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时珍国医国药 2011年第5期22卷 1205-1207页

作者：冯静静刘轲河南中医学院2010级研究生河南郑州450008 河南中医学院第一附属医院河南郑州450000

活血化淤法是治疗缺血性脑卒中的主要方法之一。文章从改善血液流变学、促进微循环、抑制兴奋性氨基酸毒性、调节血管内皮细胞分泌功能等几个方面综述了近年来活血化淤法治疗缺血性脑卒中的实验研究进展现状,并对现有的问题予以讨论与... 详细信息

活血化淤法是治疗缺血性脑卒中的主要方法之一。文章从改善血液流变学、促进微循环、抑制兴奋性氨基酸毒性、调节血管内皮细胞分泌功能等几个方面综述了近年来活血化淤法治疗缺血性脑卒中的实验研究进展现状,并对现有的问题予以讨论与展望。

关键词：缺血性脑卒中活血化淤法实验研究

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水力条件变化对管网生物膜稳定性影响的研究

水力条件变化对管网生物膜稳定性影响的研究

作者：刘轲浙江工业大学

学位级别：硕士

实际管网的水力工况非常复杂,随着管网水力条件的变化,管道生物膜很可能发生脱落,从而严重影响供水水质。目前,国内外学者主要集中于研究水力条件变化对实验室培养生物膜稳定性的影响,鲜见水力条件变化对实际管网生物膜稳定性影响的系... 详细信息

实际管网的水力工况非常复杂,随着管网水力条件的变化,管道生物膜很可能发生脱落,从而严重影响供水水质。目前,国内外学者主要集中于研究水力条件变化对实验室培养生物膜稳定性的影响,鲜见水力条件变化对实际管网生物膜稳定性影响的系统研究。本论文在系统总结国内外管道生物膜水力稳定性研究进展的基础上,主要完成了下列工作:(1)采集南方某城市五种5年以上管龄的金属供水管,根据管网的实际工况设计三种水力工况,分别对五种管道的生物膜进行冲刷试验。(2)检测不同工况冲刷前后的管道水样的理化指标和可培养菌数,分析水力条件变化对不同管道水样的影响。(3)测定不同工况冲刷前后的不同管道生物膜细菌总数,对相同管龄、相同直径的镀锌管和不锈钢复合管生物膜细菌脱落量进行对比分析,对相同直径、不同管龄的灰口铸铁管生物膜细菌脱落量进行对比分析,对球墨铸铁管的生物膜细菌脱离量进行分析。(4)分别从门水平、纲水平和属水平角度,对不同工况冲刷前后镀锌管和不锈钢复合管生物膜的结构变化进行对比分析,对不同工况冲刷前后不同管龄的灰口铸铁管生物膜的结构变化进行对比分析,对不同工况冲刷前后的球墨铸铁管生物膜的结构变化进行分析。

关键词：供水管网生物膜水力条件管材管龄

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乙烯裂解炉非均匀性及其影响的数值模拟研究

乙烯裂解炉非均匀性及其影响的数值模拟研究

作者：韦刘轲北京化工大学

学位级别：硕士

乙烯裂解炉是乙烯装置的核心设备,而乙烯裂解技术是整个乙烯工业的关键技术之一。乙烯裂解炉内包括了复杂的流体流动、燃烧反应、裂解反应以及热量传递等过程。国内在乙烯裂解技术的设计和开发方面还比较落后,目前世界上仅有少数公司掌... 详细信息

