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非定常自由面流动模拟的反扩散VOF算法研究

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船舶力学 2024年第5期28卷 663-675页

作者：李晓东吴乘胜王星王建春张亚英中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 中船重工奥蓝托无锡软件技术有限公司江苏无锡214082

VOF(Volume of Fluid)方法由于其良好的守恒性和网格适应性,且具有计算资源需求相对较小等优点,成为船舶水动力学领域自由面流动CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟的主流方法。但原始的VOF方法存在较为严重的界面扩散问题,导致模... 详细信息

VOF(Volume of Fluid)方法由于其良好的守恒性和网格适应性,且具有计算资源需求相对较小等优点,成为船舶水动力学领域自由面流动CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟的主流方法。但原始的VOF方法存在较为严重的界面扩散问题,导致模拟的界面厚度过大、空间分辨率不够,进而影响流场相关变量的计算精度,这一问题在非定常自由面流动模拟中尤为明显。本文针对上述问题,通过在VOF控制方程中引入人工对流项以达到抑制界面扩散、压缩界面厚度的目的,并采用隐式离散人工对流项的方式提高计算稳定性,形成了反扩散VOF算法。经Zalesak和剪切场等经典算例在不同数量网格下的测试验证,表明反扩散VOF算法能够大幅压缩界面厚度,同时明显减小质量误差。随后的三维无障碍溃坝算例和破舱进水算例,进一步证明了反扩散VOF算法在实际非定常流动模拟中能够更好地捕捉自由面并提高计算精度。

关键词：自由面 VOF方法人工对流项反扩散

双层Si_(3)N_(4)/SiO_(2)隧穿结操纵的可重构光学伤害感受器

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光学学报 2024年第11期44卷 244-250页

作者：杨成东刘逸龙苏琳琳李欣蔚徐丽华无锡学院江苏省集成电路可靠性技术及检测系统工程研究中心江苏无锡214105

合理设计材料性能和器件结构,提出一种易于制造、低能耗、可重构的光学伤害感受器,它能够进行阈值触发的自适应双模跳跃,类似于阈值触发的光照疼痛警报。利用双层Si_(3)N_(4)/SiO_(2)隧穿结,基于Si_(3)N_(4)电介质的隧穿模式转变实现高... 详细信息

合理设计材料性能和器件结构,提出一种易于制造、低能耗、可重构的光学伤害感受器,它能够进行阈值触发的自适应双模跳跃,类似于阈值触发的光照疼痛警报。利用双层Si_(3)N_(4)/SiO_(2)隧穿结,基于Si_(3)N_(4)电介质的隧穿模式转变实现高强度和重复训练触发的模式跳变。当输出电流小于阈值时,该器件能够以较低的能量损耗密度(33.5 fJ/μm^(2))来表达一些常见的突触功能。因此,所提隧穿结的光学伤害感受器不仅能够为构建光照疼痛警报系统提供有用信息,而且能为阈值相关的新应用开辟新途径。

关键词：光电子学神经形态器件光学伤害感受器 Si_(3)N_(4)/SiO_(2)隧穿结隧穿模式阈值跳变

气液两相条件下叶片开孔对电潜泵性能和内部流场的影响

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排灌机械工程学报 2024年第6期42卷 548-555页

作者：王通王健施卫东韩勇周岭中海油田服务股份有限公司天津300459 江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013 潍柴动力股份有限公司山东潍坊261000 南通大学机械工程学院江苏南通226019

为了研究电潜泵内部流动机理,从而改善高含气工况下电潜泵的气液混输性能,文中基于欧拉-欧拉非均相流模型,对不同入口含气率工况下叶片开孔前后的气液两相流动特性进行了数值模拟分析,探究了气液两相流条件下叶片开孔对电潜泵性能和内... 详细信息

