简介:目的:寻找以轴力为主要传递荷载方式的单层网壳结构的多种合理形态,改善结构的受力性能,为建筑设计提供多种合理的结构形状方案。创新点:1.建立控制单元组长度的移形方程,并在移形方程的基础上推导基于联动机构势能最小化的结构形态创构方法。2.将分组方式应用于网壳结构形态创构,并通过改变分组形式获得不同的合理结构形状;临时单元与临时力的引入拓展了方法的适用范围,也为形态创构提供了新的途径。方法:1.将机构的单元进行分组,以单元组总长度不变作为条件建立机构移形方程;根据机构势能下降最快的方向调整机构形状,使机构逐步达到势能最低。2.在同一初始模型中,通过改变临时单元、临时力以及单元组的设置来获得多种合理结构形状;通过多个数值算例说明该方法的特性。3.对该方法所生成的结构进行受力性能分析,验证所提方法的可行性和有效性。结论:提出了一种适用于网壳结构的形态创构方法。该方法简单、灵活,可以通过调整临时单元、临时力以及单元组的设置,得出多种以轴力为主要传递荷载方式的合理结构形状。可以为设计者在建筑方案设计阶段提供多种结构形状方案。
简介:目的:喷雾气液吸收化学反应广泛存在于能源、化学和环境工程中。比如在能源环境领域,湿法烟气脱硫(WFGD)中的碱性喷雾吸收脱除气体污染物,乙醇胺(MEA)吸收脱除CO_2酸性气体。对这类反应的表征,有利于控制和改善污染物脱除效率。本文尝试利用气液吸收沉淀反应过程中液滴折射率的变化来原位表征反应进程。创新点:1.基于彩虹折射法,首次对气液吸收沉淀反应的原位表征进行探究;2.通过若干实验和详细的传热计算分析,成功验证了其可行性和有效性。方法:1.通过与Abbe折射仪对比,确定全场彩虹测量的准确性(图3和公式(5));2.搭建全局彩虹技术(GRT)测量系统进行喷雾测量实验(图2),并记录反应过程中的彩虹图像和离线采样液滴用于显微分析(图4和5);3.对涉及到的气液吸收沉淀反应进行传热计算和分析(公式(7)~(13))。结论:1.初步表明了利用溶液折射率表征Ca(OH)_2质量分数的可行性。2.实验结果表明GRT的测量结果精确;反应后液滴折射率减少并趋向于水,反应进程可体现在彩虹角(即折射率)的变化上。3.不同浓度Ba(OH)_2吸收CO_2的反应进一步证明了该方法原位表征气液吸收沉淀反应的可行性。4.反应的传热计算和分析表明反应热所造成的温度升高可以忽略,验证了该方法的有效性。
简介:针对高功率微波引导磁场的实际情况,根据线性规划算法,设计了一种新颖的分段式高均匀度螺线管。这种螺线管设计以电流密度为变量,以磁场均匀度为约束条件,以磁体总体积为目标函数,利用MATLAB计算可行域内的电流密度值,将可行域的最大值作为线圈电流存在的区域,通过复杂形状的骨架加工及线缆缠绕而制成。通过分析比较常规螺线管和新设计螺线管的电学参数和磁场位形分布,认为在中心磁场强度大小相等和其他因素相同的条件下,新设计的螺线管磁场轴向不均匀度从9.8%降低至0.68%,这种利用线性规划算法设计的分段式螺线管磁体通过改进绕线工艺和机械结构可以实现高均匀度,并具有很强的推广性。
简介:为了正确灵活应用一元等熵恒定气流理论及相关公式,创新性地解决航天、航空、节能环保等领域中的现实问题,对连续方程、运动方程、状态方程、能量守恒方程和动量守恒方程等主要特征方程进行了追溯和梳理,介绍了这些方程的来历、适用条件及有关参数的单位,可为同行借鉴。
简介:为研究球面波在介质中的演化规律,分析了0.125gTNT、直径为5mm的炸药球填实爆炸加载下花岗岩中球面波传播的时域特征,结合实验结果与黏弹性球面波传播理论,提出了一种球面波粒子速度的频域分析方法。结果表明,花岗岩中粒子速度峰值和比例粒子位移峰值在靠近爆心的区域衰减慢、远离爆心的区域衰减快;在高频下,花岗岩中频率衰减因子α(ω)和波数k(ω)均与圆频率ω近似成线性关系,由不同相邻位置实测的粒子速度信息得到的α(ω)和k(ω)各不相同;在半径约为30mm(比距离约为60m·kt^-1/3)处,粒子速度峰值的衰减规律出现由慢变快的转折。同时,基于对α(ω)和k(ω)的线性近似,对粒子速度波形进行了反演。与传统的局部理想弹性假设方法相比,本文方法可以提高粒子速度峰值的预测精度,但对波传播演化过程中波形形状的预测精度不高。