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基于沙丘模型的气力输送中气固两相动力学研究

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基于沙丘模型的气力输送中气固两相动力学研究

作者：涂盼盼江苏科技大学

学位级别：硕士

气力输送系统中的90°弯管承担着物料从水平至竖直运动状态的过渡与转变的角色,在物料输送过程中,颗粒在惯性的作用下运动到弯管后形成颗粒绳,并且以颗粒绳的状态沿管道外壁运动到竖直管后缓慢分散,导致颗粒与管壁之间发生磨损行为。鉴... 详细信息

气力输送系统中的90°弯管承担着物料从水平至竖直运动状态的过渡与转变的角色,在物料输送过程中,颗粒在惯性的作用下运动到弯管后形成颗粒绳,并且以颗粒绳的状态沿管道外壁运动到竖直管后缓慢分散,导致颗粒与管壁之间发生磨损行为。鉴于此,本研究基于弯管内颗粒运动形态设计沙丘模型安装于90°弯管外壁,以改变颗粒在弯管-竖直管内流动形态,同时开展沙丘模型工况下颗粒流动特性研究。首先,结合颗粒和气流在弯管-竖直管内的流动特性,以阻塞比和弯管结构为设计依据,设计三种尺寸的沙丘模型(Model 1、Model 2、Model 3)安装在90°弯管外壁。采用数值模拟对气相和气固两相颗粒的流动形态、速度分布以及碰撞特性展开研究,结果表明:与传统输送工况相比,Model 2和Model 3输送工况下气流在竖直管道中的速度均匀分布,有利于竖直管道内的颗粒分散;此外,在沙丘模型输送工况下,气相在管道内的流速增大导致颗粒在管道内的速度增大,并且竖直管道内颗粒-颗粒以及颗粒-管壁之间的碰撞数减小。其次,通过压降、附加压降系数、能量损耗系数以及颗粒流动形态研究安装沙丘模型的气力输送系统中颗粒的宏观流动特性,结果表明:沙丘模型Model 1、Model 2和Model 3输送工况有效降低了系统的最佳输送气速、竖直管压降以及系统的能量损失系数,最大降低率分别为10.26%、34.56%和4.57%;大尺寸的沙丘模型对输送大质量流率的颗粒更加有利,输送气速越大颗粒与气流之间的能量交换越明显。此外,沙丘模型输送工况改变了颗粒在进入竖直管后的流动形态,减小了颗粒沿管道外壁流动的长度,使颗粒在刚进入竖直管道时就开始发生分散。最后,研究颗粒的速度分布、脉动强度分布、时频特性以及功率谱密度分布,结果表明在沙丘模型输送工况下系统内的颗粒在刚进入竖直管道后就开始分散并且保持分散运动;颗粒在竖直管内的分散运动既包含大尺度的低频运动也包含小尺度的高频运动,大尺度的低频运动主导颗粒在管道中的运动,而小尺度的高频运动的出现会打破低频运动的规律。此外,颗粒的大尺度低频运动主要是在气流的作用下产生的,而颗粒的小尺度高频运动的产生是由于颗粒-颗粒以及颗粒-管壁之间的摩擦和碰撞导致的,并且颗粒的小尺度高频运动并无明显规律。

关键词：气力输送沙丘模型 CFD-DEM PIV 多尺度分析

基于多重余弦函数的积垢建模及其对叶栅气动性能影响

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航空动力学报 2024年

作者：高丽敏涂盼盼杨淞魏沛羽西北工业大学国家卓越工程师学院西北工业大学动力与能源学院

为了模拟压气机叶片表面积垢的不规则粗糙特征，针对压气机叶片积垢粗糙特征的关键参数，基于多重余弦函数建立了描述压气机叶栅不规则粗糙积垢的几何模型。以某扩压叶栅为研究对象，采用数值模拟手段研究了不同积垢粗糙结构参数对扩压... 详细信息

为了模拟压气机叶片表面积垢的不规则粗糙特征，针对压气机叶片积垢粗糙特征的关键参数，基于多重余弦函数建立了描述压气机叶栅不规则粗糙积垢的几何模型。以某扩压叶栅为研究对象，采用数值模拟手段研究了不同积垢粗糙结构参数对扩压叶栅气动性能的影响。结果表明，不规则粗糙叶栅积垢造成了气动性能退化，流动损失增加，且随着松散层积垢粗糙度的增加气动性能退化程度加剧，这一现象在负攻角工况尤为显著。相较于积垢粗糙度大小，积垢粗糙结构宽度对气动性能退化的影响相对较小。相较于压比，总压损失对叶栅积垢更加敏感，当积垢造成总压损失最大增加145.75%时相应的压比仅降低3.07%。

关键词：压气机积垢不规则粗糙度积垢建模压气机叶栅气动性能

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积垢厚度非均匀性对压气机叶栅气动性能影响

航空动力学报 2024年

作者：涂盼盼高丽敏杨淞杨光魏沛羽西北工业大学国家卓越工程师学院西北工业大学动力与能源学院

针对压气机叶片积垢典型厚度分布建立了均匀积垢厚、前缘积垢厚和尾缘积垢厚三种分布形式，并以某扩压叶栅为研究对象，采用数值模拟手段研究了不同分布形式及大小的积垢对压气机叶栅气动性能退化程度影响。结果表明，均匀积垢厚对于评... 详细信息

