基于超大涡模拟的翼端间隙流湍流特性与损失机理分析

为探明不同翼端间隙条件下水翼端部间隙区湍流特征及间隙湍流损失机理,以NACA0009型钝尾缘水翼为研究对象,采用基于SST k-ω湍流模型的超大涡模拟方法,分析了间隙宽度τ（分别为0.1c和0.02c）和翼端倒圆半径r（分别为0,0.5%c和1%c）对间隙区涡系结构、湍流雷诺应力、湍动能和湍流损失的影响。结果表明,不同间隙条件下,间隙流动的雷诺应力分布与间隙涡系分布趋于一致,以法向正应力〈v′v′〉和展向正应力〈w′w′〉为主。大间隙下（τ=0.1c）,湍动能和雷诺应力主要分布在间隙分离涡区域,速度梯度〈v〉/z和雷诺应力〈w′w′〉主导间隙分离涡区域的湍动能生成,随翼端倒圆半径增加,间隙湍流损失因间隙区雷诺应力的显著减小而降低;小间隙下（τ=0.02c）,间隙端壁边界层在间隙泄漏涡的强卷吸作用下形成诱导涡,间隙区湍流损失主要产生于间隙泄漏涡和诱导涡区域内,随翼端倒圆半径增大而增大,其原因是主导诱导涡湍动能生成的雷诺应力〈v′v′〉与速度梯度〈v〉/y和主导间隙泄漏涡湍动能生成的〈v′w′〉与(〈v〉/z+〈w〉/y)均随翼端倒圆半径增加而增大。     

基于二阶欠阻尼阶跃响应的收获机割台液压缸选型分析

割台是谷物收获机的重要组成部分，割台性能的好坏决定着收获机在收获作业时的作业质量。割台液压缸选型确定方面，传统方式大多采用对割台质量及液压系统工作负载进行分析，利用经典力学的方式进行割台油缸的选型。随着自动控制理论的发展，割台高度闭环控制技术也越来越多地开始出现在国外领先收获机机型上，仅考虑力学负载分析的方法已经无法满足割台高度自动控制系统的需要。针对控制系统稳态分析的要求，割台油缸在满足工作负载的前提下，还需考虑系统的超调量、反应时间及过调震荡时间等因素。为此，进行割台升降运动过程建模分析，论证出割台控制模型为二阶欠阻尼模型系统，发现固有频率ω_n与阻尼比ζ决定着系统动态指标。通过对液压缸内部分析，求出了割台液压缸系统的传递函数，确定出当其他机械参数不变时，割台油缸的管径影响着割台液压缸系统的固有频率ω_n与阻尼比ζ。综合采用上升时间t_r、峰值时间t_p、超调量σ%和调节时间t_s等4种系统稳态指标确定了最佳割台油缸参数，并进行了Amesim仿真试验。研究结果为后续无人驾驶谷物联合收...     

太阳能热泵沼气工程供能系统㶲分析与优化

通过对太阳能热泵沼气工程供能系统进行分析,找到能量利用薄弱环节;利用Matlab软件对系统状态参数进行变量非线性最优化问题求解,得出提升系统效率的具体措施与方法,并进行了验证性实验,同时研究了个别状态参数和设备性能参数对系统效率的影响。结果表明:优化后可将系统效率从18.44%提升至28.99%。状态参数(蓄热水箱温度t v)以及性能参数(热泵系统CCOP(year)和集热器效率ηcol)对系统的效率影响很大,其中蓄热水箱水温提高1℃,系统效率将提高0.58%;CCOP(year)值每提高一个单位值,系统效率将提高5.94%;集热器效率ηcol值提高一个百分点,效率将提高0.045%。     

草果微波干燥过程中介电特性研究

采用TG-DTG热重分析技术和材料介电参数测试系统研究了草果脱水过程和草果含水率与介电常数、介电损耗、损耗角正切及穿透深度的关系。结果表明,草果的热失重过程分为自由水脱除阶段和束缚水脱除阶段,其介电常数和介电损耗随着含水率的降低存在平缓下降和急剧下降的分段变化趋势。草果自由水存在时,介电常数和介电损耗平缓下降;当草果只剩束缚水时,介电常数和介电损耗急剧下降。物料含水率越大,微波能损耗越大,穿透深度越小;相反,物料含水率越小,微波能损耗越小,穿透深度越大。物料穿透深度Dp与含水率ωt存在y=Ae-ax+y0,符合指数关系。      

