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关键词： 激波   液膜   雾化特性   试验   阴影摄像  

摘要： 为了探究液膜在激波作用下的变形、破碎和雾化特征,该文基于激波管系统,试验研究了激波与不同厚度液膜的作用过程。运用阴影摄像的可视化手段,记录了该试验过程。结果表明:RT-不稳定性及RM-不稳定性是液膜界面破碎的主要机制,这将显著增强液滴与空气的混合过程;激波、反射波、稀疏波及高速气流与液膜作用时间较长,液膜内部可能出现大小不一的气泡,从而形成空化区域;随着液膜厚度的增加,入射激波压力略有增加,反射激波强度及其压力呈现先减小后增大的趋势;当液膜厚度为10 mm时,1.58 Ma的入射激波经反射后的反射激波强度仅为0.29 Ma。所得结果可为云爆武器爆炸抛撒过程研究提供数据参考。

关键词： 湍流模型   轴流泵   数值模拟   计算精度   全工况  

摘要： 【目的】研究湍流模型在轴流泵全工况的数值模拟过程中对计算精度的影响。【方法】采用Standardk-ε、RNG k-ε和SST k-ω3种湍流模型对轴流泵进行全工况的数值模拟计算,将计算结果和试验结果进行对比并结合内流场进行分析。【结果】在定常状态下,采用Standardk-ε、RNG k-ε、SST k-ω3种湍流模型计算的扬程曲线与试验曲线的趋势基本一致。在正转逆流制动工况中,采用Standardk-ε和SST k-ω湍流模型计算扬程的精度相近且高于RNG k-ε湍流模型的计算精度,相较于RNG k-ε湍流模型扬程计算最大误差减小了0.13m和0.22m,平均误差减小了0.55m和0.48m。在正转水泵小流量工况中,采用Standardk-ε湍流模型计算的扬程值最大误差和平均误差最小,计算精度相对于其他2种湍流模型显著提高,相较于RNG k-ε和SST k-ω湍流模型扬程计算最大误差减小了1.19m和0.96m,计算的平均误差减小了0.56m和0.68m。在反转顺流制动工况中,采用SST k-ω湍流模型计算扬程的精度更高,相较于Standardk-ε和RNGk-ε湍流模型扬程计算最大误差减小了1.08m和1.63m,计算的平均误差减小了0.6m和0.9m。在反转水泵工况中,采用Standardk-ε湍流模型计算的计算扬程的精度更高,相较于RNG k-ε和SST k-ω湍流模型扬程计算最大误差减小了0.65m和0.74m,计算的平均误差减小了0.34m和0.44m。在正转水泵大流量工况、正转顺流制动工况、正转和反转的水轮机工况中,数值模拟的内流场流态平顺,外特性计算结果较为接近试验值,精度较高,且3种湍流模型的外特性计算结果相互接近。【结论】在实际轴流泵数值模拟计算中,可以根据不同的运行工况选用计算效果更好的湍流模型来保证计算的结果精确度。研究成果为特殊运行工况的轴流泵的数值模拟计算提供了参考。

关键词： 跨学科实践   项目化学习   浮力  

摘要： 以“浮力”教学为例,基于核心素养导向,以项目实施为主线,设计以单元教学为整体、分课时实施为路径的跨学科,指向认知整合发展,切实提升学生创新精神、思维水平和解决问题的综合实践能力。

关键词： 多智能体系统   编队控制   固定时间收敛   中心点估计   滑模控制   分布式控制  

摘要： 针对多智能体编队加权中心点的目标跟踪问题,提出一种基于滑模的固定时间收敛控制方法。每个智能体仅利用与邻居之间有限的信息交互,通过各自的估计器实现对整个队形的加权中心点位置的快速、准确估计。同时,提出一种基于状态依赖的可变指数系数滑模函数控制方法,利用多智能体系统之间的相对位置作为队形约束,解决队形的歧义问题,并且所设计的滑模函数不存在奇异问题。估计器和控制器均能够保证在固定时间内收敛,因此所提控制方法能够保证编队的加权中心点在固定时间内跟踪给定的参考轨迹,且收敛时间与智能体的初始状态无关。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。

