考虑变幂数的畸变动力学相似试验模型设计方法及试验研究

动力学相似理论广泛应用于大型结构的振动试验，其中畸变相似用于解决结构的设计参数不满足等比例缩放时的相似问题，针对畸变相似关系中幂数为定值导致预测精度低的问题，提出考虑变幂数的畸变动力学相似试验模型设计方法。首先，在敏感性分析与中心差分理论推导的幂数表达式的基础上，将中心差分的范围不断扩大得到一组随相似比变化的幂数。采用最小二乘法将这组幂数拟合为关于相似比的函数并建立相似关系。然后，在多盘转子系统的数值算例中将变幂数法与文献中的两种方法进行对比，结果表明，变幂数法的预测精度较文献中的方法有很大提高。最后，通过试验研究验证了数值算例中动力学模型及临界转速求解的正确有效性。相似关系的建立是以模型的临界转速为基础，因此也验证了数值算例中的相似预测结果。     

色连二矿低变质程度煤层孔裂隙及其分形特性

煤中的孔裂隙特性对于瓦斯运移、表面吸氧低温氧化能力等特性具有一定的影响。文章利用实验方法,系统研究了色连二矿低变质程度的2号煤层孔裂隙特性。研究发现:Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级裂隙发育较充分,裂隙宽度为3～350μm,通常为7～50μm;实验测定了Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类和Ⅴ类煤的孔容和比表面积特性,煤样的破碎程度越高,微孔及超微孔的总数及煤样的比表面积越大;随着煤的破碎性的提高,煤样的吸附容积和吸附回线中吸附曲线和脱附曲线之间的宽度不断增大。随着煤体破碎程度的增大,其孔隙分形维数D_n不断增大,当D_n2. 6时,过渡孔占主要地位,煤体的储气能力亦较强,渗流能力则较弱,当D_n 2. 6时,则相反。D_n越大,煤的破碎程度越高,比表面积越大,吸附甲烷和氧的能力越强。     

基于CFD-DEM方法的净化器流场模拟与结构优化

针对空气净化器能耗高的问题，使用离散元方法(DEM)在吸附滤网中建立随机堆积柱形活性炭模型，采用计算流体力学(CFD)方法对空气净化器内部流场进行数值模拟，在模拟与实验验证的基础上，考察了压降最小、流场最均匀的吸附滤网结构。结果表明，空气净化器压降主要发生在轴向，活性炭吸附滤网中回流、沟流现象严重，流体阻力是其他两种滤网的3倍。边数对多边形填充孔结构吸附滤网内压降与流场均匀性无影响，当孔结构改为圆形时，压降减小约52 Pa，节能18.4%(49 W)；当孔直径由8 mm增至12 mm，压降减小约48 Pa，节能19.4%(45 W)；滤网间距对空气净化器压降无影响，圆形、小孔径的吸附滤网内流场最均匀。     

离散元仿真中挖掘机铲斗结构表面的单元球表示方法探究

提出了一种基于单元球的铲斗结构表面的多精度几何表示方法。该方法针对铲斗的斗底板、侧腹板、侧刀板、前刀板和斗齿5个部位的几何特征和功能要求,实施基于单元球的多精度几何表示。对比分析不同精度下单元球表达的铲斗结构表面,发现离散元仿真时间会随铲斗结构表面的几何表示精度的提高而增加。因而,铲斗结构表面的单元球表示需综合考虑仿真精准性与仿真时间的需求。对比分析不同精度下单元球与三角面片表示方法,证实了单元球表示方法具备有效表示铲斗结构表面的局部几何细节的能力。相比于三角面片表示方法,单元球表示方法有望在铲斗挖掘过程离散元仿真中花费更少的计算时间。     

超声振动光整的EDEM数值模拟与实验研究

采用EDEM离散元分析软件对普通钝化光整实验及带有超声振动辅助光整实验进行数值模拟，仿真结果为超声振动光整加工系统的提出提供了依据。使用超声振动光整设备对平头铣刀进行钝化实验，进行了不同钝化条件下的实验研究。通过扫描电镜观察了钝化前后铣刀的表面形貌及钝圆半径的变化，分析了超声振动光整对钝化效率及效果的影响。实验结果表明，增加了超声振动钝化后的钝化效率提高了约26%，表面形貌得到较大改善。     

海水源热泵抛管式换热器管外传热特性研究

为给海水源热泵抛管式换热器的优化设计提供理论依据,通过计算流体力学(CFD)数值软件对该系统中的流动和传热过程进行数值模拟。结果表明,管内对流换热努谢尔特数Nui随抛管曲率比δ、无因次节距H_o的增大而减小;管外Nu_o随δ、H_o的增大而减小,而且δ和H_o对Nu_o的影响是复杂非线性关系。在一定模拟工况下,管外表面传热系数比管内小,热阻比管内大,换热器传热性能的决定性因素在管外,基于此,该文通过数值模拟拟合出适于南海岛礁海水源热泵抛管式换热器管外传热准则关联式。