乙烯裂解炉是乙烯装置的核心设备,而乙烯裂解技术是整个乙烯工业的关键技术之一。乙烯裂解炉内包括了复杂的流体流动、燃烧反应、裂解反应以及热量传递等过程。国内在乙烯裂解技术的设计和开发方面还比较落后,目前世界上仅有少数公司掌握生产乙烯的成套技术。因此,整个乙烯裂解炉内的传递与反应过程研究对于裂解炉的设计与优化有着重要的意义。本文利用了计算流体力学的方法,并以KTI公司的GK-V型乙烯裂解炉为研究对象,建立了乙烯裂解炉的数学模型,对裂解炉内的流动、传热与反应过程进行了研究。主要工作如下： 1、建立了包含1组炉管的1／4裂解炉的模型,对炉膛和炉管中的流动、传热以及裂解反应进行了考察,并分析了炉膛与炉管中的耦合影响。研究表明,由于各裂解炉炉管在整个炉膛中的空间位置分布不同,造成了各炉管的传热不均匀,各炉管的受热差异又导致了管内的主要产物收率存在差异。炉管壁面热边界分布是由炉膛内的流动、传热与炉管内的流动与裂解反应影响共同造成的。 2、建立了更符合实际情况的1／2裂解炉模型,对其流动、传热以及裂解反应进行了考察,分析了包括两组炉管的裂解炉模型的传热与裂解反应。研究发现,由于结构的非对称性,1／2裂解炉的炉膛内的流动和传热情况与1／4裂解炉的流动和传热情况有差异。由于炉管的非均匀传热,1／2裂解炉和1／4裂解炉炉管的热边界条件和管内裂解反应存在差异,从而导致了各主要产物收率不相同。 3、考察了炉管进料量和炉膛燃料量等操作条件对炉内主要产物收率的影响。研究发现,进料量影响了炉管内的二次反应,进而对主要产物收率有重要影响。

关键词：乙烯裂解炉计算流体力学数值模拟耦合计算

基于有限元—离散元耦合的混凝土力学性能多尺度分析方法

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基于有限元—离散元耦合的混凝土力学性能多尺度分析方法

作者：刘轲奇厦门大学

学位级别：硕士

混凝土是一种多相复合材料,由于材料非均匀各向异性的特点,其力学性能十分复杂,但作为建筑结构中最广泛使用的材料之一,研究能够可靠高效分析其力学行为的数值模拟方法有非常重要的意义。有限元法(FEM)目前主要集中于对混凝土宏观力学... 详细信息

混凝土是一种多相复合材料,由于材料非均匀各向异性的特点,其力学性能十分复杂,但作为建筑结构中最广泛使用的材料之一,研究能够可靠高效分析其力学行为的数值模拟方法有非常重要的意义。有限元法(FEM)目前主要集中于对混凝土宏观力学行为的模拟,但是由于基于连续介质力学假设,对混凝土开裂后细观力学性能的分析较为困难。离散元法(DEM)虽然对于混凝土的细观开裂和局部破坏有较好的模拟效果,但是由于计算耗时过大,限制了其在工程问题的应用范围。因此,本文想开发一种结合两者优点的数值模拟方法,力争精确和高效地对混凝土的力学行为进行研究。本文基于文献[1]中适用于砂土的有限元-离散元耦合多尺度分析方法,提出适用于混凝土力学行为研究的有限元-离散元耦合多尺度(跨尺度)分析方法(即FEM-DEM耦合跨尺度分析方法)。FEM-DEM耦合跨尺度分析方法,用FEM模拟宏观单元行为,用DEM作为代表体积元模拟有限元高斯点的混凝土本构关系。本文借助Client-Server软件平台集成技术[2],通过编程在通用有限元软件OpenSees中添加“耦合跨尺度DEM材料”,在通用离散元软件Yade中建立相应的计算流程,建立OpenSees-Yade数值模拟平台,详细论述了如何选取Yade混凝土细观离散元试样的参数,实现了FEM-DEM耦合跨尺度分析方法应用于混凝土宏观和细观的数值模拟,并将该方法应用于模拟素混凝土柱反复加载作用下的试验,通过与试验结果对比验证了方法的可行性,且通过对基于Yade的纯离散元计算耗时研究证明了方法的高效性。本文将FEM-DEM耦合跨尺度分析方法用于钢筋混凝土简支梁受跨中集中荷载的分析,研究了梁的宏观有限元力学特性和细观离散元开裂形态,通过与有限元模型截断Drucker-Prager[3,4](DP)材料的计算结果对比,验证了方法的准确性。最后,本文提出了 FEM-DEM耦合跨尺度分析方法的大规模并行分布式计算方法,大大提高了计算效率,为该方法应用于工程实际提供了可能,并利用并行分布式计算方法对钢筋混凝土剪力墙进行模拟,分析了剪力墙在竖向和水平荷载共同作用下的宏观受力性能和细观开裂状态,通过与截断DP材料计算结果的对比,论证了 FEM-DEM耦合跨尺度分析方法的有效性,并通过与使用串行FEM-DEM耦合跨尺度分析方法模拟剪力墙的计算时间对比,验证了并行分布式计算的高效性。研究表明,本文提出的适用于混凝土研究的FEM-DEM耦合跨尺度分析方法,对于混凝土构件柱、梁、剪力墙的模拟效果良好,为混凝土的宏、细观力学性能研究提供了一种新的多尺度分析方法和计算工具。

