改性橡胶水泥砂浆强度的试验研究

分别采用水洗、NaOH溶液、KH570溶液和自制Na2SiO3溶液等方式对橡胶颗粒进行改性,并通过试验分别研究了不同改性方式对橡胶砂浆强度的影响作用。结果显示,10%NaOH溶液的改性效果最优,抗压强度和劈拉强度较基准橡胶砂浆分别提高了16.89%和46.56%。1 000倍的电镜观测表明,经NaOH溶液改性后橡胶颗粒表面的洁净度增加,空隙增多,与水泥石的咬合度增强,从微观上阐明了改性橡胶砂浆强度提高的机理。     

KCl溶液对膨胀土膨胀特性影响试验研究

通过自由膨胀率、无荷膨胀率、有荷膨胀率试验对比分析了KCl溶液对合肥地区膨胀土膨胀特性的影响。试验结果表明:不同浓度的KCl溶液均可以降低土样的膨胀率;自由膨胀率试验中,浓度为7%的KCl溶液的抑制膨胀作用最强,溶液浓度提高至10%后,膨胀率又略有增大;无荷膨胀率试验中,KCl溶液改变了土样的膨胀时程特征,缩短了膨胀稳定的时间;有荷膨胀率试验中,初始含水率与上部荷载是影响膨胀率的重要因素,膨胀率随溶液浓度的增大而降低,有荷膨胀率与上部荷载的对数成线性关系。根据试验现象,分析了K~+抑制膨胀土膨胀的机理。     

无机改性剂增强橡胶混凝土强度试验

试验研究了水洗、Na OH溶液、Ca Cl2溶液三种无机改性方式对橡胶混凝土强度的影响。为实现橡胶混凝土强度提高的预期研究目标,深入分析了基准橡胶混凝土的配制原则,并基于此完成了试验设计。分析表明:基准橡胶混凝土的强度与基准混凝土的强度比值为0.71~0.83时,易于实现预期研究目标。试验结果显示:水洗方式对橡胶混凝土的抗压强度和劈拉强度略有提高;Na OH溶液和Ca Cl2溶液改性对橡胶混凝土的抗压强度具有提高作用,其中Na OH溶液的改性效果更优。     

论示差比色法

修正了浓溶液示差比色法的定义，扩大了其应用范围；纠正了稀溶液示差比色法定义的错误，以便应用于微量分析的实际测定工作。     

羟基铝改性分散性土的试验研究

利用羟基铝溶液作为改性材料,对东北某地典型的分散性土进行改性,通过针孔试验、碎块试验和双比重计试验研究了不同铝土比条件下羟基铝溶液对分散性土的改性效果,并结合土粒相对密度、颗粒组成、pH值及阳离子交换量等物理化学指标分析了羟基铝溶液对分散性土的改性机制。结果表明:羟基铝溶液加入后,土体相对密度明显降低、颗粒粒径变大、pH值降低、阳离子交换量降低;羟基铝溶液通过离子交换、团聚等作用,增大了土体中高价阳离子的浓度,降低了Na~+浓度,同时降低了土体的pH值,从而达到降低土体分散性的效果,在羟基铝溶液的铝土比为0.2～0.4 mmol/g时即对分散性土有明显的改性效果,可作为一种良好的分散性土改性剂。     

珊瑚砂微生物固化条件优化的正交试验研究

珊瑚砂微生物固化影响因素众多，选取颗粒粒径、脲酶活性、底物溶液浓度和配比四个主要影响因素，每个因素取三个水平，对珊瑚砂进行了微生物固化正交试验，研究了各因素对珊瑚砂微生物固化体无侧限抗压强度及干密度增量的影响，得出了最优固化条件。试验结果表明，各因素对固化体无侧限抗压强度影响的主次顺序为:颗粒粒径、脲酶活性、底物溶液配比、底物溶液浓度；对固化体干密度增量影响的主次顺序为:脲酶活性、颗粒粒径、底物溶液配比、底物溶液浓度；综合无侧限抗压强度和干密度增量结果得到珊瑚砂微生物固化的最优条件为:颗粒粒径取粗粒组，脲酶活性取１．８５ｍｍｏｌ／（Ｌ·ｍｉｎ），底物溶液配比取０．７５∶１，底物溶液浓度取１ｍｏｌ／Ｌ。     