农用变压器过渡过程的计算机辅助分析

1 电路微分方程的建立 变压器无载合闸电路如图1所示。开关K当t=0~+时合上。其中u_1=U_(1m)sin(ωt+α);α为合闸一瞬间的u_1的初相位。ω_1为原绕组的匝数,r_1为原绕组的电阻值。 由克希荷夫定律就可以得到当开关K合上后,变压器原边的电路微分方程:     

土壤溶质迁移的高次幂函数近似解析模型

为了利用解析模型模拟土壤溶质迁移过程、估计土壤溶质迁移参数,在假定土壤溶质质量浓度分布为n次幂函数的基础上,结合边界层方法,将描述土壤溶质质量浓度分布的低次幂函数进一步推广,得到土壤溶质迁移的n次幂函数近似解析模型.在2个时刻(t=360,720 min)、较大距离(120～450 cm)时,利用不同次幂函数模型对溶质迁移过程进行比较分析,模拟结果表明孔隙水流速度较小(v=0.01 cm/min)时,在短历时(t=360 min)、长距离(x>50 cm)处,六次幂边界层解与其他次幂边界层解相比具有较高精确度;对边界层距离公式受各参数的影响进行模拟计算,分析结果表明:较小的孔隙水流速度(v≤0.01 cm/min)对边界层距离影响甚小;基于较小土壤孔隙水流速(v=0.01 cm/min)及测量仪器的不同灵敏度,利用不同次幂边界层距离公式对土壤溶质迁移参数进行数值计算比较及误差分析,结果表明用较高灵敏度的仪器进行测量,结合六次幂的边界层距离公式可准确地推求土壤溶质迁移参数弥散系数D及延迟因子R.     

内燃机进气管长度可变系统发展现状

阐述了内燃机进气管的长度变化对充气效率 ηv 的影响基理 ,总结了常见的进气管长度可变系统(VGIS)的结构特点。     

土壤溶质迁移的高次幂函数近似解析模型

为了利用解析模型模拟土壤溶质迁移过程、估计土壤溶质迁移参数,在假定土壤溶质质量浓度分布为n次幂函数的基础上,结合边界层方法,将描述土壤溶质质量浓度分布的低次幂函数进一步推广,得到土壤溶质迁移的n次幂函数近似解析模型.在2个时刻(t=360,720 min)、较大距离(120~450 cm)时,利用不同次幂函数模型对溶质迁移过程进行比较分析,模拟结果表明孔隙水流速度较小(v=0.01 cm/min)时,在短历时(t=360 min)、长距离(x>50 cm)处,六次幂边界层解与其他次幂边界层解相比具有较高精确度;对边界层距离公式受各参数的影响进行模拟计算,分析结果表明:较小的孔隙水流速度(v≤0.01 cm/min)对边界层距离影响甚小;基于较小土壤孔隙水流速(v=0.01 cm/min)及测量仪器的不同灵敏度,利用不同次幂边界层距离公式对土壤溶质迁移参数进行数值计算比较及误差分析,结果表明用较高灵敏度的仪器进行测量,结合六次幂的边界层距离公式可准确地推求土壤溶质迁移参数弥散系数D及延迟因子R.     

基于CFD的新型三通管结构优化与水力特性分析

三通管在各个行业应用广泛,针对现有三通管局部水头损失系数ζ大,内部流动特性差等问题,研发出一种新型的三通管流道结构,揭示新型三通管的阻力与流动特性和相关结构参数的关系,得到合理新型三通管内部流道设计方案。基于SolidWorks2016、CFD软件对DN32的普通120°等径三通管进行数值计算,验证模拟的可靠性,并且对新型三通管内部流道结构参数进行优化。结果表明:①进口处与两个出口处的ζ_(01),ζ_(02)均随着肥胖系数λ、最大宽度B都是先减小后增大,两者均随λ呈现二次函数的趋势变化,ζ_(01)、ζ_(02)最小时所对应的λ=4.27,B=42.22 mm左右。②分流损失系数比β随B与λ均呈现两端平缓,中间变异的趋势变化。③新型三通管关于对称面速度分布并不是对称的,低速区会偏向于三通管重心左下方,随着雷诺数增大低速区域越来越小,肥胖系数λ在(4.15,4.91]范围之内流线分布较为光顺均匀。     