关键词： FEM-DEM耦合方法 OpenSees-Yade 混凝土宏、细观数值模拟跨尺度分析大规模并行分布式计算

二氧化钛抑制炎症和内质网应激促进斑马鱼皮肤伤口愈合的研究

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二氧化钛抑制炎症和内质网应激促进斑马鱼皮肤伤口愈合的研究

作者：刘轲轲山东师范大学

学位级别：硕士

皮肤是人体最大的器官,其主要的功能是保护机体免受外界因素的伤害。在皮肤受到损伤后,若不能及时愈合,会引起严重的组织坏死。皮肤伤口愈合是一个动态且高度协调的生物学过程,主要包括三个相互重叠而又完全不同的阶段:炎症、增殖和重... 详细信息

皮肤是人体最大的器官,其主要的功能是保护机体免受外界因素的伤害。在皮肤受到损伤后,若不能及时愈合,会引起严重的组织坏死。皮肤伤口愈合是一个动态且高度协调的生物学过程,主要包括三个相互重叠而又完全不同的阶段:炎症、增殖和重塑。炎症是宿主对损伤的一种防御反应,旨在抵御入侵的病原体或清除坏死的组织。然而炎症反应若失去控制,将引起促炎因子的过度表达,从而导致创面的持续性损伤。NLRP3炎症小体的活化可以抵抗病原体的感染,但其活化失控会导致炎症效应放大,使伤口愈合受损。NF-κB的活化能够调控NLRP3的表达。SIRT3抑制NF-κB的表达并降低促炎细胞因子的水平。AMPK通过上调SIRT3的表达在大鼠肝纤维化中发挥抗炎作用。AMPK和SIRT3抑制伤口处促炎因子的释放,但AMPK和SIRT3的上下游关系在伤口愈合的炎症反应中尚未见报道。伤口微环境中的一些应激条件(如氧化应激、缺氧和营养缺乏)会引起内质网应激,内质网应激通过抑制角质形成细胞的迁移而影响再上皮化延缓伤口愈合速度。在人胚胎肾细胞系HEK-293中,SIRT1通过去乙酰化XBP1s以减轻内质网应激。由于伤口愈合的复杂性,受伤后皮肤功能的重建仍然是一个挑战。TiO纳米粒子具备良好的抗菌和抗炎性能,能够通过促进肉芽组织形成、血管生成和胶原沉积加速小鼠和大鼠的皮肤伤口愈合过程,但关于TiO如何促进伤口愈合的机制还需要进一步探究。斑马鱼生理学和解剖学特征与高等动物相似、其基因组与人类基因组同源性高达80%以上并且具有与哺乳动物相同的伤口愈合三个阶段等优势,是用于研究伤口愈合的模式生物。在本实验中,我们用圆柱形金属棒(直径2 mm)在明火上加热5 s后,按压在斑马鱼的侧腹1 s,制造出同等大小的伤口。将50尾斑马鱼随机分为五组:对照组、250、500、750和1000μg/L TiO组,检测不同浓度TiO对皮肤伤口愈合的影响。对照组鱼放在清水中,处理组鱼浸泡在不同浓度TiO中。从损伤后2 d开始记录伤口大小并根据损伤后2 d的伤口大小计算愈合率。通过测量损伤后2、7、14和21 d的伤口大小和计算损伤后5、7、10和14 d的伤口愈合率来确定TiO对伤口愈合的影响。不同浓度TiO浸泡处理均减小了损伤后7、14和21 d的伤口面积,增加了损伤后5、7、10和14 d的伤口愈合率。