基于流-固耦合方法的涡轮叶片热应力仿真

为真实模拟超高速转子的工作性能,必须对涡轮叶片进行流体-热-结构耦合分析。将有限元软件中提供的流-固耦合仿真技术应用到涡轮叶片瞬态传热计算中,利用ANSYS CFX建立了涡轮叶片与高温燃气的流-固耦合传热模型,该模型既包括了固体与固体之间的接触传热,也包括了流体与固体之间的耦合传热。以某涡轮转子为例进行了流-固-热耦合分析仿真计算,获得叶片的瞬态温度场分布和热应力。在此基础上结合整个涡轮叶片的实际工作状况对其模拟结果进行定性分析,验证其分析方法的可行性,为实际涡轮叶片设计优化提供了理论依据,有助于叶片加工工艺方法的改进,其分析方法对类似问题的处理也很有借鉴意义。     

基于单目视觉的室内微型飞行器位姿估计与环境构建

针对微型飞行器(Micro air vehicle,MAV)在室内飞行过程中无法获得GPS信号,而微型惯性单元(Inertial measurement unit,IMU)的陀螺仪和加速度计随机漂移误差较大,提出一种利用单目视觉估计微型飞行器位姿并构建室内环境的方法。在机载单目摄像机拍摄的序列图像中引入一种基于生物视觉的方法获得匹配特征点,并由五点算法获得帧间摄像机运动参数和特征点位置参数的初始解;利用平面关系将特征点的位置信息由三维降低到二维,给出一种局部优化方法求解摄像机运动参数和特征点位置参数的最大似然估计,提高位姿估计和环境构建的精度。最后通过扩展卡尔曼滤波方法融合IMU传感器和单目视觉测量信息解算出微型飞行器的位姿。实验结果表明,该方法能够实时可靠地估计微型飞行器的位置和姿态,构建的环境信息满足导航需求,适用于微型飞行器室内环境中的导航控制。     

人为粗糙度强化换热机理分析及效果评估

对推力室冷却通道内的人为粗糙度强化换热机理进行了分析,讨论了影响人为粗糙度强化换热的因素。对有、无人为粗糙度的平直冷却通道内流动进行了对比数值模拟,并以某特定发动机推力室为例,初步评估了人为粗糙度的强化换热效果。计算和分析表明：在推力室喉部附近设置人为粗糙度,可使推力室气壁温平均下降约43℃,在冷却通道内合理地设置人为粗糙度有利于高室压可重复使用发动机推力室的热防护。     

一种使实验模型同步正弦平动和转动的新方法

由单片机控制步进电机的步进时间,实现了实验模型按正弦规律同步地平动和转动。叙述了实验装置的机械结构和控制器电路及软件编程要点,同时还对实验结果进行了分析。     

基于状态空间的流固耦合传热的分析

研究了半无限大管道中定常热物性牛顿流体的处于热充分发展状态的一维的流固耦合瞬时强制对流换热，基于状态空间描述法，发展了上述场合的较简单的封闭解法，得到了三维条件下以下两种情况的分析解：(1)恒稳态；(2)瞬态早期阶段。并对n个流体、m个固体串联的管道中一维的耦合热交换问题给出了一般解法，借助于MATLAB强大的矩阵处理功能，本解法更为快速有效。最后，通过实验测试验证了分析解的结果。     

生物膜法和活性污泥法去除NH3-N的比较研究

在气升式内循环生物反应器的内循环管中,安装蜂窝状陶瓷载体构成一种新型的生物膜反应器,利用该反应器对模拟生活污水进行NH3-N去除的研究。并与相应的活性污泥法进行比较。实验结果表明：生长于蜂窝陶瓷的生物膜,其对废水的硝化性能显著地提高。在脱氮效果和速率上,生物膜法比普通的活性污泥法具有明显的优势。在此基础上探讨了内循环对生物脱氮的机理。     

生物瓣支架几何造型CAD系统

以心瓣流体动力学理论、薄膜壳体理论为依据,以接近或达到人体天然心瓣的性能为目的,对生物瓣支架几何造型进行理论分析,进而导引出生物瓣支架的基本雏形,并建立其数学模型。生物瓣支架计算机辅助设计是通过模块化结构的设计方法并对其进行参数化设计来实现的。最终通过体外疲劳试验,证明其性能优良。     

水溶性近红外荧光发射的PbS量子点的合成与表征

利用N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）作为稳定剂,合成了荧光性质良好的水溶性近红外发射的PbS量子点。系统考察了水相合成PbS量子点的主要影响因素,并通过TEM和XRD分别对其形貌和结构进行表征。结果表明,通过改变前体物质Pb／S,PIJ／NAC的摩尔比以及溶液的初始pH值,合成的PbS量子点显示强的近红外荧光,荧光发射峰在895nm到970urn间可调,表现出明显的量子尺寸效应。通过小鼠近红外成像实验初步证实本实验中合成的PbS量子点在生物医学成像,尤其在体内无损在位成像中具有良好的应用前景。     

等离子喷涂中粉末熔化过程的数值分析

研究了等离子喷涂过程中粉末粒子在等离子射流中的熔化过程,用有限差分法计算了不同物性参数的两种粉粒（铝和氧化锆）的固相加热和熔化过程,分析了等离子体温度,换热系数,粉粒直径和粉粒初始温度对粉粒熔化时间的影响,为优化工艺参数,提高涂层质量提供了理论依据。     

磁控等离子体对尾喷管壁传热特性的影响

根据磁场作用下等离子体的湍流和传热能力将受到抑制的现象, 提出利用磁场控制低温等离子体隔离高温燃气与喷管壁的方法, 以减少高温燃气对壁面的传热, 从而达到降低壁面温度的目的.分别建立诱导磁场方程求解洛伦兹力和磁场作用下的k-ε湍流模型求解湍流粘度, 数值模拟了不同强度磁场作用下的磁控等离子体流动和传热特性.结果表明, 磁场能够有效地抑制湍流强度, 降低传热能力, 从而有效地降低壁面温度;并且磁场越强, 效果越明显.