为了研究电潜泵内部流动机理,从而改善高含气工况下电潜泵的气液混输性能,文中基于欧拉-欧拉非均相流模型,对不同入口含气率工况下叶片开孔前后的气液两相流动特性进行了数值模拟分析,探究了气液两相流条件下叶片开孔对电潜泵性能和内部流场的影响.结果表明,在纯水工况以及低含气率、小流量工况下,叶片开孔会降低电潜泵性能;但是叶片开孔可以改善电潜泵在大流量下的气液混输性能.叶片开孔后会改变叶轮内部压力分布,使电潜泵叶轮内部平均压力升高,进而改善叶轮内部流态.叶片开孔后会冲散气相聚集,使气体分布更加均匀,叶轮流道内涡核分布明显减少,减少了能量耗散.该研究为改善电潜泵气液混输性能提供了理论依据.

关键词：电潜泵叶片开孔气液两相流数值模拟涡核分布

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构建油田企业消防安全治理体系实践研究

消防界（电子版） 2024年第2期10卷 1-3页

作者：毛振宁中石化西北油田分公司油田治安消防中心

作为我国重要的能源产业,油田企业在采油、生产、运输、储存等各个环节之中都面临着较大的安全隐患,亟须全面落实消防安全管理工作,在保障生产效率的基础上,有效保护人员生命安全。本文对油田企业面临的各方面安全风险因素进行分析,并... 详细信息

作为我国重要的能源产业,油田企业在采油、生产、运输、储存等各个环节之中都面临着较大的安全隐患,亟须全面落实消防安全管理工作,在保障生产效率的基础上,有效保护人员生命安全。本文对油田企业面临的各方面安全风险因素进行分析,并提出相应的策略与建议,旨在构建适合油田企业的消防安全管理体系。

关键词：油田企业消防安全治理管理体系实践

激光内送粉变姿态熔覆非水平熔池流场的数值模拟

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表面技术 2024年第9期53卷 190-199,208页

作者：陈海俊朱刚贤贺继宏王丽芳苏州大学机电工程学院江苏苏州215137 苏州大学工程训练中心江苏苏州215137

目的提高激光内送粉变姿态熔覆层成形质量,对变姿态熔覆时非水平熔池流场随基板倾斜角的演变规律进行研究。方法首先,利用FLUENT软件中离散相模型对喷嘴流场进行模拟,获取粉末频次的分布规律。其次,采用流体体积法耦合熔化/凝固模型对... 详细信息

目的提高激光内送粉变姿态熔覆层成形质量,对变姿态熔覆时非水平熔池流场随基板倾斜角的演变规律进行研究。方法首先,利用FLUENT软件中离散相模型对喷嘴流场进行模拟,获取粉末频次的分布规律。其次,采用流体体积法耦合熔化/凝固模型对熔池流场进行计算。通过施加质量源项引入同步送粉,施加能量源项模拟激光热输入,选取姿态角为30°、60°、90°进行计算,对熔池流场及熔覆层界面进行追踪分析。最后,基于激光内送粉熔覆工艺进行实验测定。结果粉斑内粉末量呈“中间均匀,两端密集”的分布规律。熔池流动为“双环流”分布特征,但流动方向受重力影响,产生偏转。取3种姿态角计算时间同为0.3 s时,熔池中心处流体的偏转角分别为2°、4°、6°,并且随着倾斜角的增大,熔覆层高度分别增加了0.28%、0.83%、1.45%,熔覆层宽度减小了1.19%、1.28%、1.73%,熔覆层顶点偏移量增大到48.08、86.54、105.76μm。最后结合实验测定,数值计算与实验结果一致。结论Marangoni应力使得激光内送粉熔覆熔池流体产生由中心向边界流动的“双环流”分布特征,非水平熔池流动方向受重力影响产生偏转。随着基板倾斜角增大,熔覆层截面高度增加、宽度降低、顶点偏移量增加。为提高不便摆平非水平基面的激光内送粉变姿态熔覆再制造成形质量提供了指导。