与其他浓度相比,500μg/L TiO促进伤口愈合的效果最为显著,因此在后续实验中我们用500μg/L TiO处理斑马鱼。用163尾斑马鱼探究TiO对皮肤伤口愈合过程中组织结构变化、炎症和内质网应激的影响及其发挥作用的机制。结果如下:1.用H&E染色分析损伤后2、4、6和8 d斑马鱼伤口处的肉芽组织形成,结果显示,在对照组中,伤口处的肉芽组织在损伤后2 d首次可见,在损伤后4 d面积达到最大,在6和8 d逐渐退化;TiO处理后增加了损伤后2和4 d的肉芽组织面积,减少了6和8 d的肉芽组织面积。用PCNA免疫组化染色检测损伤后2、4、6和8 d伤口处的细胞增殖情况,结果显示,与未损伤斑马鱼皮肤和肌肉相比,对照组和TiO组伤口处PCNA阳性细胞的数量在损伤后2、4、6和8 d增多。与对照组相比,TiO增加了损伤后2和4 d伤口处的PCNA阳性细胞数量,减少了6和8 d的PCNA阳性细胞数量。用Masson三色染色评估伤口愈合过程中的胶原沉积。结果显示,与未损伤斑马鱼皮肤和肌肉相比,对照组斑马鱼皮肤伤口处的胶原沉积在损伤后2 d减少,在损伤后4和6 d增多,在损伤后8 d无明显差异。与对照组相比,TiO在损伤后2和4 d促进了伤口处的胶原沉积,在损伤后6 d减少了胶原沉积,在损伤后8 d无显著性差异。2.通过qPCR检测损伤后1和3 d伤口处促炎因子的表达水平,结果表明损伤后1和3 d伤口处促炎因子IL-1β、TNF-α和IL-6的表达水平高于未损伤斑马鱼皮肤和肌肉中的水平。TiO降低了损伤后1和3 d伤口处IL-1β、TNF-α和IL-6的m RNA水平。3.通过qPCR检测损伤后1和3 d伤口处NF-κB和NLRP3炎症小体组分(NLRP3、ASC和caspase-1)的m RNA水平。结果表明损伤后1和3 d伤口处NF-κB和NLRP3炎症小体组分(NLRP3、ASC和caspase-1)的m RNA水平高于未损伤斑马鱼皮肤和肌肉中的水平。TiO下调了损伤后1和3 d伤口处NF-κB、NLRP3、ASC和caspase-1的m RNA水平。免疫印迹结果显示TiO抑制了损伤后1 d伤口处NF-κB p65、NLRP3和成熟IL-1β的表达,上调了p-AMPK/AMPK的比值和SIRT3的表达。4.为了探究AMPK和SIRT3在伤口愈合炎症反应中的上下游关系,将9尾斑马鱼随机分为三组:对照组、500μg/L TiO

关键词： TiO2 伤口愈合 NLRP3炎症小体 AMPK/SIRT3途径内质网应激

基于集中式空调系统空气过滤器净化PM2.5的试验研究

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基于集中式空调系统空气过滤器净化PM2.5的试验研究

作者：周刘轲东华大学

学位级别：硕士

目前集中式空调系统大多采用初、中效过滤器来净化室外含尘气体,但对PM2.5的净化效果不明显。要改善室内环境空气质量就要提高空气过滤器对PM2.5的过滤效率,传统的做法是增加过滤组件,但是这种做法会增加系统的阻力。因此,有必要在传统... 详细信息

