叶顶间隙对多相混输泵内流动特性的影响

为了揭示叶顶间隙对多相混输泵内流动特性的影响规律,在进口含气率为10%时,利用ANSYS CFX软件对不同叶顶间隙下泵内气液两相流态进行模拟,同时分析和总结了叶顶间隙对流道内流动特性的影响.研究表明,当叶顶间隙增加时,叶轮叶片进口附近低压区占比明显减少,并且叶轮进出口的压差也在逐渐减小.另外,在靠近叶片顶端时,压力等值线存在偏折现象.随着叶顶间隙逐渐增加,偏折加剧.存在叶顶间隙时,叶轮轮毂附近气相聚集得到了明显的改善,并且随着叶顶间隙的增加,气相在叶顶间隙内靠近叶顶处的聚集现象更加明显,导叶轮毂气相聚集位置沿着流动方向向下游移动.研究结果可为多相混输泵水力优化、性能改善和结构设计等提供依据.同时,研究结果进一步揭示了多相混输泵叶顶间隙流对混输泵性能的影响规律.     

喷口形状对喷水推进器性能的影响

为探究不同喷口形状的喷水推进器推进性能,以一台轴流式喷水推进器为研究对象,应用计算流体力学的方法针对3种不同形状(平面形、凸面形和凹面形)喷口的喷水推进器进行定常数值模拟,对比分析额定转速与高转速时其不同形状喷口内部流动特征和喷水推进器推力性能,从而寻找最优推力性能的喷口形状.计算结果表明：叶轮转速在不断变化时,平面形喷口的推力性能始终大于另外2种形状喷口的喷水推进器性能;在高于额定转速时,空化发生会影响叶轮做功能力,从而降低喷水推进器推力性能;在额定转速时,平面形和凹面形喷口推力性能较好,但平面形喷口最高轴向速度分布较多;高转速时,平面形喷口受空化影响最小,能够持续提供稳定的动力.研究结果揭示了不同喷口形状对不同转速下喷水推进器的适用性以及喷水推进效能,可为喷水推进器性能优化及设计提供一定的理论依据.     

绕流波动特性对不同区域流动传热影响

为研究换热设备后向台阶内置圆柱模型的强化传热机理,采用Fluent进行数值模拟,并通过PIV粒子图像测速方法验证模拟结果的可靠性.研究雷诺数为700后向台阶内置圆柱(X_c/S=0.6,Y_c/S=1.0,d=6 mm)时,后向台阶流道不稳定流动的周期性,以及周期波动对流道不同区域传热的影响.研究结果表明：在过渡流状态下,流道周期速度波动受两基波频率影响,即台阶影响的频率f_s=7.25 Hz和受圆柱影响的频率f_c=14.10 Hz;f_c主要作用在流道上游局部区域,上游回流运动被破坏,努赛尔数瞬时峰值提高2.52倍;f_c促进台阶振动频率f_s提前产生,下游温度梯度减小,瞬时努赛尔数逐渐减小;台阶分离流体与圆柱尾流共同作用使得流道换热效果整体提升,同时壁面摩擦系数也增大.     

西北地区草地贪夜蛾种群遗传多样性分析及治理策略

旨在明确甘肃省草地贪夜蛾的入侵来源,并制定科学有效的防控对策。基于mtCOI基因分子标记分析中国草地贪夜蛾不同生态区8个省12个地理种群276个样品的遗传多样性指数、遗传分化系数及基因流等。结果表明,甘肃省草地贪夜蛾种群的单倍型多样性指数和平均核苷酸差异数分别为0.133～0.157与0.133～0.317,均低于中国周年繁殖区广东、广西、云南种群的0.157～0.819与1.033～7.705;所有种群的Tajima’s D中性检验和Fu’s F检验结果均为负值,表明草地贪夜蛾入侵中国后经历了明显的种群扩张事件。四川种群与其他种群遗传分化显著,62个种群间存在中等程度以上的基因交流。陕西略阳、陕西宁强、甘肃徽县、甘肃成县种群的有效迁入个体数和有效迁出个体数之和分别为11 860.66、11 708.65、10 878.66和10 379.32,在中国草地贪夜蛾的基因交流过程中具有中继站的作用,表明陕南汉水谷地为中国草地贪夜蛾西线北迁入侵西北的主要通道。     

