乳化油废水空化射流破乳实验

建立了空化射流破乳实验系统,确定了空化射流破乳实验方法。以空化射流破乳除油率作为衡量空化射流破乳效果好坏的标准,通过实验研究了表面活性剂质量浓度、油的质量浓度、静置时间、喷嘴入口压力、循环处理次数、靶距对空化射流破乳效果的影响规律。结果表明:与未添加表面活性剂相比,添加少量表面活性剂将使空化射流破乳除油率大幅度下降;空化射流破乳方法主要对不含表面活性剂的模型乳化油废水有一定效果;空化射流破乳除油率随着模型乳化油废水油的质量浓度、静置时间、喷嘴入口压力的增加而增加;循环处理次数较少时,空化射流破乳除油率随着循环处理次数的增加而增加,但循环处理次数过多反而使除油率下降;存在最佳靶距280 mm。     

文丘里管空化装置设计与数值模拟

基于总流伯努利方程,以文丘里管喉部局部压力等于相应温度时饱和蒸气压为依据,设计了应用于观测研究空化作用对乳化油废水破乳相关规律的文丘里管空化装置。利用Fluent软件对文丘里管空化装置的流场特性进行了数值模拟。计算表明:文丘里管空化装置能在较大范围产生空化现象,将该装置应用于观测研究空化作用对乳化油废水破乳相关规律,理论上可行。     

模型乳化油废水的稳定性研究

以模型乳化油废水从静置开始至实现油水分离所需静置时间Ts的大小作为表征模型乳化油废水稳定性的标准,研究了粒径分布、表面活性剂类型、表面活性剂质量浓度和油分质量浓度对模型乳化油废水稳定性的影响规律。结果表明:其他参数相同时,模型乳化油废水的稳定性随平均粒径D(3,2)的增大而降低,随油分质量浓度的增大而增加;以阳离子表面活性剂C16H3(3CH3)3NBr、非离子表面活性剂C64H124O26和阴离子表面活性剂C18H29SO3Na为乳化剂的3种模型乳化油废水稳定性依次递增;当表面活性剂质量浓度处于较小范围内,模型乳化油废水的稳定性随表面活性剂质量浓度的增大而增加,但当表面活性剂质量浓度过大,超过临界胶束浓度,模型乳化油废水的稳定性反而降低。     

乳化餐饮废水的化学破乳条件优化

为了有效地解决餐饮废水中乳化油分离处理这个技术难题,采用化学破乳法对餐饮废水进行研究,得到不同化学试剂的最佳质量浓度,并通过复配实验总结出最佳复配组合.结果表明:小分子醇类的质量浓度越大,醇类单链越长,则破乳作用越显著,加入正丁醇至总体积分数为4%有较好破乳效果;少量添加有机絮凝剂阳离子聚丙烯酰胺可以提高除油效果,但用量过高反而会起到反作用,质量浓度为100~200 mg/L较为适宜;金属离子所带的正电荷越高,破乳效果越好,选择质量浓度为200 mg/L的CaCl2较为适宜.根据复配实验可知,同时加入正丁醇至总体积分数为4%和CaCl2质量浓度为150 mg/L,可以取得更好的组合破乳效果.     

冷喷涂粒子速度影响因素的数值模拟与分析

冷喷涂过程中,粒子速度直接影响冷喷涂材料改性效果.由于射流流场为超音速气固两相冲击射流,用实验方法研究粒子速度的影响因素很困难,为此通过数值模拟方法再现流场中粒子速度的变化情况.用Fluent软件以冷喷涂技术中超音速气固两相射流流场为研究对象,对于气固两相流的模拟,则采用颗粒轨道模型(欧拉-拉格朗日模型)获得粒子在射流流场的速度变化情况;分析粒径、材料、喷涂距离以及载气等因素对粒子速度的影响.进一步优化冷喷涂工艺方案,得到了粒子特性与粒子到达基板前最大速度之间的优化关系.     

