跳汰过程中25和13mm颗粒运动的数学模型

在模型跳汰实验系统上,利用高速摄像机和动态分析软件,以100帧/s的速度拍摄了跳汰过程的颗粒运动图像,研究了两个密度、两个粒度颗粒在60余组实验条件下的运动过程,得到多组颗粒运动曲线,其中位移曲线的特性符合阻尼强迫振动规律;建立了颗粒运动的振动微分方程,并给出了解的表达式.颗粒运动的位移、速度、加速度、受力、动能等参数与跳汰机风压有直接的线性关系,与跳汰周期、床层松散度、颗粒的质量、密度、粒度等参数有明确的非线性关系.     

操作参数对跳汰床层的影响及颗粒运动特性分析

利用模型跳汰试验装置,使用13 mm粒级不同颜色的橡胶物料模拟精煤与矸石,借助高速动态分析系统,研究操作参数对跳汰床层的影响,并分析颗粒分层过程.试验发现,跳汰周期和风压对跳汰床层的影响最大,得出基于模型跳汰试验装置的最佳操作参数为:跳汰周期1.3 s,进气期16%,排气期22%,膨胀期40%,风压4 kPa.根据高速动态分析仪拍摄的颗粒运动过程,分析跳汰分层过程,发现颗粒的运动符合有强迫振动方程,结合试验数据,对强迫振动方程进行修正.统计发现颗粒按密度分层主要发生在上升末期和下降初期,在这一阶段,跳汰床层松散度较大,颗粒间存在较大空隙,为不同密度颗粒之间交换位置创造了有利条件.随着入料粒度范围的增加,颗粒按密度完成分层所需的时间增加.     

跳汰分层过程计算机模拟研究

在深入分析了跳汰过程中颗粒运动的特征后,将床层按颗粒在一个跳汰周期中的垂直行程划分成ｎ层,应用马尔科夫链理论建立了跳汰分层过程的数学模型,并给出了模型参数的实验测定方法。在此基础上,对跳汰分层过程进行了计算机模拟。模拟结果揭示了跳汰床层中物料分层的形成过程,很好地解释了当中间密度物料多时分选效果变坏的原因,所得结果与跳汰实际情况一致。     

跳汰床层运动参数的特性分析

应用跳汰模型实验系统和高速动态分析系统,研究了跳汰床层在不同操作条件下的分层过程.研究表明,利用高速动态分析系统可以清晰地观察跳汰床层在10~(-2)～0.5×10~(-3)s内的运动情况.通过观察和分析,绘制了跳汰床层运动的位移、速度、加速度、能量和受力曲线,揭示了跳汰床层分层过程的一些现象和机理.     

用β分布函数模拟颗粒在跳汰床层中的分布

根据β分布在有限的[0,1]区间内具有单调下降、单峰分布和单调上升等各种形态,用2参数或3参数的β分布作为描述各密度颗粒在跳汰床层中分布的数学模型。经过对实验数据的模拟,明确了模型参数的基本范围,给定了部分参数的数值。结果表明,部分相邻密度颗粒分布模型参数间具有相关关系。由于拟合误差小,说明了用β分布描述各密度颗粒在跳汰床层中分布形态的有效性。n个密度级的模型参数仅为2n-2,有利于实现对跳汰分层情况的预测。     

主动脉动气流分选动力学模型及其数值模拟

主动脉动气流分选是一种新的干法分选方法,尤其适合于电子废弃物的处理与资源化利用过程．通过研究不同流型下颗粒运动的阻力系数差异,考虑主动脉动气流流场中颗粒运动所受到的附加质量力作用,研究并得出了斯托克斯和牛顿2种流体的颗粒在主动脉动气流场运动的动力学方程．对不同直径,不同密度,但空气动力学性质相似的等沉球形颗粒,进行动力学方程的计算机数值模拟,研究在紊流条件下的颗粒运动特性,优化动力学模型参数．模拟结果表明,优化后的动力学模型数值模拟结果与示踪颗粒实验室测试结果吻合．     

