干气密封旋转流场的宏观特性与介观速度场的逻辑关系研究

旋转流场中的流体流动比较复杂，特别是在高转速、微尺度工况时，流场中的流体流态及其判断方法缺乏完备的理论模型. 选择干气密封作为高速旋转流场的研究对象，以开启力和泄漏量作为宏观特性表征指标参数，选择剪切(周向)、径向及轴向速度分量对速度流场进行介观表述，通过Fluent软件仿真计算大跨距转速(低转速至超高转速)时的宏观、介观指标参数，研究密封性能指标参数与速度场间的内在逻辑关系. 结果表明:低速旋转流场中的轴向速度分量较小，可忽略不计，转速升高会促使轴向速度分量持续增大，当转速持续增大并超过某一临界值时，轴向速度分量会出现迅速升高的情形；轴向速度分量的变化情形与微尺度流场(开启力和泄漏量)波动密切相关，是影响旋转流场流态的关键性指标参数，也是引起宏观流场特性变化的主要因素；径向速度分量的变化情形与微尺度流场泄漏量的变化规律基本一致，随着转速的增大，泄漏量的宏观性能反馈要早于开启力波动的出现. 基于以上研究，同时根据管道雷诺数、流量因子判定模型及流体力学基本理论，尝试提出了基于三维速度分量的针对旋转流场流态的椭球判定模型.      

一维随机成核生长模型

建立了一种一维随机成核生长模型，在三种不同的近邻条件下进行模拟，得到了一系列聚集生长图形，并计算了相应的分形维数．所得图形与多孔硅形成图样相似．对分形维数Ｄ随生长概率Ｘ变化的Ｄ-Ｘ曲线性质以及分形结构转变为均匀结构的临界阈值等作了初步的讨论 关键词：     

波束方向探测技术的注入式仿真系统验证

这篇文章主要介绍采用功率探测仪方式的注入式仿真系统对波束方向地面探测试验系统进行验证的系统设计和软、硬件控制与实现。通过向注入式仿真系统输入模拟目标星在不同位置发射的信号功率,以及目标星在平台坐标下的角度和位置信息,一方面确定地面探测试验系统技术方案的可行性和检测相关设备的性能,另一方面验证对目标星发射天线主波束方向的探测是否满足精度要求。通过仿真试验证明该注入式仿真系统不仅使用方便、节约成本,而且通过控制相关仪器设备能够准确记录地面探测试验系统对目标星仿真数据的计算信息,进而实现验证。     

基于微尺度造型的干气密封流动有序性数值分析

基于干气密封微尺度流动特性,提出一种有序微造型的干气密封模型,可在提升密封性能的同时为激光开槽提供新的借鉴和参考.选择螺旋槽和T型槽两种干气密封经典槽型为研究对象进行仿真分析,通过文献对比验证了计算方法的正确性,在有序微造型的基础上进行了有无微造型性能分析和对比,最后对微尺度下微造型的密封性能开展了系统研究.结果表明:同工况下,微造型结构的开启力较传统结构有明显提升,在高速高压及微尺度时的提升量愈加显著;T槽型的对称性使得其微造型结构兼具一定的减漏效果,且随膜厚增大减漏效果越明显;微造型深度、数量和面积对密封性能影响较大,存在一个使开启力较大同时泄漏量较小的最优槽深(螺旋槽和T型槽分别为5.5和2.5μm)及微造型深度区间(螺旋槽和T型槽皆为0.9～1.2μm).具微造型结构良好的增压性能,有助于进一步提高干气密封的稳定性.     

C60-Ag薄膜高、低温粗糙表面的标度行为和粗糙化机理的实验研究

利用原子力显微镜和透射电子显微镜对沉积在NaCl衬底上的C₆₀-Ag复合薄膜的表面形貌和微结构进行了研究 .结果表明薄膜表面的粗糙度依赖于衬底的温度 ,当衬底温度从 - 80℃上升到 1 2 0℃ ,薄膜表面发生从粗糙→光滑→粗糙的变化过程 .由于高温和低温条件下 ,薄膜表面的粗糙化机理不同 .高低温的表面虽然具有类似的rms粗糙度 ,但却具有不同的分形标度行为 .同时探讨了标度行为、微结构和粗糙化机理之间的关系     

