正方形管束结构流致振动数值研究

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作者 孙军帅 孙汝雷 +2 位作者 乔鹏瑞 谭思超 田瑞峰 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第5期1044-1054,共11页

核电站蒸汽发生器管束结构在长期流体冲刷作用下容易发生破损失效,威胁反应堆系统的安全运行。为了研究管束结构流致振动行为,准确预测发生流体弹性失稳的临界流速,明确各流致振动机理转换机制,进而为蒸汽发生器管束结构的设计优化工作... 核电站蒸汽发生器管束结构在长期流体冲刷作用下容易发生破损失效,威胁反应堆系统的安全运行。为了研究管束结构流致振动行为,准确预测发生流体弹性失稳的临界流速,明确各流致振动机理转换机制,进而为蒸汽发生器管束结构的设计优化工作提供数据支撑。本文以正方形管束结构为研究对象,基于大涡模拟方法,采用自定义函数二次开发的方式,结合局部动网格变形技术,建立了管束结构流固耦合计算模型。基于建立的精细化管束结构流固耦合计算模型,对仅中心管为弹性管的正方形管束结构开展流致振动计算,并与实验结果进行对比,计算得到的流向和横向振幅以及临界流速与实验值吻合较好。结合振动频谱响应、振动振幅和最大Lyapunov指数,对流向和横向振动的流致振动主导机理以及机理转变机制进行了分析研究。结果表明:建立的流固耦合计算模型可以准确预测正方形管束结构发生流弹失稳的临界流速以及流致振动行为,对各主导机理进行较好分辨。 展开更多

关键词 管束结构 精细化建模 流固耦合 流弹失稳 临界流速 最大LYAPUNOV指数

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施氮量对冬小麦氮素分配利用和茎秆维管束结构的影响

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作者 卢素豪 吕天宇 +7 位作者 韩潇杰 田培培 李双静 王晨阳 马冬云 康国章 马耕 王丽芳 《麦类作物学报》 北大核心 2025年第8期1049-1060,共12页

为探究适宜施氮量对冬小麦产量和氮素利用效率协同提高的作用机制,以强筋小麦品种丰德存麦5号为试验材料,设置施氮量0 kg·hm^(-2)(N0)、180 kg·hm^(-2)(N180)和300 kg·hm^(-2)(N300)3个处理,分析了施氮量对冬小麦茎秆节... 为探究适宜施氮量对冬小麦产量和氮素利用效率协同提高的作用机制,以强筋小麦品种丰德存麦5号为试验材料,设置施氮量0 kg·hm^(-2)(N0)、180 kg·hm^(-2)(N180)和300 kg·hm^(-2)(N300)3个处理,分析了施氮量对冬小麦茎秆节间形态特征、节间维管束结构、干物质和氮素积累转运及产量和氮利用效率的影响。结果表明,施氮增加了小麦茎秆节间直径、大维管束数目(NBV)(倒三节间除外)、大维管束平均面积(MABV)、大维管束总面积(TABV)、小维管束数目(NSV)、小维管束平均面积(MASV)和小维管束总面积(TASV)。与N0处理相比,N180和N300处理下节间直径增幅分别为14.80%~29.95%和10.80%~29.41%,NBV增幅分别为3.35%~28.39%和1.05%~17.91%,NSV增幅分别为17.32%~41.69%和13.25%~33.31%,MABV增幅分别为4.49%~20.10%和3.75%~9.91%,TABV增幅分别为8.19%~48.87%和5.10%~27.58%,MASV增幅分别为1.94%~20.47%和0.49%~15.53%,TASV增幅分别为41.50%~59.79%和19.76%~50.67%。施氮提高了开花期营养器官干物质和氮素积累量,显著增加了花前干物质转运量、花后干物质积累量、花前氮素转运量及其对籽粒氮素的贡献率,且均以N180处理最高。与N0处理相比,N180和N300处理的产量分别提高271.95%和215.81%,穗数分别增加195.29%和147.38%,穗粒数分别增加40.87%和34.42%。与N300处理相比,N180处理的氮素利用效率、氮素吸收效率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力均增加。综合来看,本试验条件下,施氮量180 kg·hm^(-2)有利于冬小麦节间增粗和维管束发育,可促进花前干物质和氮素在花后向籽粒的转运,从而实现产量和氮素利用效率协同提高。 展开更多

关键词 施氮量 冬小麦 茎秆维管束结构 产量 氮素利用效率

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氮肥对超级杂交稻穗颈节间维管束结构的影响 被引量：5

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作者 王留行 彭廷 +6 位作者 熊加豹 王海彬 刘晔 张静 王代长 滕永忠 赵全志 《河南农业科学》 北大核心 2019年第9期14-22,共9页