目前集中式空调系统大多采用初、中效过滤器来净化室外含尘气体,但对PM2.5的净化效果不明显。要改善室内环境空气质量就要提高空气过滤器对PM2.5的过滤效率,传统的做法是增加过滤组件,但是这种做法会增加系统的阻力。因此,有必要在传统过滤器的基础上研究高效低阻大容尘量的过滤器,从而实现以较低的能耗投入,保障更好的室内环境。因此,本课题从空气过滤器用滤料和装置的设计入手,展开低阻高效过滤装置的研究。首先,调研了上海市2013～2015年环境空气质量状况,并对上海市某图书馆阅览室、空调机房室内外PM2.5进行了实时监测,结果表明:2013～2015年PM2.5、PM10.0年均值均未达到环境空气质量标准二级浓度限值的要求;空调系统对PM2.5的过滤效率较低,有必要提高空气过滤器对PM2.5的过滤效率。建立关于空气过滤器应用于室内空气净化模型,对室内颗粒物浓度的变化规律进行推导,得到空调房间室内颗粒物浓度瞬时表达式和稳定表达式。并分析过滤器效率、室外PM2.5浓度、室内初始PM2.5浓度、新风比对室内PM2.5浓度的影响,为实际工程中过滤器的选择提供了一定的理论指导。然后,通过试验对比分析常用空气过滤材料与驻极体滤料的过滤特性及驻极体滤料长期在实际环境中不同风速下的过滤效率随时间的变化情况,结果表明:驻极体滤料具有高效、低阻、容尘量大的特性,在不同风速下对PM2.5均具有较高的空气品质因数;经异丙醇处理后的驻极体在粗效滤料额定风速下对PM2.5的品质因数较粗效滤料差,而在中效、高中效、亚高效滤料额定风速下对PM2.5的品质因数较优。随着驻极体在实际环境中的运行,过滤效率有所下降,但在实际工程中还是可以应用的。在对过滤材料研究的基础上,本课题进一步测试分析了驻极体袋式、驻极体箱式过滤器与高中效过滤器F7的过滤性能,实验结果表明:驻极体箱式过滤器、袋式过滤器完全能够满足标准中对亚高效过滤器额定风速下过滤阻力及过滤效率的限值;驻极体袋式空气过滤器的性能要优于高中效过滤器F7的性能。最后,设计了具有梯度滤料结构的高效低阻复合空气过滤器,解决了现有过滤器效率低、阻力高、容尘量小及过滤器两级串联带来的设备空间问题。

关键词： PM2.5 空气净化过滤材料空气过滤器过滤性能

基于低比特量化的太赫兹高速通信系统研究与实现

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基于低比特量化的太赫兹高速通信系统研究与实现

作者：刘轲电子科技大学

学位级别：硕士

模拟数字转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)在无线通信接收机中有着非常重要的应用,更高的通信速率与更低的功耗体积成为通信产业未来发展方向。传统高精度ADC采样速率低,而高精度、高采样速率的ADC功耗较高,无法适用于未来高速... 详细信息

模拟数字转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)在无线通信接收机中有着非常重要的应用,更高的通信速率与更低的功耗体积成为通信产业未来发展方向。传统高精度ADC采样速率低,而高精度、高采样速率的ADC功耗较高,无法适用于未来高速通信系统中的移动设备。太赫兹无线通信由于其Gigabit的传输速率引起了无线通信领域的广泛关注,也是是太赫兹技术研究中的一个重要方向,同现有的低频段、窄带宽通信相比具有显著优势。目前,太赫兹频段主要有三个通信窗口,即0.11THz、0.22THz与0.34THz,可提供将近40GHz的通信带宽,远远高于现有的毫米波通信带宽,单载波传输速率已经可以达到10Gbps并向100Gbps发展,应用前景十分广泛。ADC的采样速率与输入带宽逐渐成为限制太赫兹通信传输速率的因素,而低比特量化技术(1～3bit)的出现很好的解决了这一问题。大量的研究和应用已经证明了低比特量化技术在功耗、存储、复杂度等方面的优势,特别是1-bit量化在超宽带通信系统中应用的可行性,同样也十分适用于具有大带宽传输特点的太赫兹通信。本论文第二章首先对模数转换器的基本原理与结构类型进行了介绍,列举了部分影响器件性能的指标。随后,通过分析不同信道种类下的信道容量问题,引出低比特量化技术对信道容量的影响,认为SNR=10dB时,2-bit量化即可以达到全精度(12～14-bit量化)信道容量的85%。最后,通过仿真对比MP信道估计算法、序列相关估计算法、过采样技术与引入抖动信号对低比特量化的补偿算法发现,在不考虑实际应用的前提下,3-bit量化时,不使用补偿算法性能较全精度量化损失约3dB,使用补偿算法后部分性能已经贴近全精度量化,进一步证明了低比特量化技术在通信系统中应用的可行性。第三章对基于低比特量化的硬件实验平台设计方案进行了介绍。结合第二章的理论基础,确定使用3-bit量化ADC做为通信接收机的核心。该硬件实验平台的主要工作分为两个部分:3-bit量化模数转换器模块设计与数字基带处理平台设计。硬件设计过程中,主要为实现方案的制定、芯片选型、原理图绘制以及电路板实现,具体包含电源管理设计、时钟设计、内存设计和数字电路设计等方面。数字基带处理平台以可编程逻辑门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)芯片为核心,通过编程实现信号调理、信道估计、数据转发等通信算法。第四章则基于前一章节设计制作的硬件实验平台,对太赫兹通信实验过程中所需要的模块进行了测试,调试部分则由浅入深,从各个子模块调试到整体系统联调,验证了方案设计的合理性,并对调试过程中遇到的各个问题进行了原因分析与总结,保证了该硬件实验平台能够稳定工作。最后,结合低比特量化下的信道估计、频偏估计与过采样补偿技术,使用该3-bit量化ADC实现了4Gbps通信速率的QP SK调制信号近距离太赫兹通信实验,系统误码率达到1e-7。