网壳结构“折叠展开式”提升过程中动力响应分析

网壳结构折叠展开式提升过程涉及机构运动分析，动力效应十分明显．采用拉格朗日方程形式的多柔体动力学可以有效地避免刚度矩阵奇异以及刚度矩阵的分解、迭代复杂等问题．经过分析研究得出了在整个运动过程中各阶段的结构的动力特性，包括一些动力参数(初始加速度、提升高度、阻尼)对机构运动受力的影响以及机构在不同状态下的自振频率等．在跟踪了整体提升过程中的位移轨迹和各杆件单元的应力状态，并通过比较数值计算结果和实际测量数值后得出了可信的动力系数，为工程设计参数的选取以及网壳整体提升过程中的动力响应理论分析提供了有意义的参考．     

固液两相流中K—ε双方程湍流模式及在水涡轮机械流场中的应用

基于两流体模型，建立了固液两相流中Ｋ—ε的双方程湍流模式。模化了连续方程、动量方程、Ｋ方程及ε方程，在这些模化方程中，考虑了固液两相间速度滑移，颗粒间的作用及相间作用。使用本文所发展的湍流模型和颗粒磨损模型，可预测固液两相湍流中的流动特性和颗粒对过流部件的磨损率。数值模拟了一水轮机蜗壳含沙水流中的流动特性及磨损分布。其预测结果与实验结果较为一致．     

脉冲水炮发射特性的理论分析

通过水炮发射过程中运动与力的关系．对其发射特性作系统的理论分析,提出了脉冲水炮发射特性方程的数值分析方法,由此得出水炮破岩效果与喷嘴直径、活塞初速度等参数之间的关系．为水炮的设计和研制提供了一定的理论依据．     

固液两相流中D—ε双方程湍流模式及在水涡轮机械流场中的应用

基于两流体模型，建立了固液两相流中Ｋ－ε的双方程湍流模式。模化了连续方程、动量方程、Ｋ方程及ε方程，在这些模化方程中，考虑了固液两相间速度滑移，颗粒同的作用及相间作用。使用本文所发展的湍流模型和颗粒磨损模型，可预测固液两相湍流中的流动特性和颗粒对过流部件的磨损率。数值模拟了一水轮机蜗壳含沙水流中的流动特性及磨损分布。其预测结果与实验结果较为一致。     

跳汰机物料分选机理模型的建立与仿真

本文根据气室压力、洗水和颗粒的运动机理,建立了一个合理的数学仿真模型,并经过计算机仿真加以验证。     

发动机进气流量对前缘水滴撞击特性的影响

为了掌握发动机进气流量对水滴撞击特性的影响规律,采用欧拉方法建立水滴运动方程,基于分区多块结构网格体系求解水滴运动轨迹,提出了复杂外形飞机水滴撞击特性的计算方法.基于该方法对发动机进气道唇口进行水滴撞击特性分析,研究了不同发动机进气流量对进气道唇口水滴撞击特性的影响.结果表明,发动机进气流量越大,水滴收集系数最大值越大.因此,航空发动机吊舱进气道前缘的防除冰系统设计必须考虑不同飞行状态下进气流量的影响.     

基于时域激光诱导辐射确定湍流火焰烟黑粒径

对非稳态丙烷湍流火焰中的烟黑粒径进行在线测量.高能脉冲激光直接照射火焰中的烟黑微粒,其受热辐射光谱信号由光电倍增管检测.为降低信号噪音,采用分段平均方法拟合获得烟黑等亚微米量级固体颗粒粒径.所得结果与透射电镜测量结果吻合.通过统计多个激光脉冲下颗粒各粒径值,获得了不同空燃比下丙烷湍流火焰中烟黑粒径分布的变化规律.本方法为非稳态燃烧过程中可吸入颗粒物尺寸分布提供了一种有效的在线监测手段．     