在大田栽培条件下,以代表性超级杂交稻品种为材料,研究不同施氮量[0(N0)、150(N10)、210(N14)、300(N20)、390(N26)、450(N30)kg/hm^2]条件下灌浆期超级杂交稻穗颈节间维管束结构的变化,并分析其与产量及其构成因素的关系,为超级杂交稻... 在大田栽培条件下,以代表性超级杂交稻品种为材料,研究不同施氮量[0(N0)、150(N10)、210(N14)、300(N20)、390(N26)、450(N30)kg/hm^2]条件下灌浆期超级杂交稻穗颈节间维管束结构的变化,并分析其与产量及其构成因素的关系,为超级杂交稻增产的生理机制研究提供理论依据。结果表明,施用氮肥可以改变超级杂交稻穗颈节间维管束结构;随施氮量的增加,各品种大维管束和小维管束数目、面积、总面积总体上均表现为先增加后减小的变化趋势,且总体在施氮量为210 kg/hm^2下维管束结构最优;超级杂交稻穗颈节间大维管束和小维管束数目、面积、总面积均与有效穗数(大维管束和小维管束数目除外)、千粒质量呈显著或极显著负相关,而与穗粒数、结实率(小维管束数目、面积除外)、产量(小维管束面积除外)均呈显著或极显著正相关。综上,合理施氮肥通过改变大、小维管束结构影响“流”的运转能力,可能主要体现在提高超级杂交稻穗粒数、结实率方面,进而增加产量,总体以施氮量210 kg/hm^2最优。 展开更多

关键词 施氮量 超级杂交稻 穗颈节间 维管束结构 产量

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正三角形排列管束结构流弹失稳流体力模型数值研究 被引量：3

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作者 刘建 张毅雄 +3 位作者 冯志鹏 叶献辉 陈果 齐欢欢 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2020年第5期499-508,共10页

研究了流弹失稳流体力模型.选取阻尼机理控制下的流弹稳定性问题为研究对象,在多种入口流速下对正三角形排列管束结构中单管可动情况的流致振动过程进行了模拟.用管子速度和位移的多项式函数作为流体力模型,结合流体力和管子位移数值模... 研究了流弹失稳流体力模型.选取阻尼机理控制下的流弹稳定性问题为研究对象,在多种入口流速下对正三角形排列管束结构中单管可动情况的流致振动过程进行了模拟.用管子速度和位移的多项式函数作为流体力模型,结合流体力和管子位移数值模拟结果,计算了流体力系数.对不同流速工况下的流体力系数与流速之间的关系进行拟合,将流速的影响引入到流体力模型中.最终得到了与管子速度、位移以及入口流速相关的流体力模型.用建立起的流体力模型对管束结构流弹失稳临界流速进行了预测,结果较好.这种以管束结构流致振动数值仿真为基础,结合给定的函数形式建立起的流体力模型,能反映管束结构和流体相互作用过程中的主要特征,该模型对流弹失稳临界流速有一定的预测能力. 展开更多

关键词 管束结构 流致振动 计算流体力学 流体力模型 流弹失稳

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不同入射波对管束结构受力特性的影响 被引量：1

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作者 张志豪 涂佳黄 +2 位作者 黄林茜 吕海宇 邓旭辉 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期468-480,共13页

基于DualSPHyscis开源程序,对波浪数值水池以及波浪与结构相互作用进行模拟,通过对造波板施加预定义函数来实现Stokes二阶规则波的产生,同时在下游边界附近处设置粘性消波区来实现消波功能。通过对波浪数值水池自由液面高度和测量点速... 基于DualSPHyscis开源程序,对波浪数值水池以及波浪与结构相互作用进行模拟,通过对造波板施加预定义函数来实现Stokes二阶规则波的产生,同时在下游边界附近处设置粘性消波区来实现消波功能。通过对波浪数值水池自由液面高度和测量点速度值与Stokes二阶理论值的对比,验证SPH方法对波浪数值模型求解的可靠性。另外,为了验证该方法能正确求解波浪与结构的相互作用,将SPH模型求解结果与实验结果、理论结果进行对比,吻合度较高。最后,对波浪与三圆柱管束结构相互作用60组工况进行模拟,探究不同旋转角度下三圆柱管束所受波浪力的变化特性,分析不同波参数对结构受力特性的影响,并引入单圆柱体结果作为对比分析。当旋转角度为90°时,三圆柱管束结构所受的波浪力最大;旋转角度为180°时,三圆柱管束结构的受力最小。 展开更多

关键词 SPH方法 三维波浪 管束结构 冲刷作用 最大波浪力

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基于竹子生物特征的维管束结构塔筒力学特性研究 被引量：1

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作者 郑玉明 何正文 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2023年第3期49-54,共6页

竹子具备较强的生存能力,这与其自身独特的生物特征紧密相关.从宏观角度对竹子结构进行研究可以发现,沿竹身非均匀分布的竹节是竹子最为显著的结构特征,竹节可提高竹材轴向和径向的抗压能力.进一步从微观角度对竹节维管束结构进行研究... 竹子具备较强的生存能力,这与其自身独特的生物特征紧密相关.从宏观角度对竹子结构进行研究可以发现,沿竹身非均匀分布的竹节是竹子最为显著的结构特征,竹节可提高竹材轴向和径向的抗压能力.进一步从微观角度对竹节维管束结构进行研究可以发现,竹节维管束是竹节的主要承载结构.考虑到竹子和风力机塔筒的相似性,将竹节维管束生物特征应用至风力机塔筒结构设计中,进行仿竹节维管束塔筒设计,并在极端工况下对仿竹节维管束塔筒和原塔筒进行静力学对比分析.结果表明,仿竹节维管束塔筒相比原塔筒最大响应应力减少了22.12%,最大响应位移减少了9.02%,仿竹节维管束结构使仿竹节维管束塔筒的强度和刚度得到了提升.研究结果可为竹节微观生物结构在实际工程应用方面提供理论依据. 展开更多