弯管与三通管组合形变件局部阻力及相邻影响特性

【目的】探究灌溉输水管网中的弯管与三通管组合形变件的局部阻力及其相邻影响特性。【方法】采用Realizablek-ε模型对不同雷诺数、管径比、分流比和相对间距下的组合形变件进行数值模拟,研究局部阻力系数和相邻影响系数的变化规律,分析不同相对间距下的流场分布。【结果】弯管—竖直支管的局部阻力系数ζ₀₁和弯管—水平支管的局部阻力系数ζ₀₂随雷诺数的增大而减小;ζ₀₁、ζ₀₂随分流比的增加先减小后增大;随着管径比的增大,ζ₀₁、ζ₀₂均呈减小趋势,且ζ₀₁的减小幅度更加明显;随着相对间距的增大,ζ₀₁、ζ₀₂呈先减小后增大的趋势。弯管—竖直支管的相邻影响系数C01和弯管—水平支管的相邻影响系数C02随雷诺数、管径比、分流比和相对间距的变化呈不同的变化规律。局部阻力系数和相邻影响系数的变化取决于弯管二次流的发育、竖直支管涡流与水平支管涡流之间的相互作用。【结论】分流比、管径比、相对间距是弯管与三通管...     

大豆分离蛋白-花青素复合乳液稳定性研究

以大豆分离蛋白和花青素为原料,制备热处理大豆分离蛋白-花青素复合乳液,研究添加花青素对复合乳液特性的影响规律。利用动态光散射从宏观角度评价花青素复合对复合乳液粒径大小以及分布上的影响,采用乳化稳定性、乳层析指数和ζ-电位分析,分别从不同的角度评价复合乳液的稳定性,结果表明:花青素复合后,复合乳液的粒径变小,乳层析指数显著降低,ζ-电位的绝对值增加,说明乳液液滴间的静电斥力大,不易发生聚集。蛋白与花青素的质量比为40的样品具有最低的CI值(41%)和最大的电位绝对值,说明在所有花青素复合的热处理SPI-花青素复合乳液中,其具有最好的乳液稳定性。氧化稳定性实验结果表明:随着花青素浓度的增加,乳液DPPH自由基和ABTS+·清除率先上升后略有下降,其中蛋白与花青素的质量比为40时,乳液抗氧化性最佳。因此在大豆分离蛋白中添加花青素可以有效提高复合乳液氧化稳定性。     

被动阀压电泵的动力学模型及其求解

给出了被动阀压电泵的动力学模型,通过求解动力学方程模型和对解的讨论,证明了被动阀压电泵频率递增、流量骤减这一现象的存在性,提出了影响这一现象的泵的特征频率。指出当等效刚度k3相似文献   

求解地下水污染源及传导参数的线性回归法

应用线性回归法 ,对在一维均匀流场 ,平面二维弥散 ,瞬时投源情况下的弥散试验资料进行适当变换后 ,可得回归直线方程 ,应用回归直线的斜率和纵截距分别求出污染源 (x0 ,y0 ,t0 )、传导系数 (DT,DL)、含水层流速 (U)及瞬时投入单位含水层厚度上的示踪剂的质量 (M)。     

排灌机械的选用及动力配套

正确选用水泵和合理配套动力机械是保证灌溉要求,降低成本,发挥机具最佳经济效益的关键。1水泵参数的选择1.1确定所需水泵的流量QQ=ω·mj·t+Q损(1)其中ω———灌溉面积;m———需水量;j———灌溉天数;t———每天工作小时数;Q———输水损失。输水损失是渠道输水过程中损失的水量,计算时可在算出的流量中增加5%～20%。井灌所需水泵流量还应考虑与井的出水量相适应,防止泵大井小不够抽或泵小井大不能充分发挥井的作用。1.2确定水泵扬程H水泵扬程的选择,应根据水源的水位高低和所需排水高度,通过测量得到实际扬程H实再计算损失扬程H损,…     

新疆滴灌施肥棉花生长和产量的水肥耦合效应

在新疆石河子棉花种植区,研究了滴灌施肥棉花生长和产量的水肥耦合效应.试验设置3个灌水水平和5个NPK施肥水平.结果表明,滴灌施肥条件下,灌水量对株高、有效铃数、百铃质量、籽棉产量、水分利用效率和灌溉水利用效率影响均在0.05水平下具有统计学意义,对和叶面积指数的影响在0.01水平下具有统计学意义,其变化随着灌水量的增加而增加;施肥对株高、叶面积指数、有效铃数、百铃质量和籽棉产量影响在0.01水平下具有统计学意义,水肥交互作用对单株有效铃数、百铃质量和籽棉产量影响在0.01水平下具有统计学意义.施肥过高对作物生长有一定的抑制作用.灌水量为60%ET_c,施肥量为300 kg/hm²∶120 kg/hm²∶60 kg/hm²(ω_N∶ω_P2O5∶ω_K2O)时氮、磷、钾的利用效率均最高,灌水量为100%ET_c,施肥量为150 kg/hm²:60 kg/hm²∶30 kg/hm²(ω_N∶ω_P2O5∶ω_K2O)时氮、磷、钾养分回收率最高.从产量、水分利用效率和肥料偏生产力等角度综合考虑,灌水量100%ET_c、300 kg/hm²∶120 kg/hm²∶60 kg/hm²(ω_N∶ω_P2O5∶ω_K2O)为最佳滴灌施肥策略.     