脉冲防暴水炮非淹没气体射流的RANS和LES模拟

为提高脉冲防暴水炮刺激剂的雾化水平,必须提高射流的出口速度和改善雾化带形状,而这些因素与管内非淹没气体射流的湍流流场息息相关。为准确描述湍流分布和水柱加速过程,对脉冲防暴水炮的非淹没气体射流进行了RANS和LES模拟。结果表示LES模型较RANS的标准k-ε模型能更为精确地描述湍流分布和管内非淹没气体射流速度的各向异性。但两者对于水柱加速过程的描述基本一致,只是由于LES模型的气液参混较为充分,气液速度相差较小,而可能导致两模型气体在喷口膨胀规律的异同。LES模型气液界面复杂,是用于研究管内气液流型的理想方法。该方法为三维模拟打下了较好的基础,所得结果可以作为管外射流研究的初始条件。     

基于CFD的磁射流抛光去除机理分析

应用计算流体动力学(CFD)方法分析了一种新型精密抛光技术——磁射流抛光的材料去除机理。磁射流抛光中,含有磨料的磁流变液射流被喷嘴出口附近的局部外加纵向磁场磁化,产生准直的硬化射流束来进行相对远距离的精密抛光。介绍了磁射流抛光的原理和实验装置,分析了磁流变液聚束射流的形成,通过一系列定点抛光实验研究了磁射流抛光工艺的材料去除分布特征,利用计算流体动力学的方法分析了垂直冲击和倾斜冲击情况下,磁流变液射流与工件表面相互作用时径向流场功率密度的分布特征。实验结果和仿真计算结果表明:磁流变液射流在工件表面径向扩展流动产生的径向剪切作用导致了材料去除;CFD方法能模拟抛光区去除率的三维分布,因此可以准确地预测抛光区形状。     

超声速气流中液体横向射流组合喷注特性实验

以液态燃料为动力的超燃冲压发动机中,液体横向射流在超声速气流中的喷注、混合和雾化特性直接影响了超燃冲压发动机燃烧室的工作效率。提出一种基于高速摄影的图像处理方法,此方法能消除图像处理过程中的人为因素干扰,得到唯一、定量的射流振荡的边界信息;提出一种基于粒子图像测速法的射流展向扩展边界获取方法,能得到射流破碎后形成液滴所能达到的最远距离;基于以上两种图像处理方法和对比实验研究了单孔喷注、展向组合和沿流向组合的喷注方式对射流穿透深度、展向扩展和激波角的影响,结果表明:相比单孔喷注方式,展向组合和沿流向组合的喷注方式均能增大射流的穿透深度,且能增大射流的展向扩展角和展向扩展范围;随着沿流向布置的喷孔间距的增大,射流的穿透深度增大。     

空化射流喷嘴流场的数值模拟

根据角形喷嘴结构特点,建立了喷嘴的物理模型和数学模型.选用к-ε紊流模型,并采用SIMPLEC算法进行数值计算.模拟计算表明,射流进入扩散段后与周围介质发生强烈的剪切作用产生明显的负压,有利于空化气泡的产生.扩散角对喷嘴内部流场影响较大,存在最佳值30°;扩散段长度对喷嘴内部流场也存在影响,初始取值为12 mm;圆柱段长度对喷嘴内部流场影响较小,其取值有一范围2～10 mm,初始取值为4 mm.采用相关的实验数据验证了本模型的可行性.     

鱼雷用离心喷嘴的雾化特性建模与仿真计算

为定量了解鱼雷用离心喷嘴的雾化效果,在分析其结构特点的基础上,应用Дитякин准则关系式及Rosin-Rammler分布计算了液滴的平均滴径及重量积分分布.同时应用Malvern粒度仪实验验证了计算模型及计算结果的正确性.     

脉冲电场诱导乳化油乳胶粒子的振动及计算

脉冲电场作用下,乳化油中乳胶粒子会发生长球状的伸缩振动,但目前对于粒子振动的研究较少.通过建立乳胶粒子振动的动力学模型得出粒子的非线性参激振动方程,对振动阻力和恢复力系数进行函数逼近处理,运用谐波平衡法对振动方程进行计算,得到粒子振动的一次近似解以及幅频特性曲线.数值实验表明,粒子振幅的一次近似解与振动方程的四阶Run...     

基于杂草算法的超磁致伸缩作动器耦合模型识别

考虑磁滞损耗、动态应力等因素的超磁致伸缩作动器磁滞模型可有效揭示电-磁-机-热多场耦合效应,但准确识别其非线性模型往往存在较大困难。智能杂草算法具有激烈的竞争机制和较强的搜索能力,可用于解决作动器多目标物理参数辨识问题。传统算法的种子数量以线性方式产生且分布方差与适应度缺乏联系,极大地影响了算法收敛速度和模型识别精度。为此,提出一种非线性繁殖和分布的混合改进杂草算法,并将其应用于超磁致伸缩作动器模型识别。实验表明:改进算法具有较强的噪声抑制能力,能精确辨识含有噪声扰动的作动器磁滞非线性模型物理参数;模型预测值和实验数据误差较小,所识别参数可使磁滞非线性模型较为全面地描述作动器多场耦合机理和动态特性。     

水下航行器燃烧室两相流燃烧数值模拟

提出水下航行器燃烧室中两相流燃烧数值模拟方法.采用k-ε双方程湍流模型、涡耗散燃烧模型、离散相液滴模型进行数值模拟,得到单组元推进剂燃烧的速度场、温度场、浓度场的分布.研究了喷嘴压差、环境背压对燃烧的影响,得出了一定范围内,增大喷嘴压差、增大环境背压可以增强燃烧效果的结论.     