碳化与硫酸盐溶液干湿循环后混凝土断裂韧度

为研究劣化作用对混凝土断裂韧度的影响,通过碳化、硫酸盐溶液干湿循环单一及交替作用后混凝土切口梁三点弯曲试验,探讨了碳化时间、硫酸盐溶液干湿循环次数对混凝土断裂韧度的影响。结果表明:碳化和硫酸盐溶液干湿循环均会对混凝土断裂韧度造成一定程度的劣化,劣化程度因子小于1。随着碳化时间和硫酸盐溶液干湿循环次数的增加,断裂韧度呈减小趋势;单一劣化作用时,随着碳化时间和硫酸盐溶液干湿循环次数的增加,劣化程度因子减小显著,且碳化时间、硫酸盐溶液干湿循环次数与劣化程度因子之间分别满足近似指数关系;由于碳化和硫酸盐溶液干湿循环的交互影响,单一劣化作用对断裂韧度的劣化程度逐渐呈现大于交替劣化作用影响的趋势。在分析试验结果的基础上,建立了劣化作用后混凝土断裂韧度计算模式,该模式有助于分析劣化作用后混凝土裂缝扩展并预测其断裂韧度。     

非理想体系多离子非稳态扩散模型及数值模拟

在众多工程领域中均存在扩散现象。大多数扩散模型均是采用经典的Fick定律,仅考虑理想溶液中离子浓度梯度对扩散的驱动,未考虑多离子溶液环境对扩散的影响。溶液中离子间的静电作用导致溶液偏离理想状态,使得各离子浓度不能完全有效发挥,实际的扩散现象得不到合理的解释。基于广义线性扩散通量方程,引入Guntelberg修正的活度系数表征理想溶液与实际溶液中离子浓度的偏差,结合质量平衡方程,建立了适用于非理想体系的多离子非稳态扩散模型。采用已有试验数据与模型结果进行了对比分析,验证了所建模型的正确性和有效性。选用有限元软件Comsol Multiphysics对所建模型进行数值求解,结果表明:溶液非理想性特征对离子扩散具有显著的阻滞作用。当离子价位一定时,初始浓度越高对离子扩散阻滞效果越明显;在源浓度一定的情况下,离子价位越高对扩散阻滞效果越强。     

掺ZY膨胀剂水泥石碳化性能的多种方法对比研究

本文使用了酚酞指示剂法、化学滴定法及模拟孔溶液法,研究了掺ZY膨胀剂水泥石加速碳化性能。试验结果表明:掺8%ZY膨胀剂水泥石抗碳化性能差于基准组水泥石,酚酞指示剂法仅适用于表征完全碳化的水泥石,其测试的碳化深度低于化学滴定法及模拟孔溶液法所确定的水泥石碳化深度;掺ZY膨胀剂使模拟孔溶液中Ca~(2+)浓度略有升高,但碳化使得各组水泥石模拟孔溶液中Ca~(2+)浓度降低。     

电极处加入CaCl_2溶液对高岭土电渗试验的影响

为了研究高岭土电渗过程中在电极处加入CaCl_2溶液对电流、排水量、界面电阻、土体电阻率及最终抗剪强度等的影响,开展了相关室内试验。结果表明:电极处加入CaCl_2溶液后,电流的减小趋势得到有效控制,电渗过程中电流大小与加入CaCl_2溶液的量有关,也可能与阳极所加CaCl_2溶液所占比例或者与CaCl_2溶液加入的时间有关;排水量变大,本试验条件下电渗排水量提高了10.9%;电极处加入CaCl_2溶液对阴极处界面电阻的减小很明显;电极处加入CaCl_2溶液后土体总电阻率下降较为明显,而阴极附近土体电阻率的下降对土体总电阻率下降起主要贡献;阳极和中部土体最终抗剪强度提高比较明显,尤其是阳极土体最终抗剪强度提高了16.4 k Pa,但阴极土体抗剪强度无明显提高,因此可以考虑用反转电极的方法来加固阴极土体。该研究可为高岭土电渗试验提供新思路。     

DRAG REDUCTION OF A CATIONIC SURFACTANT SOLUTION AND ITS SHEAR STRESS RELAXATION

In order to study the mechanisms of the turbulent frictional drag reduction by surfactant additives,the drag reduction,the shear viscosity and the shear stress relaxation were measured for solutions of a cationic surfactant cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB) with the same molar sodium salicylate as a counter-ion.It is found that the first step relaxation time decreases with increasing concentration and,thus,with the maximum drag-reducing rates,which indicates that the stiffness of the micellar structures with the first relaxation time,increases with the increase of the concentration of CTAB.Furthermore,for this surfactant,a viscoelastic property is necessary for reducing drag,while a stronger viscoelasticity characterized by a tail relaxation time does not necessarily mean a higher drag-reducing rate.     