关键词： 空心涡轮叶片   反变形   型面精度   一体化铸型   3D打印   凝胶注模  

摘要： 目的针对空心涡轮叶片在定向凝固铸造过程中产生收缩扭转变形的问题,对叶片进行反变形补偿优化,控制叶片铸造过程中的型面精度,实现空心涡轮叶片的快速迭代。方法通过ProCAST仿真软件对某型号空心涡轮导叶进行定向凝固模拟浇铸及位移场偏差分析,根据分析结果采用分截面反变形法对叶片进行整体重构;基于光固化3D打印技术与凝胶注模技术制备型芯/型壳一体化的反变形重构叶片铸型;对铸型内部结构进行CT检测并使用高温合金DZ411完成浇铸验证。结果反变形后叶片铸件尾缘最大偏差值从0.435 mm降低为0.1206 mm,叶盆方向最大扭转值从0.134 mm降低为0.0971 mm,前缘最大偏差值由0.206 mm降低为0.085 mm,提高了浇铸叶片的型面精度;气动性能分析结果表明,反变形收缩扭转的叶型基本保持了原叶片性能。结论通过反变形优化后的空心涡轮导叶整体偏差降低,实现了空心涡轮叶片型面的精度控制;利用型芯/型壳一体化技术的快速性缩短了叶片型面精度优化周期,为未来新型空心涡轮叶片的快速制造奠定了一定的工艺基础。

关键词： 水下无线光通信   蓝绿光   非视距   信道模型   湍流  

摘要： 为了分析水下无线光通信技术在海洋湍流中的传输行为,基于水下非视距(NLOS)传输模型、水下信道模型和相关实验,对水下无线光通信技术进行了全面总结,并分析了蓝绿光在3种不同NLOS传输模型下的传输特性。结合先前的实验结果,阐述了光在水下传输过程中吸收散射及湍流效应对水下折射率结构常数和概率分布的影响机理。同时,对水下光通信实验进行了总结,通过研制的光学系统验证了不同传输速率和不同距离下的水下光通信性能,并对水下无线光通信未来的发展方向进行了展望。

关键词： 核心素养   深度学习   教学设计  

摘要： 物理学科的核心素养包括:物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任.在高中物理教学中,探究活动、导学案、归纳推导、情境化体验等环节都是在物理核心素养基础上进行的,在教学过程中对每一个环节进行设计和反思,创建真实的情境、问题,可以帮助学生提高学习的兴趣和动力,促进知识的产生和运用。在高中阶段,构建物理学科核心素养,推进情境化和任务化教学,对于推动物理学科的发展起着重要的作用.

关键词： 湍流热通量   液态金属   数值传热   代数热通量模型   机器学习  

摘要： 液态铅铋(LBE)数值传热受制于极低普朗特数特性,传统雷诺比拟方法不能准确封闭和描述平均能量方程中的湍流热通量(THF)及温度输运过程,因此需构建针对低普朗特数流体THF的封闭模型。模型分为4类:湍流普朗特数模型、代数热通量模型、二阶矩微分热通量模型及利用机器学习的数据驱动模型。本文通过梳理其研究进展、建模思想,对模型所展现的复杂程度、在工程应用中的适用性等特点展开评述,为后续THF封闭建模研究、优化及创新提供见解。在燃料棒束间LBE的强制对流换热模拟中,显式代数热通量模型展现出较高的应用前景,机器学习则为THF封闭提供了全新的视角。

关键词： 超大直径   盾构下穿   地层加固   深孔注浆   掘进控制   沉降监测   安全性  

摘要： 以北京东六环改造工程超大直径泥水平衡盾构段下穿欢乐宋商业体为背景,建立隧道下穿过程数值模型,探究在不同的掌子面泥水压力、注浆压力、深孔注浆地层加固措施下建筑基础的沉降规律。深孔注浆措施对大体积建筑沉降控制效果显著,掌子面泥水压力与注浆压力对沉降控制的效果相比深孔注浆较小,建议软弱地层下穿既有建筑采用深孔注浆加固,辅之适应地层深度与地层物理性质的掘进参数。

关键词： 顶推法   组合线形   线形拟合  

摘要： 顶推法施工属于异位安装,即钢桁梁安装位置与成桥位置不同,在顶推施工过程中,需将钢桁梁整体抬高,沿着合适的顶推轨迹线进行顶推,最后整体落梁至成桥线形。合适的顶推轨迹线对顶推施工至关重要。以浙江永宁大桥项目为工程背景,针对该项目大纵坡+复杂竖曲线的组合线形,通过采用抛物线、椭圆曲线、圆曲线三种形式进行顶推轨迹线线形拟合,最终确定顶推轨迹线为半径15670 m的单圆曲线,将顶推施工由刚性转动+平动转变为绕固定的圆心转动旋转,有效地降低了施工难度和风险,为后续复杂组合曲线顶推施工提供相关经验。