核动力系统分析中细管簇当量元件阻力

为研究不同工况下核动力系统主管路的参数变化,需选择合适的阻力元件当量代替部件内部细管簇的流动阻力.根据流体流动规律,设计了一种圆弧渐缩渐扩式当量阻力元件,采用标准k-ε湍流模型探究该阻力元件对圆管内部流动的影响,对比分析得到阻力系数ζ与缩径比d/D和阻力元件长度L的基本规律,最后拟合并验证所得关系式.结果表明：该阻力元件对下游管道影响相对较小,可用于当量代替复杂部件内部流动阻力;排除雷诺数Re对该元件阻力系数ζ的影响,ζ与d/D和L均呈负相关,且d/D越小,L越短,中心轴向速度和湍动能变化越大,下游恢复区长度就越长;经验证,Re>3.0×10⁶,d/D=0.5～0.9时,拟合的指数函数关系式预测的ζ更准确,并且该指数函数能够实现某蒸汽发生器内部细管簇的简化.     

基于YOLO v5-TL的褐菇采摘视觉识别-测量-定位技术

为实现褐菇高效、精准、快速的自动化采摘,针对工厂化褐菇的种植特点,提出一种基于YOLO v5迁移学习(YOLO v5-TL)结合褐菇三维边缘信息直径动态估测法的褐菇原位识别-测量-定位一体化方法。首先,基于YOLO v5-TL算法实现复杂菌丝背景下的褐菇快速识别;再针对锚框区域褐菇图像进行图像增强、去噪、自适应二值化、形态学处理、轮廓拟合进行褐菇边缘定位,并提取边缘点和褐菇中心点的像素坐标;最后基于褐菇三维边缘信息的直径动态估测法实现褐菇尺寸的精确测量和中心点定位。试验结果表明单帧图像平均处理时间为50ms,光照强度低、中、高情况下采摘对象识别平均成功率为91.67%,其中高光强时识别率达100%,菇盖的尺寸测量平均精度为97.28%。研究表明,本文提出的YOLO v5-TL结合褐菇三维边缘信息直径动态估测法可实现工厂化种植环境下褐菇识别、测量、定位一体化,满足机器人褐菇自动化采摘需求。     

PVC三通管水流阻力与流动特征分析

对DN75×75和DN75×50两种PVC三通管进行了试验与数值模拟研究,结果表明主管-侧管流向的局部阻力系数ζ01和主管-直管流向的局部阻力系数ζ02随雷诺数的增大而减小,在雷诺数大于1.5×105之后基本趋于稳定;ζ01、ζ02与分流比呈二次抛物线关系,通过验证数值计算与试验结果基本吻合.在此基础上对5种常见型号的三通管进行了数值模拟,表明ζ01、ζ02随管径比的增大而减小,ζ01的变化幅度远大于ζ02的幅度,并给出了局部阻力系数随分流比变化的定量表达式;流动特征分析可知引起局部水头损失ζ01的主要原因是水流方向变化的损失和离心力造成的速度分布变化损失,而引起ζ02的主要原因是在较大分流比时水流的剪切和横向环流导致直管分岔处上侧的漩涡运动和流速梯度变化损失.     

电工技术基础讲座之十

3、电压和电流的关系 设通过电感线圈中的电流为参考正弦量,则i=I_msinωt,其波形图如图4—7所示。     

残膜回收机弹齿参数优化

针对残地膜回收机弹齿应力效应问题,对弹齿长度L、截面直径D、入土角θ、回转角速度ω等4个参数进行虚拟正交试验,建立相应的数学模型,考察各参数对弹齿应力的影响。正交试验结果显示:弹齿所受应力随着L、ω的增大而增大,随着D、θ的增大而减小;弹齿应力最小参数为L=180mm、D=10mm、θ=70°、ω=0.79(即π/4)rad/s,最大为L=280mm、D=3mm、θ=15°、ω=2.09(即2π/3)rad/s。弹齿截面直径对临界入土角影响较大,随截面直径的增大,临界入土角明显减小,即增大弹齿截面直径有利于弹齿的顺利入土。