玉曲河流域裂腹鱼类游泳能力研究及其在过鱼设施设计中的应用

为探究玉曲河流域裂腹鱼类的游泳能力,给过鱼设施建设和鱼类游泳行为学提供基础参数,本研究以该流域优势物种怒江裂腹鱼(Schizothorax nukiangensis)、贡山裂腹鱼(S. gongshanensis)为研究对象,在野外现场采用游泳能力测试水槽对裂腹鱼的感应流速、临界游泳速度、突进游泳速度及持续游泳速度、耐久游泳速度进行测定。测试结果表明：怒江裂腹鱼和贡山裂腹鱼的绝对感应流速相近,分别为0.18±0.01 m/s、0.18±0.06 m/s。怒江裂腹鱼和贡山裂腹鱼的绝对临界游泳速度分别为1.05±0.12 m/s、1.11±0.14 m/s,绝对突进游泳速度分别为1.45±0.26 m/s、1.40±0.21 m/s。二者的相对临界游泳速度分别为8.47±0.95 BL/s、9.21±2.45 BL/s,相对突进游泳速度均突破了十倍体长,分别为11.90±2.31 BL/s、10.80±3.16 BL/s。测得的怒江裂腹鱼和贡山裂腹鱼最大持续游泳速度均为0.63 m/s,怒江裂腹鱼和贡山裂腹鱼最大耐久游泳速度分别为0.93 m/s、0.73 m/s。当以怒江裂腹鱼、贡山裂腹鱼为主要过鱼对象时,建议鱼道入口及竖缝处流速1.05～1.40 m/s,过鱼设施内部的整体平均流速设计范围为0.24～1.05 m/s,以及休息池主流流速为0.18～1.05 m/s。本研究结果可为西藏玉曲河流域过鱼设施的设计提供参考,对该流域的鱼类资源保护具有重要意义。     

利用流式细胞术鉴定桦木染色体倍性和DNA含量

基于流式细胞术（FCM）研究体系,构建能快速、准确鉴定桦木属植物倍性和测定DNA含量的研究体系,是测定不同桦木属植物倍性与基因组大小的有效方法。使用流式细胞术检测7种桦树属类物种,以物种不同生长状态（嫩叶、幼叶、成熟叶）为实验材料,不同存储方式（常温、冷藏和聚乙烯吡咯烷酮保存PVP）进行实验处理,对9种常用的裂解液进行筛选与优化。结果表明：桦木属植物DNA含量测定中,新鲜幼叶以1% PVP浸泡常温保存,并使用MgSO₄裂解液制备细胞核悬浮液上机效果最佳;桦木属植物中,基因组倍性依次为黑桦（(2.09 ± 0.04) Gb,8倍体） > 坚桦（(1.53 ± 0.08) Gb,6倍体） > 光皮桦（(0.87 ± 0.05) Gb,4倍体）=岳桦（(0.80 ± 0.07) Gb,4倍体） > 垂枝桦（(0.46 ± 0.03) Gb,2倍体）=河桦（(0.51 ± 0.01) Gb,2倍体）。因此,桦木属植物DNA倍性和DNA含量可以通过FCM研究体系进行测定,且3倍体（(0.66 ± 0.02) Gb）子代的鉴定结果表明光皮桦与河桦之间不存在生殖隔离。     

用于梯形渠道的仿翼形便携式量水槽水力性能

机翼形量水设施水力条件优、量水精度高,但翼形曲线的复杂性制约其推广,为此,该研究基于结构简单的仿翼形便携式量水槽,探究其在末级梯形渠道的适用性。模型试验设计5组收缩比、7组流量进行水力性能试验,在此基础上,基于FLOW-3D软件对比分析仿翼形与机翼形量水槽水力性能的差异,深入研究不同收缩比对仿翼形量水槽水力性能的影响。研究结果表明：数值模拟与试验结果的水深数据吻合,误差小于4.91%,数值模拟的方法准确可靠;简化后未改变机翼形过流顺畅、雍水高度小等特点;所有工况上游佛汝德数均小于0.5,雍水高度小于7.6 cm,满足测流精度和渠道安全的要求,收缩比在0.60~0.64范围时,量水槽水力性能最优;基于能量方程及临界流原理建立的流量公式精度较高,平均测流误差为2.75%。该研究表明仿翼形保持了原机翼形良好的水力性能,测流精度高且曲线形式简单,便于推广,对于促进灌区末级梯形渠道便携式量水槽的推广具有实用价值。     