基于统计与遗传算法的Cook-Torrance模型研究

为解决Cook-Torrance模型在实际应用中存在偏差的问题,以航空铝板为研究对象,对比分析模型仿真数据和双向反射分布函数实验数据,通过对Cook-Torrance模型的镜面反射和漫反射两部分进行修正,提出一种Cook-Torrance模型的改进方法。对于模型镜面反射部分,采用遗传算法拟合了修正参数;对于模型漫反射部分,采用统计方法解算出其漫反射参数。仿真与实验结果对比表明:改进模型能够更加准确地描述不同波长铝合金和黄铜等金属材料的双向反射分布特性。     

Beltrami流及其在图像去噪中的应用

偏微分方程是图像处理主要的方法之一,一般通过其对应的变分模型给出方程的意义,并依此设计优化原偏微分方程以取得最佳的处理效果。针对图像去噪问题,基于经典的Beltrami几何流方法提出了图像流形上一种新的度量张量模型,具有该度量模型的Beltrami流具有清晰的几何意义,并依此提出了该度量模型中参数的优化选择方法。同时,该模型为经典的偏微分方程去噪方法提供了统一框架,且参数的优化选择使得Beltrami流在平滑噪声与边缘保持方面取得了良好的平衡。实验表明该方法提高了图像去噪效果,尤其是对于边缘丰富的图像效果更加明显。     

LFM-BC雷达信号的间歇采样转发干扰的研究

线性调频-二相编码(LFM-BC)信号是在二相编码信号脉内进行线性调频处理得到的组合信号。利用LFM-BC信号附加多普勒频移通过匹配滤波器的响应特点,研究了基于数字射频存储的间歇采样转发干扰方法对采用该信号的脉冲压缩雷达的干扰效果。分析了调制参数(占空比、间歇采样周期、正频调制)对干扰效果的影响以及干扰功率与干信比。根据调制参数的不同可以产生压制性干扰和欺骗性干扰,且相对于常规射频噪声干扰而言只需要较小的干扰功率。理论和仿真实验均证明了这种干扰方法的正确性和实际应用的可行性。     

一甲基肼的高压蒸发研究

对一甲基肼的高压蒸发进行了研究,计算了一甲基肼液滴温度和半径的变化历程,并对各种不同环境压力下的结果进行了比较。计算了蒸发常数、传热数和传质数,所得结果同已有的实验数据相比较是吻合的,且考虑了不同的Le数对蒸发界限压力的影响,说明了此蒸发模型和计算方法的合理性。所得结论对于分析液体火箭发动机的燃烧过程是重要的。这一方法还可以用来计算其他燃料的蒸发。     

基于小波鲁棒阈值的雷达信号检测方法性能分析

针对雷达信号中存在的不同于高斯分布的拖尾分布噪声,基于ε污染的正态分布族获得一种鲁棒阁值处理方法.仿真实验表明,与基于高斯噪声的经典阈值方法相比,鲁棒阅值能更好地消除雷达信号中的拖尾分布噪声,且在未知ε精确取值的情况下仍能到达很好的消噪效果.实验结果进一步表明软阈值比硬阈值更适合于小波鲁棒阈值的处理.     

一种Myriad滤波器中线性度参数的计算方法

以最小渐进方差准则为基础,分析了SαS分布模型参数对Myriad滤波器线性度参数的影响,推导了SαS分布模型参数α与Myriad滤波器的线性度参数K之间的关系曲线,提出了一种线性度参数K的计算表达式,并与传统的经验公式和实际数据进行了比较。结果表明:相对于传统计算方法而言,所提出的公式对实际数据的逼近效果更好、形式更为简洁,具有较强的实用性。     

基于频域CFAR方法的PD雷达回波信号处理

为了提高PD雷达杂波环境下的目标检测性能,研究了机载PD雷达恒虚警检测问题。重点分析了频域均值恒虚警处理的基本原理与处理方法,采用不同方法对雷达面临的典型杂波分布信号模型进行了性能仿真分析。仿真结果表明,最大选择恒虚警处理方法能够达到预期效果。