旋转滑片式压缩机缸腔曲线的仿形铣和仿形磨用凸轮设计

根据美国菲尔甫(Whirlpool)公司加工旋转滑片式压缩机气缸缸腔曲线的仿形铣床和仿形磨床的加工原理,推导出仿形铣削凸轮和仿形磨削组合凸轮的理论和实际廓线方程。同时求出缸腔表面的最小曲率半径,以供选择铣削和磨削用刀具的最大半径时参考。还求出滑片运动的最大压力角。     

立式喷淋室内气-水逆流热湿交换的唯象研究

针对湿空气与喷淋水传热传质的问题,在唯象模型和实验分析上做了一些研究。首先以不可逆热力学理论为基础,建立了描述系统内部传热传质的唯象模型。其次针对不同温度下的入口喷淋水和空气影响规律,运用唯象方程组进行分析,发现在本实验的研究条件下,基于唯象模型的推动力研究与实际工程的参数变化趋势基本吻合,说明该理论模型基本可靠,可用于分析湿空气与喷淋水的传热传质研究。     

径向低速大扭矩水液压马达定子曲线分析

提出了一种采用自然水（含海水和淡水）作为液压介质进行工作的径向低速大扭矩马达。与油压马达相比,摩擦、磨损、腐蚀等是水压马达面临的主要问题,而合适的定子曲线可以减少摩擦、磨损、水击等现象的发生。本文根据运动学理论对水液压马达的定子曲线进行了设计与分析。对幅角修正等加速运动规律和匀变加速修正等加速运动规律的加速度公式进行了修正。对9种不同类型运动规律的各区段幅角进行了设计,并结合曲线方程和水压马达的相关参数绘制出相应的定子曲线。综合分析了9种类型定子曲线下柱塞副（滚球与柱塞）的加速度、速度以及曲线压力角等特性,指出有过渡区的等加速运动规律曲线较适合于所研究的低速大扭矩水液压马达。     

非线性脉搏波在具有外周组织的动脉内传播的理论模型

本文提出了一个新的非线性脉搏波在动脉内传播的理论模型,推导了一个新的血管一外周组织系统的非线性运动方程组,在其中仅含血管壁和流体的应力以及血管的非线性几何。这组运动方程与代表血液流动的Navier-Stokes方程和连续性方程以及流体和血管壁本构方程相结合,可用数值方法来求解非线性脉搏波在动脉内的传播。     

电站空冷散热器动态传热特性研究

建立了空冷散热器空气侧、水侧和管壁的热平衡偏微分方程,采用改进欧拉法对离散后的方程进行求解。获得了迎面风速、循环水质量流量和入口水温阶跃变化时散热器的动态响应特性,以及变量变化程度对散热器动态过程的影响。结果表明:扰动变量阶跃变化时,变化程度越大,对应的动态响应曲线变化幅度也越大。迎面风速增加时,空气和循环水出口温度降低;循环水质量流量和入口水温增加时,空气和循环水出口温度均增加。迎面风速和循环水质量流量越大,动态响应时间越短;循环水入口水温变化时,动态响应时间不变。     

刘维空间反常朗之万方程为基础的非平衡统计物理

考虑到热力学不可逆性和流体力学方程不能严格统一地从刘维方程推导出，本文提出了刘维空间的反常朗之万方程作为统计物理的基本方程．这个方程反映了粒子在动力学中遵守的可逆的确定性的运动规律到统计热力学系统中变为不可逆的随机性的．由这个基本方程可严格推导出非平衡热力学基本方程、嫡增长原理、最小墒产生定理以及流体力学方程如广义纳维尔－斯托克斯方程、质量漂移－扩散方程等．所有这些都是统一的自洽的．但是难以证明所有非均匀远离平衡的孤立系统中的熵产生密度在各处都满足σ≥０