Drag reduction of wall bounded incompressible turbulent flow based on active dimples/pimples

The control of turbulence by dimples/pimples has drawn more and more attention. The objective of this paper is to investigate the effectiveness of the active dimples/pimples for the drag reduction in the incompressible turbulent flow. Firstly, the drag reduction by the opposition control based on active dimples/pimples at the lower wall is studied via the direct numerical simulation of the turbulent channel flow. It is found that large active dimples/pimples can not suppress the streamwise vortices significantly and thus almost no drag reduction is achieved. Small active dimples and pimples with the diameter of one fourth of the streak width can both reduce the friction drag, but pimples will induce a larger pressure drag than dimples. Then the suboptimal control scheme is examined based on small active dimples using the spanwise wall shear information only. It is shown that the friction drag decreases by about 4.5% but the total drag is only reduced by about 2.7% abated by the pressure drag. Compared with the actuation of the all-point blowing/suction or the all-point wall movement, the effectiveness of the turbulent drag reduction based on active shallow dimples is much smaller.     

重力场下平板边界层内气液两相流动数值分析

通气减阻技术因具有降低能耗和环境污染小等效果,在工程领域内得到广泛关注。为研究重力场中气相在平板湍流边界层内流动演化过程及由此产生的减阻效应,该文耦合连续表面张力(CSF)的VOF多相流模型和标准k-?湍流模型,求解非定常RANS方程,对边界层内气液两相流动进行数值模拟。通过计算结果与实验结果的对比,验证了数值方法的有效性;进而对不同通气流量和来流雷诺数下,气泡当量直径、近壁区空隙率及流动减阻率进行定量分析。结果表明:减阻效应与近壁区空隙率密切相关;来流雷诺数和通气量的提高,均能增强减阻效应。     

条纹薄膜减小湍流阻力的试验研究

本文从湍流边界层的相关结构出发，探讨了条纹薄膜减少湍流边界层阻力的机理，通过平板模型的水洞试验，研究了条纹薄膜的减阻作用。试验结果表明，条纹薄膜具有明显的减阻效果，最大降阻量大约为１０％。     

肋条减阻

随着世界上能源消耗的不断上升，使人们不得不认真考虑如何有效的保护有限的能源，探求节约能源的新技术和新方法。湍流减阻就是在这种应用背景下提出在新课。经过二十多年的努力，特别是湍流理论的发展，使得湍流减阻理论和应用得到了突破性的进展。就减阻技术讲，有肋条减阻、聚合物减阻、大涡硫碎减阻、吹气和吸气减阻、微气泡减阻等，这些减阻技术一个共贩考虑，就是要控制边界层内的湍流结构，特别是拟序结构，减少湍能的耗损以     

基于平板的气体润滑减阻数值计算研究

船舶行业的节能技术研究,是当今的一个热点,气体润滑减阻技术就是其中的一个分支。该文以平板模型为研究对象,以在空泡水筒完成的气体润滑减阻原理性验证试验为基础,展开数值计算中VOF模型和Mixture模型在此类问题中的适用性研究,分析喷气量对减阻率和气穴内空隙率分布的影响,建立了一种适用于气体润滑减阻问题的数值计算方法。     

AN EXPERIMENTAL STUDY ON DRAG REDUCTION OF COMPLIANT WALLS

The drag reduction of compliant surface is studied in a ship model tank.The re-sults of the measured drag of a flat plate model show that the compliant surface is capable of re-ducing drag in a certain range of speeds,The maximum drag reduction is 15.7% when the com-pliant surface is merely on the one side of the plate.These results have confirmed the predictedcharacteristics of compliant surfaces.     

Analysis of shear rate effects on drag reduction in turbulent channel flow with superhydrophobic wall

We examined the shear rate effect on drag reduction of superhydrophobic surfaces with different slip lengths. For this purpose, turbulent channel flow was considered at the friction Reynolds numbers of Reτ = 180, 395, 500. By using Navier＇s slip condition it is shown that increasing shear rate leads to the greater reduction in drag force and also more reduction occurs in larger slip length. Based on the results, more than 25% drag reduction happens at a friction Reynolds number of Reτ= 500 for slip length of 1 ×10 5 m. The simulation results suggest that reduction in drag force occurs because slip condition reduces the Reynolds stresses, also weakens vorticity filed and the near-wall coherent structures, and therefore turbulence production is decreased.     

柔性管自激振动减阻效果的实验研究

在实验确认柔性管紊流减阻效果的基础上,采用双重管结构,对柔性管的自激振动减阻效果进行了实验研究。结果表明:管的壁厚越小自激振动的减阻率越大;在雷诺数约为2.2×104时,壁厚为2 mm,3 mm及4 mm的柔性管自激振动减阻率依次约为13%,10%,8%。     

弹性管的紊流减阻效果与流激振动特性的实验研究

在实验确认弹性管确有紊流减阻效果的基础上,对其流激振动特性及紊流减阻效果进行了实验研究。结果表明:管的壁厚越小,管外壁的流激振动的脉动位移有效值越大,紊流减阻效果越好;在雷诺数Re约为2×104时,壁厚为2mm、3mm及4mm弹性管的流激振动减阻率依次约为12%、10%、8%。