科创中国

通过对黄梅戏大剧院的空调设计的介绍,对座椅送风的计算方法进行了探讨,针对剧场建筑,在置换通风及下送风的基础理论上,对室内负荷的分配和气流组织进行了研究,提出了计算方法,并总结了一些剧场空调通风设计需要注意的问题.

传统的二代压水反应堆主要是采取鼓风机鼓风的方式对控制棒驱动机构(Control Rod Drive Mechanism,CRDM)进行强制通风冷却,该冷却方式耗能较大且无法保证绝对安全可靠.本文针对于大亚湾核电站中CRDM群的布置方式,采用中广核新型的EMC-B型控制棒驱动机构的结构及材料物性参数,运用了计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)分析方法,研究了当采用空气自然循环冷却方式时,CRDM群及各线圈的温度分布,探索对CRDM群采用空气自然循环冷却方式的可行性.模拟分析结果表明:总体来看,处于外围和中心位置处的CRDM的线圈温度,要比中间区域的CRDM线圈温度高;对于给定计算工况,各线圈的最高温度为198°C,低于限制温度(200°C),表明对于所研究的CRDM群,依靠空气的自然对流,可以对CRDM进行有效冷却.计算结果可为新型CRDM群分布设计提供参考.

在CFD离散误差和不确定度估计问题中,为研究计算得到的观测精度对仿真计算结果的影响,消除GCI离散不确定度估计法中当观测精度大于格式精度时出现的不合理的小不确定度,提出了1种改进的CFD离散不确定度估计方法,即用加权平均的数值解代替细网格数值解来估计离散误差及不确定度.针对低雷诺数二维非轴对称圆柱绕流模型进行数值计算,划分5套网格,用二阶迎风格式计算圆柱绕流的阻力系数和升力系数,分别给出了GCI和改进方法的离散不确定度估计结果,并与文献参考值进行比较,结果表明改进的方法对离散不确定估计要优于GCI方法,且置信度更高.

钻井模拟技术可为降低钻井成本和施工风险、提高钻井速度提供有力的辅助决策支持,目前仍然是国外的研究热点.掌握国内外技术现状和发展趋势是开展钻井模拟技术研究的重要基础.从钻井工艺流程操作训练培训模拟、钻井过程模拟、钻井技术经济评价模拟等3个方向,阐述了钻井模拟技术研究现状,分析了国内外有代表性的钻井模拟系统的功能和特点;从钻井模拟模型研究、钻井培训模拟器研制、钻井模拟系统研发等3个方面,分析了我国与国外先进水平的主要差距.在此基础上,提出基于虚拟现实技术的钻井模拟系统将是下一步钻井模拟技术研究与应用的主导方向;认为目前国内钻井模拟技术的研究重点将集中在地质模拟模型的研究与验证、钻前工程设计模拟优化技术、钻井过程的实时模拟与预测技术、基于实钻井的培训模拟器研制等方面.

传统通风方式主要致力于室内均匀温度环境的保障,而个性化通风仅能高效实现N个个性送风口对N个位置的保障,本文针对室内大于N个位置的温度保障问题进行了研究,建立了多位置温度同时保障的送风温度确定方法,该方法能够在各位置温度设定之后,一次性反求出各送风温度值.利用提出方法对4个独立送风口送风的房间内能否实现大于4个位置的温度同时保障进行了数值分析,结果表明:在充分利用室内温度非均匀分布规律的情况下,有可能仅通过N(4)个独立送风口保障大于N(5~10)个位置的不同温度需求,而且能够在不同的位置之间营造出较大的温度差距.本文提出的送风温度确定方法,将为室内非均匀环境的保障和在线控制奠定一定的理论基础.

Direct drive servovalves are mostly restricted to low flow rate and low bandwidth applications due to the considerable flow forces.Current studies mainly focus on enhancing the driving force,which in turn is limited to the development of the magnetic material.Aiming at reducing the flow forces,a novel rotary direct drive servovalve(RDDV)is introduced in this paper.This RDDV servovalve is designed in a rotating structure and its axially symmetric spool rotates within a certain angle range in the valve chamber.The servovalve orifices are formed by the matching between the square wave shaped land on the spool and the rectangular ports on the sleeve.In order to study the RDDV servovalve performance,flow rate model and mechanical model are established,wherein flow rates and flow induced torques at different spool rotation angles or spool radiuses are obtained.The model analysis shows that the driving torque can be alleviated due to the proposed valve structure.Computational fluid dynamics(CFD)analysis using ANSYS/FLUENT is applied to evaluate and validate the theoretical analysis.In addition,experiments on the flow rate and the mechanical characteristic of the RDDV servovalve are carried out.Both simulation and experimental results conform to the results of the theoretical model analysis,which proves that this novel and innovative structure for direct drive servovalves can reduce the flow force on the spool and improve valve frequency response characteristics.This research proposes a novel rotary direct drive servovalve,which can reduce the flow forces effectively.

基于三维多相流动理论和计算流体动力学(CFD),采用滑动网格理论与两相流中的混合模型,对调速型液力偶合器的气液两相流动进行数值计算,得到充液率分别为50%、90%下的流场分布.针对计算结果对各工作流道的流场特性及生成原因进行分析.选取具有一定代表性的压力面、吸力面、交界面以及偶合器内部两相流动进行分析.液力偶合器内部流场的分析和研究有助于更加详尽地了解其内部流动的真实情况,同时流场数值解为偶合器的设计方法提供依据.

为降低异构计算环境下分布式网络模拟的计算开销,提出了一种网络路由模拟任务的非线性划分方法,该方法首先通过标准实验确定异构计算环境中各.计算节点的计算能力,并通过曲线拟合确定各计算节点的路由模拟任务计算开销函数,然后基于各计算节点的计算能力以及计算开销函数,进行路由模拟任务分配及路由拓扑划分,实现对路由模拟任务的非线性划分.基于PDNS的实验表明,该方法相对于传统的均匀划分最多降低路由模拟运行时间50%以上,相对于线性划分最多降低25%以上.并随着路由模拟拓扑规模的增加,该方法的计算时间开销减少量呈现显著递增趋势.

为了探讨核心地质要素对成岩作用的影响,本文选取硅质人造砂为研究对象,从正演物理模拟的角度定量研究成岩作用对温度、压力与时间的响应特征.实验结果表明:硅质人造砂岩压实作用强度与压力、温度具有正相关关系,石英等自生矿物结晶度对温度响应明显,非晶态硅质向晶态转化的模拟温度应低于400℃.在温度一定情况下,矿物结晶与压力呈抛物线型关系,存在优势压力区间,硅质结晶对应的压力在137.5 MPa左右,压力对成岩作用贡献包括压实作用与热能效应两个方面,以压实作用为主;在成岩作用过程中,反应时间可适当补偿温压不足造成的成岩效应差异,其对化学成岩作用贡献大于压实作用.相关成果可为成岩作用数值模拟与定量研究提供参考,进一步推动成岩作用机理的深化研究.

介绍了冲击座铸件的结构及其工艺设计,包括每型件数、浇注系统形式及内浇道、横浇道和直浇道的截面积、浇注时间、冒口及冷铁设计等.初始铸造工艺只采用冒口补缩,模拟发现该工艺未能完全消除缩孔缺陷,据此对铸造工艺进行了改进,在孤立热节区设计冷铁.对改进后的铸造工艺进行模拟,结果显示,缩孔缺陷已完全可以消除.