基于响应曲面法的氟塑料两相流泵优化设计

为提高氟塑料两相流离心泵的效率及降低磨损率,基于离散颗粒模型(DPM)对氟塑料两相流泵内部流场进行模拟仿真,结合FINNIE磨损模型,对泵叶轮的磨损情况进行预测,采用响应曲面法,以叶轮的主要几何参数为变量,构建各优化目标的数学模型,利用Matlab绘制上述6个叶轮外形参数与各优化目标之间的3D响应面图形,并通过Matlab统一各数学模型,对SJB400-250-300型氟塑料离心泵叶轮的外形参数组合进行寻优,得到最优参数组合.研究结果表明,氟塑料离心泵叶轮的各外形参数之间存在交互性影响,当叶轮进口直径D₁、叶片包角φ、叶片进口安放角β₁、出口角安放角β₂、叶片出口宽度b₂取高水平,叶轮出口直径D₂取低水平时,能够获得更好的综合性能,优化获得模型相较于原模型,效率提升8.98%、磨损率下降了6.64%.通过对参数和优化目标间的交互关系进行分析总结,得到了叶轮各几何参数及各性能参数之间交互作用对优化目标的影响,为氟塑料两相流离心泵的性能优化设计提供依据.     

蓝莓叶穿孔病菌鉴定及其生物学特性研究

以蓝莓产区发现的一种新病害蓝莓叶穿孔病样为供试病菌,采用柯赫氏证病法则、形态学测定、ITS和EF-1α序列比对鉴定和常规病原菌生物学特性研究技术,研究了该病的致病菌,致病菌的分类地位、致病菌在不同培养条件下菌丝生长和孢子萌发的特性。结果表明:引起蓝莓叶穿孔病的致病菌为Alternaria alternata,该菌在供试条件下菌落生长以PDA为最优培养基,30℃为最佳生长温度,最佳pH 5,最佳氮源为甘氨酸,最佳碳源为葡萄糖;孢子萌发最佳条件为30℃,pH 5,2%甘氨酸,2%葡萄糖。病原菌菌丝致死温度为56℃、10min。     

ALIP电磁泵三维瞬态特性与不稳定流动机理

采用基于有限元法的COMSOL软件,建立ALIP电磁泵三维瞬态磁流耦合模型.通过整体式外定子 ALIP电磁泵模型的模拟结果与前人试验数据的对比,验证模型的正确性.在此基础上,建立分离式外定子ALIP电磁泵模型,观察到类开尔文-亥姆霍兹不稳定性现象的演化过程.周向面(φ-z)上逆向流和涡总是出现在2个定子间空气对应的流道区域,后期在空气对应的涡流区域后方出现类似波浪的流体摆动;子午面(r-z)上不稳定流动最先在外管壁处出现.最后,从力平衡角度分析类开尔文-亥姆霍兹不稳定性现象的形成机理.研究表明,分离式定子结构使磁场和洛伦兹力在周向和径向上分布不均,进而影响流场分布,最终导致不稳定流动.     

绕水翼加速流空化特性数值模拟

为了解翼型加速流动过程中空化特性,采用分离涡湍流模型(Detached eddy simulation,DES)和均相流空化模型对攻角为5.8°的NACA66(mod)水翼进行数值模拟,分析了空化数为0.99、对应雷诺数为8×105时绕二维水翼的非定常流动。通过模拟2种不同加速度(5 m/s2和2.5 m/s2)情况下空化演变过程和流场结构变化特征,得出了加速过程特有的变化规律:不同加速流下空泡都先在翼型的前缘产生,经过一段时间发展壮大,在翼型尾翼处分离,前缘处空泡减少,尾翼处空泡增加并向后衍生,直至破裂。空化产生于总加速时间的0.6倍左右,在总加速时间的1.12倍左右结束第一个周期。加速度越小,升力系数振荡范围越小,阻力系数振荡范围越大,空化发展过程越缓慢。     

海水淡化能量回收透平水力模型优化设计

为提高反渗透海水淡化系统中能量回收透平的回收效率,对透平叶轮的水力模型进行优化设计,分析透平叶轮几何参数交互作用对叶轮性能的影响规律,得到透平叶轮性能最佳时的几何参数.以叶片进口角、叶片出口角和叶片数为试验因素,透平水头和水力效率为试验指标,基于BBD试验设计方法对透平进行多参数组合的数值计算,并采用响应面分析法对试验数据进行处理和分析,建立试验因素对试验指标的回归方程.结果表明:当透平叶片进口角为28.8°,出口角为23.3°,叶片数为7时,透平的水力性能最优,在设计工况下,优化透平的扬程比原型高6 m,优化透平的效率比原型提高0.8%;叶片数对透平性能的影响最大,叶片出口角对透平水头的贡献率比叶片进口角大,而叶片进口角对透平效率的贡献率比叶片出口角大.     