关键词：激光熔覆光内送粉变姿态熔池流场数值模拟

阿魏酸对全麦面团热机械特性及全麦馒头质构品质的改善作用

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食品科学 2024年第5期45卷 24-30页

作者：苏安祥杨琴李文裴斐马高兴马宁胡秋辉南京财经大学食品科学与工程学院江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心江苏省食用菌保鲜与深加工工程研究中心江苏南京210023

研究阿魏酸(feuric acid,FA)对全麦面团结构和热机械特性影响,探讨添加FA对全麦馒头的质构特性和气孔分布影响规律。通过将不同比例(0.5%、1.0%、1.5%)FA添加到全麦面粉中制成面团,并利用Mixolab混合试验仪测定FA对全麦面团中面筋蛋白... 详细信息

研究阿魏酸(feuric acid,FA)对全麦面团结构和热机械特性影响,探讨添加FA对全麦馒头的质构特性和气孔分布影响规律。通过将不同比例(0.5%、1.0%、1.5%)FA添加到全麦面粉中制成面团,并利用Mixolab混合试验仪测定FA对全麦面团中面筋蛋白的弱化程度、淀粉的糊化特性以及酶降解速率等特性。同时,通过扫描电子显微镜分析面团的微观结构,并通过研究全麦馒头的质构特性和气孔分布等指标评估全麦馒头的品质变化情况。结果表明,与对照组相比,添加FA显著缩短了全麦面团的形成时间与稳定时间(P<0.05),其中,0.5%FA全麦面团的形成时间和稳定时间较对照组分别缩短21.02%和42.41%,添加FA能够促进面筋蛋白连续、均匀网状结构的形成,显著提高全麦面团的持水能力,有效减缓贮藏期间全麦馒头芯中的水分损失,使全麦馒头比容提高20.26%,从而显著改善全麦馒头微观结构以及弹性、内聚性等质构特性。然而,高添加量的FA(1.0%~1.5%)会导致面筋网络结构的断裂,对全麦面团流变特性和质构品质产生负面影响。该研究为解决传统全麦馒头口感粗糙、质地干硬等关键问题提出了新的解决方案,并为改善全麦面团流变特性与全麦馒头的质构品质提供理论依据。

关键词：阿魏酸全麦面团热机械特性馒头质构特性

原位重熔对倾斜基体激光熔覆层形貌修正和组织演变影响的仿真和试验研究

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中国激光 2024年第16期51卷 67-77页

作者：郝敬宾刘鸿仁杨树刘逸阳刘昊杨海峰中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 江苏省矿山智能采掘装备协同创新中心江苏徐州221116

为了研究原位重熔对倾斜基体激光熔覆层形貌和组织的影响,首先使用有限元仿真软件对倾斜基体激光熔覆及其原位重熔过程进行数值模拟,分析基体倾斜角度对熔覆层形貌的影响,研究重熔作用下熔池速度场和温度场的分布情况以及多道熔覆层宏... 详细信息

为了研究原位重熔对倾斜基体激光熔覆层形貌和组织的影响,首先使用有限元仿真软件对倾斜基体激光熔覆及其原位重熔过程进行数值模拟,分析基体倾斜角度对熔覆层形貌的影响,研究重熔作用下熔池速度场和温度场的分布情况以及多道熔覆层宏观形貌的变化;然后进行倾斜基体熔覆层原位重熔试验,采用光学显微镜对重熔前后熔覆层的表面形貌进行分析,采用维氏硬度计、摩擦磨损试验机及三维轮廓仪等对重熔前后熔覆层的力学性能进行研究,进而研究原位重熔作用下熔覆层微观组织的变化。结果表明:熔覆层形貌主要受重力影响,当基体倾斜角度大于90°时,熔覆层溶质会发生滴落,极大地损伤熔覆层形貌;在熔覆道搭接区进行原位重熔对熔覆层平整度的提升作用最大,重熔后的表面不平整度由0.165降低到0.056;与重熔前相比,重熔后的表面粗糙度下降了69.5%,表面硬度提升了约70 HV,磨损率降低了76.3%;重熔后,熔覆层中上部的大量树枝晶转变为等轴晶,微观组织得到了明显细化。