双吸泵作液力透平叶轮内非定常流动DMD分析

为了精确分析双吸泵作液力透平叶轮内的非定常流动特性,采用SST k-ω湍流模型在设计工况下进行数值模拟。对一个周期的非定常速度场进行动态模态分解(DMD),并结合Q准则,得到前4阶主要模态及其相应的时空信息。分析结果表明：DMD方法将叶轮内复杂的流场特征分解为动静干扰模态、基本模态和耗散模态。其中动静干扰模态占主导地位,频率为叶轮旋转频率,反映出叶轮内流动受静止部件干扰的流动特征,涡结构主要为点状涡和不连续的管状涡;基本模态频率为0Hz,反映出叶片流道几何特征引起的稳态流场特征,涡结构主要为连续的管状涡;3阶及4阶模态为耗散模态,反映出叶轮内流动受静止部件干扰,在叶片上产生的流动分离及不稳定涡结构脱落的特征,以片状涡和不连续的管状涡为主。在特定频率下DMD方法可以对叶轮流场结构进行分解,能够清楚地分析双吸泵作液力透平叶轮内复杂流场的非定常特性。     

U形渠道圆头量水柱测流影响因素试验及模拟

为研究U形渠道圆头量水柱的测流规律及影响因素,基于绕流理论和RNG k-?湍流模型,对18种体型圆头量水柱5种工况下的水力性能进行全流场数值计算,获得了时均流场、断面流速分布及柱后水流流态,并与实测值进行对比。同时,通过模型试验与数值仿真研究了V形尾翼对测流的影响。结果表明：水力参数的实测值与模拟值具有较好的一致性,渠道底坡为1/1 000,流量为45.01 L/s,收缩比及长宽比分别为0.50和2时,驻点处横断面最大流速模拟值与实测值相对误差为1.51%,水深15 cm位置剖面最大流速模拟值与实测值相对误差为0.45%。适宜长宽比的V形尾翼可以有效改善过槽水流：当收缩比为0.50～0.75时,建议长宽比为3/2～2;当收缩比＜0.50时,长宽比应相应增大,但不宜＞5/2。通过回归分析得到的圆头量水柱流量计算公式,在收缩比为0.63时最大测流误差为4.95%,平均误差仅为0.10%,该研究为圆头量水柱在中国北方灌区末级渠系的进一步应用提供参考。     

生物柴油冷滤点与其化学组成的定量关系

生物柴油的低温流动性主要取决于化学组成。为了量化表征生物柴油组成与其冷滤点的关系,采用气相色谱-质谱与冷滤点分析技术和多元线性回归分析方法,分析了生物柴油的脂肪酸甲酯组成和冷滤点,研究了脂肪酸甲酯组成对冷滤点的影响规律。研究表明：生物柴油主要由14～24个偶数碳原子组成的长链脂肪酸甲酯组成,其中饱和脂肪酸甲酯主要为C14:0～C24:0,不饱和脂肪酸甲酯主要为C16:1～C22:1、C18:2～C20:2和C18:3。120种生物柴油油样中,乌桕梓油生物柴油的冷滤点最低,为-14℃,花生油生物柴油的冷滤点最高,为13℃。生物柴油的脂肪酸甲酯的含量与分布不同,冷滤点差异较大。冷滤点随饱和脂肪酸甲酯含量的增加呈线性升高,且碳链长的较短的增加显著;随不饱和脂肪酸甲酯含量的增加而呈线性降低,且不饱和度高的较低的降低略明显。建立了线性相关性非常显著（R=0.971）的基于组成的冷滤点预测模型。研究结果为不同环境下生物柴油的推广应用提供参考。