关键词：低比特量化太赫兹通信硬件实现宽带信号

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中医药治疗缺血性脑卒中的实验研究进展

辽宁中医杂志 2011年第3期38卷 563-566页

作者：宋张杰刘轲河南中医学院河南中医学院第一附属医院河南郑州450000

文章就缺血性脑卒中后,中医药在改善脑循环,拮抗神经毒性作用,拮抗自由基损伤,减轻炎症反应及免疫损伤,调节神经递质,对神经肽的影响,对机体纤溶系统及明胶酶系的影响,对分子生物学某些指标的影响等诸方面实验研究现状做一综述,同时对... 详细信息

文章就缺血性脑卒中后,中医药在改善脑循环,拮抗神经毒性作用,拮抗自由基损伤,减轻炎症反应及免疫损伤,调节神经递质,对神经肽的影响,对机体纤溶系统及明胶酶系的影响,对分子生物学某些指标的影响等诸方面实验研究现状做一综述,同时对目前实验研究中存在的问题予以分析讨论。

关键词：中医药治疗缺血性脑卒中实验研究综述

方钢管混凝土柱核心混凝土缺陷定量检测方法试验研究

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方钢管混凝土柱核心混凝土缺陷定量检测方法试验研究

作者：刘轲兰河北工业大学

学位级别：硕士

方钢管混凝土具有承载能力高、节点构造简单、连接方便、外形规则等优点，尤其可以有效地提高构件的延性还能适应现代工程结构向大跨、高耸、重载发展和承受恶劣条件的需要，正越来越广泛地应用。由于钢管混凝土的浇筑时大多为密闭情况... 详细信息

方钢管混凝土具有承载能力高、节点构造简单、连接方便、外形规则等优点，尤其可以有效地提高构件的延性还能适应现代工程结构向大跨、高耸、重载发展和承受恶劣条件的需要，正越来越广泛地应用。由于钢管混凝土的浇筑时大多为密闭情况，其核心混凝土的浇筑质量难以保证，其中可能出现缺陷。缺陷的存在会导致方钢管混凝土柱不能发挥其组合结构的优点，其受力性能会受到很大影响。因此，由质量问题引起的安全隐患受到人们的高度重视。目前采用较多的无损检测方法是超声波法，但这种方法存在精度不高的问题，尤其是定量检测技术目前还不成熟。本文就是针对方钢管混凝土柱，开展超声波法定量检测钢管混凝土缺陷的应用研究。本文首先介绍了超声波检测钢管混凝土的基本原理，调研文献资料总结了超声波检测技术应用于钢管混凝土检测的定性、定量方面的研究现状以及施工中最常见的缺陷形式及缺陷出现的位置。确定当方钢管混凝土存在角部空洞缺陷、中心空洞缺陷、脱空及分层缺陷时，超声波穿过这些缺陷时的传播路径，并最后确定缺陷的定量计算公式。制作三组不同截面尺寸的方钢管混凝土短柱，每组六根，分别设置不同的缺陷形式，采用超声波法进行检测试验。通过用前面提出的定量计算公式进行分析计算，用得出的计算值与实际值相比较，验证定量计算公式的可行性。试验结果表明，当方钢管混凝土中存在角部空洞缺陷、中心圆形缺陷、中心正方形缺陷时和断层缺陷时，其定量计算结果与实际相差不大，表明该方法是可行的;但方钢管混凝土中存在脱空与中心长方形缺陷时，计算结果与实际结果相差较大，对于这两种缺陷需要进一步研究。

