【摘 要】
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本文利用粒子图像测速技术研究种子叶片自由旋转下落过程中不同涡系的相互作用机理.以典型枫树种子叶片为研究对象,通过对比不同叶片长度、叶面厚度、叶面宽度、下落锥角、自旋角速度、下落速度和下落初始角度等参数对过渡期和稳定期的影响,分析了诱发叶片自旋的外形特征和空间特性.结合特征参数分析,对叶片自旋稳定期开展了PIV流场测量实验,解析了无干扰下种子叶片下落过程中涡系的产生和演化机理.实验结果表明:稳定期气流在叶尖正面位置产生前缘涡(沿展向呈圆锥状结构),后缘位置产生反方向的后缘涡;两个涡发生相互耦合运动,前缘涡的
【机 构】
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上海工程技术大学 机械与汽车工程学院,上海 201620;北京航空航天大学 航空科学与工程学院,北京 100191
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本文利用粒子图像测速技术研究种子叶片自由旋转下落过程中不同涡系的相互作用机理.以典型枫树种子叶片为研究对象,通过对比不同叶片长度、叶面厚度、叶面宽度、下落锥角、自旋角速度、下落速度和下落初始角度等参数对过渡期和稳定期的影响,分析了诱发叶片自旋的外形特征和空间特性.结合特征参数分析,对叶片自旋稳定期开展了PIV流场测量实验,解析了无干扰下种子叶片下落过程中涡系的产生和演化机理.实验结果表明:稳定期气流在叶尖正面位置产生前缘涡(沿展向呈圆锥状结构),后缘位置产生反方向的后缘涡;两个涡发生相互耦合运动,前缘涡的强度大于后缘涡,从而导致叶面产生锥角.在前缘和叶尖前方观测到较高的速度向上的区域,而在后缘和叶根附近则出现较高的速度向下的区域,从而对种子产生向上的升力,使叶片实现自旋稳定下落.通过枫叶种子自由下落的无干扰PIV测量,初步获得了贴近叶片表面前缘涡的运动性状,验证了后缘涡的存在,结论对单翼型旋转叶片的设计有一定指导意义.
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基于阿基米德螺旋线理论,通过逐渐增大曲率半径的方法,设计了一种新型的流动控制襟翼——螺旋襟翼.研究了螺旋襟翼的起始半径、对齐半径等关键控制参数对上表面喷流偏转的影响规律,并与传统基本襟翼的控制效果进行了对比,对二者的控制机理进行了分析.结果表明:所设计的螺旋襟翼最大平均推力偏转角约为19.6°;与基本襟翼相比,螺旋襟翼在大落压比下的平均推力偏转角更大,推力效率更高,这说明改变曲率型面可以促进喷流的流动附着,提高上表面吹气系统性能.
近距离煤层开采时,上层遗留煤柱集中应力对下煤层开采会产生失稳破坏,同时工作面液压支架选型不合理受应力影响会出现压架事故.文章应用FLAC3D软件建立数值模拟系统,对山西某矿近距离煤层煤柱应力传递规律以及工作面液压支架选型进行了研究,得出在上层煤柱所产生的应力集中系数,并通过引入应力集中系数计算评价液压支架的合理选型,进而实现工作面在上层煤柱影响下的安全、高效生产.
自由飞模型发射技术是自由飞试验技术的关键技术之一.针对常规高超声速风洞,中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所对模型发射装置进行了详细设计与分析,并采用典型外形模型在某高超声速风洞上开展了模型自由飞试验(试验马赫数6.0).试验结果表明:装置发射效果良好,模型发射后姿态平稳;根据不同风洞具体情况进行适应性尺寸改造,发射装置能够广泛应用于常规高超声速风洞自由飞试验.在发射装置结构设计时,模型的发射压力与发射速度应作为重要参数加以考虑;模型夹持器需根据模型的不同外形进行适应性设计.
为了解决余吾选煤厂煤泥浮选工艺中沉降难度大、压滤困难的问题,该研究在余吾选煤厂煤泥水系统的理论研究基础上,提出了应用新型高效的浮选药剂替代原先的浮选药剂.基于该公司煤泥水质构成特点的实际情况,提出了用效果良好的聚合硫酸铁部分替代聚合氯化铝的设想,并通过大量实验室试验和余吾公司生产现场试验,在技术和经济层面都取得了显著成效.
涌水会给巷道掘进安全以及围岩稳定等带来较大威胁,5605运输巷在掘进至650 m时顶板淋水开始增加,并伴随围岩变形量增加问题.分析发现巷道掘进至区域背斜轴部从而导致顶板淋水量增加;淋水软化围岩并降低支护体系强度是导致围岩变形量增加的主要因素.为确保巷道掘进安全,采用长距离定向钻孔、短距离探放水钻孔相结合方式对顶板含水层进行疏排.现场应用后,巷道掘进过程中顶板淋水以及围岩变形量过大问题基本得以解决,实现了巷道安全掘进.
以王庄煤矿9106工作面为背景,通过理论计算得出水压分布在3.69～4.08 MPa,突水系数在0.0369～0.0408 MPa/m,小于临界突水系数0.06 MPa/m,可能发生底板突水危险地区,但在无导水断层、导水陷落柱沟通的情况下不会发生突水事故.为奥灰承压水带压开采安全区,无突水危险性,具备安全开采条件.
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