仿特斯拉阀结构新型槽端面干气密封的数值研究

基于特斯拉阀结构的单向导通特性,提出一种集聚点更多和高压区域面积更大的新型(特斯拉阀型)干气密封槽型结构,该结构可获得比经典对数螺旋槽型更佳的密封效果. 通过建立特斯拉阀密封槽型的几何模型和数学模型,采用Fluent软件对不同几何参数和工况参数的密封性能进行系统数值仿真,获得密封开启力、气膜刚度和泄漏量等稳态性性能参数及瞬态膜压波动幅值方差. 分析了主阀道、支阀道和阀槽半径等参数对密封性能的影响规律,对比研究对数螺旋槽与特斯拉阀槽型在不同工况条件下的性能特性. 结果表明:相较于经典对数螺旋槽,同一工况下的特斯拉阀槽型具有更佳的开启力和刚度特性,尤其在高速、高压、小膜厚和大槽深时的开启力提升效果更加显著;在干气密封气膜稳定运行区间(h=3~6 μm),特斯拉阀槽型的气膜刚度较螺旋槽提升近20%;在高转速时(N>30000 r/min),特斯拉阀槽型的稳定性更好,且具有更小的压力波动.      

T型槽干气密封数值分析及槽型优化

应用UG软件对T型槽干气密封内流场进行了三维建模,同时运用Fluent软件对三维流场进行了数值模拟.首先对经典T型槽在相似工况下进行了分析,验证了仿真计算方法的正确性;然后运用本方法对T型槽槽型进行了优化,并与相关文献计算进行了对比,结果证明新槽型的开启力及泄漏量较经典T型槽皆有较大改善;最后对新槽型的相关几何参数进了优化分析,得出在不同操作参数下对应的最优值:在不同转速及压力变化条件下,优化槽型的α,β取值为40°~45°,槽深hg取值为4~6μm;在转速和压力不变的条件下,求得m取6 mm,n取12 mm较合适.     

人类细胞色素P450 2E1酶在不同乙醇浓度下构象变化的分子动力学模拟

细胞色素P450(CYP) 2E1家族酶是一种具有双重功能的单加氧酶, 能够参与市场上6%药物的代谢而具有重要的作用. 这类酶与酒精的消耗、 糖尿病、 肥胖症以及厌食症等密切相关, 引起了广泛的研究兴趣. 目前尚未见从原子水平上对这种酶在不同乙醇浓度下构象行为的研究. 基于此, 本文研究了花生四烯酸(AA)与CYP2E1复合物结构在不同乙醇浓度下构象与能量变化的特点. 对于在不同乙醇浓度下AA与CYP2E1的复合物结构, 采用分子动力学模拟结合自由能计算的方法进行研究. 分子动力学模拟结果表明, His109和Lys243氨基酸残基对AA与CYP2E1的结合起到了至关重要的作用. 当体系的乙醇浓度较高时, AA的结合能力有所下降, 这种结合能力的下降是由于AA与CYP2E1之间氢键相互作用力的减弱所致. 本研究对于AA与CYP2E1复合物结构在不同乙醇浓度下, AA分子与CYP2E1分子结合能力下降以及CYP2E1的构象变化给出了详细的解释. 本研究工作得到的结论对于实验和理论研究均有重要意义, 可为后续细胞色素P450酶类催化活性的研究提供理论支持.     

碳纳米管表面接枝聚合物动力学的粗粒化模拟研究

本研究采用粗粒化分子动力学模拟结合随机聚合反应模型,对碳纳米管(CNT)表面以grafting-from方式接枝聚合物的接枝动力学进行了研究.研究结果表明,适当调控表面曲率可以有效提高接枝聚合物链的接枝密度.此外, CNT表面曲率对接枝聚合物链的多分散性指数也有一定影响.在引发剂位点密度较低时,接枝聚合物的分子量分布趋向于泊松分布特征.本研究在深入理解CNT表面grafting-from接枝过程的动力学主控因素,以及拓展grafting-from技术的应用等方面具有一定的理论指导意义.     

新型自冲击密封的泄漏特性与封严机理初探

新型自冲击密封提出以来持续受到同行学者和行业专家的广泛关注和认可，本文中进一步通过对自冲击密封热力学效应及各类流场的剖析，建立起新型密封热力学效应与泄漏量的关系，从热力学角度分析了新型密封的流场特性与泄漏特性，研究了几何参数、工况参数、密封性能参数及其相互间的联系和规律.结果表明：建立的泄漏公式与仿真结果符合较好(变转速下误差为7.59%)，可以较好的反映热力学效应与泄漏之间的关系；当密封间距h≤200μm时，密封熵增效果随密封间隙变化最为明显；密封介质流入后温度呈逐级上升趋势，至密封出口处达到最高，出口温度随压力和密封间距的增大而增大，随着级数的增大而缓慢减小，转速对出口温度的影响较小.新型密封主要通过间隙内流体的冲击产热进行能量耗散并最终实现封严功能，如何泄压、控温及选择合适的耐高温材料是新型密封尽早实现工业化应用的关键.