关键词：激光技术原位重熔倾斜基体激光熔覆形貌微观组织数值模拟

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中国丘陵山区农业机械专利技术发展态势

排灌机械工程学报 2024年第9期42卷 965-972页

作者：潘颖孔宝红袁寿其朱兴业江苏大学图书馆江苏镇江212013 江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013

基于incoPat专利数据库,从专利视角对中国丘陵山区农业机械技术的成果产出、研发主题、创新主体、成果应用等现状开展分析.结果表明:中国丘陵山区农业机械专利技术在经过近30年的缓慢发展,于2015年进入快速增长期,近5年的年均申请量超70... 详细信息

基于incoPat专利数据库,从专利视角对中国丘陵山区农业机械技术的成果产出、研发主题、创新主体、成果应用等现状开展分析.结果表明:中国丘陵山区农业机械专利技术在经过近30年的缓慢发展,于2015年进入快速增长期,近5年的年均申请量超700件;相比于国外注重农机智能化和精细化研究,中国更侧重山区适用小型机械和园艺机械研究,近年来逐渐重视智能农机和微地形改造探索;高校是该领域的创新主体,其专利申请量占比32.43%;在研发模式方面,合作研发模式占比7.17%,其中企业参与的研发仅占1.10%;科研成果转化应用程度较低,专利转让率为4.78%,许可率为0.58%,质押率为0.54%.针对目前技术发展现状,从深化“政企校”创新模式、聚焦智能农机领域研发、“前+终”两端共同推动专利技术转化等3个方面提出建议.

关键词：农业机械丘陵山区专利分析发展态势技术热点

渤海湾盆地沧东深凹区沧探1井古近系孔二段重大突破与勘探意义

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中国石油勘探 2024年第2期29卷 16-29页

作者：周立宏陈长伟孙统宋舜尧董晓伟吴雪松杨朋王帅段润梅刘会纺李晓静郭秋霞中国石油大港油田公司

近期中国石油风险探井沧探1井在古近系孔店组孔二段试油获高产油气流,实现了渤海湾盆地沧东凹陷深层岩性油气藏勘探的重大突破。为评价沧东深凹区勘探前景,基于沧探1井钻探认识,系统梳理沧东深凹区有利成藏条件,指明下一步勘探方向。研... 详细信息

近期中国石油风险探井沧探1井在古近系孔店组孔二段试油获高产油气流,实现了渤海湾盆地沧东凹陷深层岩性油气藏勘探的重大突破。为评价沧东深凹区勘探前景,基于沧探1井钻探认识,系统梳理沧东深凹区有利成藏条件,指明下一步勘探方向。研究表明,孔二段沉积期深凹区为沧东断层控制的沉降中心,为半深湖—深湖相烃源岩发育提供可容纳空间,湖扩期烃源岩分布广泛,有机质类型以Ⅱ型为主,有机质丰度高,Ro平均为1.3%,处于成熟—高成熟演化阶段;深凹区位于湖盆边缘,盆山间发育完整的源—渠—汇系统,湖盆内形成多个扇三角洲规模储集体,具备形成大型岩性油气藏的条件;油气早生早排、持续充注,伴生的酸性流体与生烃增压作用促使粒间溶孔、粒内溶孔等次生孔隙发育,烃源岩成熟与储层发育时空匹配,深凹区内常规砂岩油藏与页岩油藏连续成藏。综合分析认为,沧东深凹区孔二段具有良好的勘探前景,盆缘发育的多个扇三角洲砂体具备近源成藏优势,可成为规模增储的重要接替领域。

关键词：渤海湾盆地沧东凹陷孔二段成藏条件勘探突破