关键词：方钢管混凝土柱缺陷无损检测超声波法缺陷定量计算

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旋喷泵流致振动噪声的研究

旋喷泵流致振动噪声的研究

作者：刘轲轲江苏大学

学位级别：硕士

如今,随着工业的快速发展,泵的使用变得越来越广泛。不可避免地,对泵的各方面要求也变的严格,尤其针对噪声方面。噪声问题对人类生活环境来说,属于噪声污染,它将严重影响着人类的生活质量。而旋喷泵是一种小流量、高扬程的极低比转速泵... 详细信息

如今,随着工业的快速发展,泵的使用变得越来越广泛。不可避免地,对泵的各方面要求也变的严格,尤其针对噪声方面。噪声问题对人类生活环境来说,属于噪声污染,它将严重影响着人类的生活质量。而旋喷泵是一种小流量、高扬程的极低比转速泵,其结构原理与皮托管相似,又称其为皮托泵。由于设计时采用常规的离心泵离心增压原理和航天技术中的冲压滞止增压原理则组成了结构简单、尺寸紧凑、密封可靠、操作方便、维修成本低、压力高、运行最稳定的单级高压泵。它适用于石油、化工、化肥、冶金、采矿、炭黑、造纸等行业,是高速离心泵、高压多级离心泵和部分容积泵的理想替代产品。本文针对旋喷泵,分析了旋喷泵的内部流场情况,通过流场中得到的声源信息,分析了旋喷泵流致振动噪声的主要噪声源,通过对其内部声场进行数值模拟,得到内声场特性,最后对比分析了结构参数的改变对流场和声场的影响,为旋喷泵的噪声优化提供一定的参考。本文的主要工作如下:1、阐述了该课题的研究背景,简单介绍了旋喷泵的工作原理及结构特点,整理了关于旋喷泵及泵流动噪声的国内外研究现状,最后介绍了本文需要用到的CFX和*** acoustics软件。2、介绍了旋喷泵的长、短叶片复合叶轮及集流管的设计理论及设计方法,基于设计方法,根据设计参数对叶轮和集流管进行了水力设计及三维建模。3、对流场数值计算的流动控制方程进行了简单的介绍,利用ICEM对模型进行了网格划分及网格无关性检验。使用CFX对旋喷泵的内部流场进行了数值模拟,利用外特性曲线与实验值进行了对比分析,证明了计算的可靠性。以定常计算结果为初始值,在旋喷泵内的特殊部位设置了压力脉动监测点,对旋喷泵进行非定常计算,得到非定常的压力及速度分布,主要分析了各监测点的压力脉动时域图和频域,初步得到了声源的发生原因及位置点。4、介绍了关于声学的基础知识及基本参数,分析了流致振动噪声的产生机理及声场的计算流程。基于直接边界元法,利用*** acoustics软件对旋喷泵的叶片偶极子声源和集流管偶极子声源的内部辐射噪声进行了计算,分析了一个周期内的叶片旋转偶极子声源和集流管偶极子声源,得到旋喷泵内部声场监测场点的声场特性。5、选择了关键的结构参数,以旋喷泵的流场和声场为分析目标。通过改变结构参数,得到不同结构参数下的模型,对各模型进行了流场和声场的数值模拟计算,得到相应的流场和声场特性,对比分析了各流场和声场规律,最后得到各结构参数对流场和声场的影响。

关键词：旋喷泵复合叶轮压力脉动流致噪声结构参数