泵站进水池吸入口涡旋结构及湍流特性的大涡模拟

进水池是泵站工程的重要组成部分,其流态及水力特性对水泵性能有着重要的影响,不良的流态往往伴随着涡旋等水力现象的出现。采用流体体积(VOF)方法及大涡模拟(LES)对进水池中的流动和相关涡旋进行数值模拟,系统分析LES湍流模型所采用的网格,对网格进行收敛性验证,并将数值模拟结果与PIV实验结果进行比较,数值模拟结果与PIV实验结果吻合,说明本模拟方法可以用来进一步深入探讨二阶湍流参数。通过LES模拟结果对进水池中表面涡和底涡的形成和演化的基本机制进行探讨,揭示了涡旋周围的各向异性湍流结构以及动量的传递过程。     

大型食用菌培养房室内制冷系统优化设计

为了提高食用菌的成品率和大规模生产,需要了解食用菌厂房内环境分布总体状况以维持培养房内温度及其均匀性,以上海某食用菌厂房为研究对象,首先利用CFD软件建立三维模型、仿真,并对比模拟结果与试验结果,证明模拟数据的有效性和可行性,最终提出4种方案,对不同方案模拟结果的对比,选取最优方案.结果表明:标高0.1,1.8和3.5 m处平均温度与数值模拟结果差距1.0℃左右,基本比较吻合.其中方案1安装喷嘴装置,在改善培养房间的流场和温度场分布,提高房间内温度分布的均匀性的作用最为突出,但增加一定的能耗,并没有达到节能的目的.开展厂房内环境分布的研究与优化工作,给生产操作提出指导意见,在增加食用菌产量方面具有重要意义.     

玉米木霉穗腐病接种方法及玉米新品种的抗性分析

穗腐病是玉米的重要病害之一。近年来,由木霉Trichoderma spp.引起的穗腐病逐年加重。抗病玉米品种的选育和利用是控制穗腐病的经济、安全和有效措施。连续3年(2020-2022年)比较分析花丝喷雾法、花丝通道注射法、子粒注射法、牙签法等接种方法对玉米木霉穗腐病抗性鉴定效果。结果表明,花丝通道注射法发病强度适中,能使不同品种在人工接种后表现出不同水平的抗性反应,较适用于玉米抗木霉穗腐病鉴定接种,是一种比较理想、容易操作的接种方法。2021-2022年鉴定的玉米新品种中,对木霉穗腐病表现高抗、抗性、中抗、感病和高感的品种分别占2.6%、13.6%、26.0%、44.4%和13.4%。     

不同导叶开度下立式蜗壳离心泵失速特性分析

大型立式蜗壳离心泵是长距离输水的核心动力装备,为了研究小流量工况下泵内不稳定失速机理,基于精细化网格和SST-SAS湍流模型,数值分析了活动导叶开度在小开度、最优开度和大开度3种条件下的非定常流态及其诱导压力脉动特性,讨论了导叶开度对立式蜗壳离心泵失速特性的影响。研究结果表明,在不同导叶开度下泵内失速的特征工况点相近,流量-扬程曲线均呈现典型的驼峰区,但在小导叶开度条件下流量-扬程曲线对应正斜率最大,大导叶开度时最小。在3种活动导叶开度下,活动和固定导叶之间的无叶区内均出现了大尺度旋涡,且固定导叶工作面的流动分离不断扩散至相邻固定导叶背面。在深度失速工况下,不同导叶开度条件时叶轮内的流体熵产率分布规律呈现明显不同的特征。随导叶开度增大叶轮叶片靠近前盖板截面上的流动分离区域扩大,且在最优开度和大开度条件下叶轮叶片中截面上靠近叶轮流道出口位置出现了较大速度梯度,导致了局部熵产率高的特征。在导叶小开度时深度失速工况下压力脉动的主频为叶片通过频率7f_n,而最优开度时主频为0.9f_n,大开度时在0.7f_n～1.2f_n     

垂直管内固-液两相流全耦合CFD-DEM模型研究

针对传统两相流CFD-DEM模型中忽略一些次要力以及颗粒-湍流作用导致计算精度不高的问题,建立了考虑Loth升力、虚拟质量力、压力梯度力以及湍流调制等多种机制的全耦合模型,分析了进口颗粒体积分数、输送速度和颗粒直径对固-液两相流动的影响。研究结果表明,升力驱使颗粒向管道中心聚集,且Loth升力比传统Saffman和Magnus升力预测的颗粒分布更接近实验。随着进口颗粒体积分数的增加,各相的轴向速度均明显减小,同时颗粒对湍流的调制作用导致流体均方根速度降低。随着输送速度的增加,颗粒在管道中心更加聚集,而流体均方根速度快速增加。随着颗粒直径的增加,颗粒在管道中的分布更加不均匀,而对流体均方根速度的影响很小。输送速度对压降影响最大,进口颗粒体积分数次之,颗粒直径对其影响最小。