针对压气机叶片积垢典型厚度分布建立了均匀积垢厚、前缘积垢厚和尾缘积垢厚三种分布形式，并以某扩压叶栅为研究对象，采用数值模拟手段研究了不同分布形式及大小的积垢对压气机叶栅气动性能退化程度影响。结果表明，均匀积垢厚对于评估真实压气机叶片积垢非均匀厚度分布所带来的气动性能退化程度存在局限性，且三种厚度分布形式的结果均表明负攻角工况下气动性能退化程度更加明显。相较于尾缘积垢厚，前缘积垢厚对气动性能退化影响更加显著，当积垢最大厚度相同时，前缘积垢厚造成的损失比尾缘积垢厚增加了84.35%，压比降低了0.98%，进一步说明了压气机叶片积垢建模必须考虑其非均匀分布位置及大小，才能在气动性能退化的评估时得到更加可靠的结果。

关键词：压气机叶栅压气机积垢非均匀积垢气动性能

随机加工偏差下前缘超差对高亚声速叶栅性能一致性影响

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空气动力学学报 2024年第10期42卷 109-118页

作者：高丽敏杨光王浩浩但玥涂盼盼西北工业大学动力与能源学院西安710072 西北工业大学轻型涡轮动力全国重点实验室西安710072

针对叶片实际加工前缘易超差,但叶片其他区域满足加工容差的情况,本文构建了耦合前缘超差的叶型全弧长范围内带有随机轮廓加工偏差的数学模型,并通过基于稀疏网格的非嵌入混沌多项式方法,研究了加工偏差不确定性对高亚声速扩压叶栅气动... 详细信息

针对叶片实际加工前缘易超差,但叶片其他区域满足加工容差的情况,本文构建了耦合前缘超差的叶型全弧长范围内带有随机轮廓加工偏差的数学模型,并通过基于稀疏网格的非嵌入混沌多项式方法,研究了加工偏差不确定性对高亚声速扩压叶栅气动性能一致性的影响。结果显示,在设计攻角下,叶型损失系数和静压比的一致性最高;在较大正攻角下,叶型性能参数一致性最低。造成性能一致性低的原因为前缘超差导致叶型前缘边界层内流动损失的平均水平和波动程度增大。当以设计叶型损失系数为±5%作为衡量标准时,在设计攻角和较大正攻角下,叶型性能一致性概率分别为99%和79.4%,此时因叶片几何轮廓不符合容差而舍弃叶片会导致较高的误判率。

关键词：前缘加工误差不确定性量化一致性压气机叶栅

乡村地区农民政治参与的困境与出路——基于贵州省六枝特区H村的调查

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党政干部论坛 2016年第12期 30-33页

作者：谢俊红涂盼盼贵州财经大学

我同无论是从人数、面积，还是规模和受关注程度等，农村都是问题最为集中的地方，因此，研究乡村农民的政治参与是一个重要而现实的课题。本文以贵州省六枝特区H村为研究对象，通过问卷调查和访谈，分析乡村地区农民政治参与现状，剖... 详细信息

我同无论是从人数、面积，还是规模和受关注程度等，农村都是问题最为集中的地方，因此，研究乡村农民的政治参与是一个重要而现实的课题。本文以贵州省六枝特区H村为研究对象，通过问卷调查和访谈，分析乡村地区农民政治参与现状，剖析乡村农民政治参与过程中存在的典型问题，进而提出相应的改进建议，这对完善乡村地区农民政治参与、提高基层政府组织公信力具有重要的意义。

关键词：农民政治参与乡村地区六枝特区问卷调查贵州省困境与出路典型问题政府组织

生态毯不同上层承载材料对土壤水分及植物生长的影响

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中国水土保持科学 2024年第3期22卷 129-135页

作者：赵仲鹤涂盼盼陈欢邹炎宋慧平冯政君山西大学资源与环境工程研究所太原030006 山西大地生态环境技术研究院有限公司太原030032 山西清环能创环境科技有限公司太原030032 黄河流域资源增效减碳教育部工程研究中心太原030006 山西省黄河实验室太原030006

生态毯是一种使用便捷的边坡修复材料,但因承载材料的限制,实际应用中植被恢复效果差。为提高生态毯的性能,比较纤维纸、薄无纺布、厚无纺布、针织布4种不同上层承载材料对边坡植物生长状况、水分入渗率以及土壤含水率等指标的作用差异... 详细信息

