低温脉动热管传热特性的数值模拟研究

近年来,脉动热管作为一种具有较高传热效率的传热元件被广泛研究,应用领域十分广泛。为了研究在低温区内各因素对脉动热管传热性能的影响,以液氮为工质,采用多相流VOF方法建立了弯头数为6的闭环脉动热管的三维数值求解模型,并对其进行数值模拟。结果表明,脉动热管进入稳定运行阶段后,管之间会形成相间分布的上升管和下降管,且在上升管中以塞状流居多,下降管中以泡状流居多;在较低加热功率时,脉动热管的热阻随充液率的增加而减少;对不同充液率,热阻随加热功率都是先减小而后增大,充液率的增加可以一定程度上降低倾角减小对传热热阻的影响。     

基于参数化逆向建模的踝足矫形器设计

为了实现踝足矫形器(AFO)快速精准建模,提高矫形器个体化定制效率与患者佩 戴舒适性,提出了一种基于参数化逆向建模的AFO 设计方法。该方法采用3D 扫描技术获取足 部与小腿原始点云数据,通过点云数据处理与优化得到基础数字化模型。利用Grasshopper 插 件提取踝足个性化形状特征型值点,用于重建踝足数字化模型。创建了包括6 阶段的AFO 参数 化逆向建模程序,通过改变参数即可实现AFO 的定制设计。最终,通过脑卒中患者定制设计 AFO 实例验证了所提方法的可行性。     

两维快速控制水冷反射镜装置设计

通过对高功率激光发射系统中,从激光器到发射系统的强激光通道内光束传输质量的分析,发现了影响光束传输精度的原因。设计了一种新型两维快速控制水冷反射镜装置,解决了强激光传输方向的精确实时控制和校正光束整体倾斜方向的问题,实现了减小镜面热畸变提高光束质量的功能。试验测试结果表明,两维快速控制水冷反射镜装置工作稳定、可靠;具有质量轻、转动惯量小、行程小、谐振频率高、响应速度快、动态滞后误差小等优点。此装置设计合理,具有应用推广价值。     

全数字锁相环及其数控振荡器的FPGA设计

全数字锁相环(ADPLL)在数字通信领域有着极为广泛的应用。由于SoPC技术的发展和FPGA的工作频率与集成度的提高,在1块FPGA芯片上集成整个系统已成为可能。以片内同时嵌入CPU和全数字锁相环为目的,结合现阶段的相关研究成果,简单介绍片内全数字锁相环系统的结构和全数字锁相环的工作原理,详细论述一种可增大全数字锁相环同步范围的数控振荡器的设计方法,并给出部分VHDL设计程序代码和仿真波形。在此数控振荡器的设计中引入翻转触发器的概念,并通过改变翻转触发器的动作特点,使得数控振荡器的输出频率提高,以达到增大全数字锁相环同步范围的目的。     

倾角及加热功率对乙烷脉动热管传热性能的影响

为了研究脉动热管在中低温区的传热性能,设计了一台乙烷脉动热管,采用低温Stirling制冷机为冷源。实验研究了在不同温区范围内,加热功率和倾角两个因素对乙烷脉动热管传热性能的影响。研究结果显示:在-40℃和-70℃温区,当倾角小于45°时,倾角对传热温差的影响较小,而倾角在45°～90°之间时,随着倾角的增大,传热温差呈明显上升趋势。在较低加热功率下,倾角对传热温差的影响较小,在较高加热功率时,倾角对传热温差的影响较大。实验还发现在同一倾角下,随着加热功率的增加,传热温差逐渐增大,传热热阻呈现出先减小后增大的趋势。     

X射线衍射法分析铝电解槽炉底沉淀物相组成

铝电解过程中形成的铝电解槽沉淀影响电解槽的使用寿命。采用X射线衍射仪(XRD)分析了铝电解槽炉底沉淀物相组成,分析结果表明:取自电解槽底废炭砖表面白色和黑色部分中的物相主要以AlN、NaF、Al12((OH)0.5F0.6)6和Al(OH)3的形式存在,另外有少量的石墨化碳、CaF2和Na1.95(Al1.95Si0.05O4)等。废炭砖浅内层中的AlN含量明显减少,而NaF含量较高,说明电解铝过程中产生的NaF渗透到炭砖内部较多。废炭砖表面和浅表层中的原半石墨化碳已经完全石墨化。     

基于信息融合的移动机器人定位与路径规划

针对镜面反射引起的声呐测距不准的问题,设计一种加权融合的方法对声呐和摄像头的信息进行融合,使移动机器人能够精确地完成在拐角区域下的自身定位,并给出了机器人的路径规划。通过在先锋3机器人平台上进行的实验结果证明,该方法能够使移动机器人安全、平滑地通过拐角区域。     

基于多重散射光理论的石油焦/褐煤共成浆稳定性的研究

利用基于多重散射光技术的Turbiscan LAB稳定性分析仪,从宏观相分离程度和介观颗粒粒度的角度研究了石油焦/褐煤配比对混合浆体稳定性的影响。结果表明:焦煤比7:3时,浆体在静置0~7 d内出现明显的颗粒团聚并迁移的现象,且焦煤比越大,顶部分层厚度越大,颗粒向下迁移速率越大。焦煤比7:3时,浆体在静置1~7 d内颗粒团聚,浆体整体的平均粒径增大但没有因迁移形成明显的澄清层。焦煤比6:4时,浆体在0~90 min内顶部较大颗粒的沉降造成中部平均粒径增大;1~7 d内中部大颗粒团聚并逐渐向下迁移,中部平均粒径逐渐减小。焦煤比≤6:4时,浆体平均粒径在0~90 min内保持稳定不变;1~7 d内中部颗粒团聚但没有迁移,中部平均粒径逐渐增大。在静置7 d中,不同焦煤比浆体稳定性由好到坏的焦煤比顺序为:0:10和5:5最好,其次依次为6:4,7:3,8:2,9:1,10:0。因此从宏观和介观角度分析,焦煤比7:3的混合浆体由于颗粒聚结和迁移导致体系析水、分层及不稳定;焦煤比≤7:3的混合浆体颗粒在静置过程中团聚但不迁移,体系稳定性较好。     

自然资源富足对资源型地区创新行为的挤出效应

基于对Romer的R&D增长模型的改进,在制造业部门生产函数中加入了自然资源生产要素,同时考虑了自然资源开采部门的资本成本和资源税负成本,建立了资源型地区的四部门内生增长模型,对其进行了市场竞争动态均衡分析并求出了模型的稳态解,为资源型地区遭受的"资源诅咒"现象提出了一种机理解释,即资源富足对创新行为的挤出效应.分析表明,在不考虑资源开采部门对技术创新存在贡献的条件下,资源富足可以通过降低劳动力供给水平直接阻碍经济增长,同时还可以通过减少创新部门劳动力投入的比重使知识的增长率降低而间接阻碍经济增长.     

多旋翼无人机在输电线路巡检中的应用局限及发展前景

随着电网规模的不断扩大,输电线路传统的人工巡检方式已无法适应新形势下的运行维护要求。以多旋翼无人机为载体,地面监控设备为支撑的输电线路巡检系统,正受到越来越广泛的关注。但目前多旋翼无人机尤其是输电用无人机还处于发展初期,无法适应当前繁重复杂的输电线路巡检要求。分析了输电线路巡检的特殊要求,总结了当前输电线路无人机巡检存在的诸多问题,最后从输电运检实际出发,针对未来多旋翼无人机的发展提出了一些建议。