生态毯是一种使用便捷的边坡修复材料,但因承载材料的限制,实际应用中植被恢复效果差。为提高生态毯的性能,比较纤维纸、薄无纺布、厚无纺布、针织布4种不同上层承载材料对边坡植物生长状况、水分入渗率以及土壤含水率等指标的作用差异。结果表明:种植30 d后,植物生长指标表现为针织布组>薄无纺布组>纤维纸组>厚无纺布组;坡面水分入渗量表现为针织布组(0.52 L)>纤维纸组(0.47 L)>薄无纺布(0.44 L)>厚无纺布(0.41 L);24 h内土壤含水率降低率表现为厚无纺布组(12.7%)<薄无纺布组(16.2%)<针织布组(17.2%)<纤维纸组(28.4%)。针织布在水分入渗、减少蒸发方面表现良好,也不会阻碍植物出苗,植被恢复情况最佳,是一种较为理想的上层承载材料,可以替代传统的无纺布,改善生态毯的性能。

关键词：生态毯承载材料植被恢复土壤水分状况

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影响高速电主轴热学特性的有限元优化分析

制造技术与机床 2018年第11期 36-38,43页

作者：高帅何毅斌王彦伟胡高芮涂盼盼武汉工程大学机电工程学院湖北武汉430073

选择电主轴的油—水换热系统中的换热系数和冷却套厚度两个因素进行研究,建立了对应的热学分析的有限元模型,运用ANSYS Workbench有限元分析软件,分析研究了热稳态下电主轴的温度场分布,并确定了油—水换热系统换热系数及其冷却套厚度... 详细信息

选择电主轴的油—水换热系统中的换热系数和冷却套厚度两个因素进行研究,建立了对应的热学分析的有限元模型,运用ANSYS Workbench有限元分析软件,分析研究了热稳态下电主轴的温度场分布,并确定了油—水换热系统换热系数及其冷却套厚度这两个因素对稳态时电主轴最高温度影响的灵敏度和优化方案。研究结果表明,油—水换热系统换热系数对电主轴整体的最高温度影响最大,冷却套厚度次之,并得出当其换热系数在[2 800,3 000]W/(m^2·K)时,冷却套的厚度最优选择在4～4. 5 mm,若换热系数在[3 000,3 200]W/(m^2·K)时,冷却套的厚度最优选择4～4. 5 mm,最后经过前后优化后,使得整体最高温度降低1. 8℃。

关键词：高速电主轴温度场冷却套厚度换热系数

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基于图像识别的齿轮尺寸测量研究

现代制造工程 2020年第3期 116-120,128页

作者：熊文豪何毅斌陈宇晨戴乔森涂盼盼武汉工程大学机电工程学院武汉430073

为解决传统工业测量中,齿轮参数尺寸测量方法过于繁琐的问题,利用数字图像处理技术对其进行检测,提出了一种基于圆投影分割的齿轮参数尺寸检测方法。该方法首先通过图像预处理得到细化的齿轮轮廓,使用改进随机采样算法找到齿轮中心;然... 详细信息

为解决传统工业测量中,齿轮参数尺寸测量方法过于繁琐的问题,利用数字图像处理技术对其进行检测,提出了一种基于圆投影分割的齿轮参数尺寸检测方法。该方法首先通过图像预处理得到细化的齿轮轮廓,使用改进随机采样算法找到齿轮中心;然后利用轮廓点和图像中心点连线与所建立的图像坐标系正向X轴所成角度和两点距离的映射关系,建立新的极坐标系,并对齿轮进行圆分割,记录新坐标系中峰值点个数和峰值点纵坐标,这2个参数分别对应齿轮齿数和齿顶圆半径;最后利用齿顶圆半径与齿数、模数之间的关系式,求出模数,从而求出齿轮其他尺寸。实验结果表明,用该方法检测齿轮参数尺寸,检测速度快、精确度高,具有较高的实用价值。

关键词：齿轮齿轮参数圆投影分割极坐标转换

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一种基于数学形态学的齿轮边缘检测方法研究

机电工程 2019年第8期36卷 839-841,850页

作者：涂盼盼何毅斌熊文豪胡高芮陈宇晨戴乔森刘湘武汉工程大学机电工程学院

针对传统的边缘检测算法在提取齿轮边缘过程中存在的抗噪性较差的问题,对图像边缘检测中算法的抗噪性、边缘检测连续性和细节保留能力进行了研究,在对数学形态学的边缘检测算法进行归纳的基础上,提出了一种基于数学形态学的齿轮边缘检... 详细信息

针对传统的边缘检测算法在提取齿轮边缘过程中存在的抗噪性较差的问题,对图像边缘检测中算法的抗噪性、边缘检测连续性和细节保留能力进行了研究,在对数学形态学的边缘检测算法进行归纳的基础上,提出了一种基于数学形态学的齿轮边缘检测方法。针对采集到的图片,利用最基本形态学操作组合,对齿轮锯齿边缘和内部圆环部分,分别使用了形态学填充和形态学连通域去噪,然后使用形态学边缘检测算子提取了边缘,最后将两部分边缘边缘相加,得到了最终齿轮边缘检测图;再对采集的齿轮图片加入了椒盐噪声,重复进行了边缘检测试验。研究结果表明:该算法能够检测出较好的齿轮边缘,在抗噪性、边缘检测连续性、细节信息保留等方面都有较大的提高。

关键词：齿轮边缘数学形态学形态学填充形态学连通域