关键词 竹节 仿竹节维管束结构 风力机塔筒

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管壳式换热器管束的支承结构 被引量：3

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作者 江楠 许海峰 江飞飞 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期204-207,共4页

介绍了管壳式换热器几种管束支承结构的研究进展,并着重介绍了一种新型的管子自支承结构.

关键词 管壳式换热器 管束支承结构 管子自支承

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基于流管模型的流动扰动数值表征及流弹失稳预测

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作者 冯志鹏 齐欢欢 蔡逢春 《计算力学学报》 北大核心 2025年第2期322-328,共7页

为了提升流管模型的预测能力和适用范围,获得能定量表征其众多流动扰动参数的通用方法,通过理论推导建立经典流管模型的动力学方程,基于二维流固耦合模拟发展流动扰动参数辨识方法,研究流管的面积分布、速度分布、压力分布(均包括稳态... 为了提升流管模型的预测能力和适用范围,获得能定量表征其众多流动扰动参数的通用方法,通过理论推导建立经典流管模型的动力学方程,基于二维流固耦合模拟发展流动扰动参数辨识方法,研究流管的面积分布、速度分布、压力分布(均包括稳态项、相位差、扰动项)规律,然后以相位差函数为例,将其数学表达式作为流管模型的基本输入参数进行集成,预测管束结构的流弹失稳行为。结果表明,本文方法成功获得了众多流动扰动参数与曲线坐标及时间的关系,流动扰动参数的稳态项与曲线坐标的函数为正弦形式,相位差与曲线坐标的函数关系为线性形式;预测的临界流速与实验值吻合良好,证明了结合流动扰动数值表征和流管模型基本假设预测流弹失稳的可行性,为流弹失稳预测模型的开发提供了可行途径。 展开更多

关键词 流致振动 流弹失稳 流管模型 流动扰动 管束结构

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薇甘菊(Mikania micrantha)非同化器官光合特征及其生态学意义 被引量：13

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作者 王文杰 张衷华 +3 位作者 祖元刚 贺海升 关宇 李文馨 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期28-36,共9页

薇甘菊因为其在新生境的强入侵能力而臭名昭著,有关其入侵的光合生理原因主要集中在叶片光合速率研究,而对非同化器官光合特性少见报道。以叶片为对照,对非同化器官花、果、茎、根的光合电子传递速率、PSII光化效率以及不同器官光合碳... 薇甘菊因为其在新生境的强入侵能力而臭名昭著,有关其入侵的光合生理原因主要集中在叶片光合速率研究,而对非同化器官光合特性少见报道。以叶片为对照,对非同化器官花、果、茎、根的光合电子传递速率、PSII光化效率以及不同器官光合碳固定对群落碳平衡的影响进行了研究,发现尽管非同化器官光合电子传导速率均低于叶片,但是其色素利用效率(叶绿素和类胡萝卜素)显著高于叶片。在生殖生长季节,叶片光合能力明显下降的时期内,非同化器官的光合碳固定对薇甘菊生长起到积极作用。把不同器官的光合碳固定量尺度放大到群体水平发现,基于使用红外线CO2分析法和叶绿素荧光方法计算结果表明,单位土地面积上分布的薇甘菊非同化器官(生殖器官、茎和根等)分别占群体总光合能力的19%和49%,说明非同化器官光合在薇甘菊生长和入侵中可能具有的重要作用。尽管薇甘菊叶片为典型C3植物特征,结果发现了茎以及主叶脉内存在类似C4途径的、具有丰富叶绿体的维管束鞘结构。C4途径的光合效率远比C3植物高可能是薇甘菊非同化器官光合叶绿素效率高于叶片的一个原因,尚需要更多的直接生化证据支持。 展开更多

关键词 薇甘菊 非同化器官 光合碳固定 光合电子传导速率 PSII光化效率 饱和光合速率 维管束鞘结构

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华南超大穗型水稻种质DS23“源-库-流”特征及其超高产潜力研究

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作者 汪家凯 陈文丰 +5 位作者 彭菁菁 刘彦卓 梁开明 李晨 毛兴学 潘俊峰 《广东农业科学》 CAS 2023年第12期150-159,共10页

【目的】研究超大穗型水稻新品系DS23在早季的产量表现和“源-库-流”特征,探明DS23“源-库-流”特征及其超高产潜力挖掘方向,为华南早稻高产育种与栽培提供理论依据。【方法】以超大穗型新品系DS23为供试材料,以中大穗型品种粤禾丝苗... 【目的】研究超大穗型水稻新品系DS23在早季的产量表现和“源-库-流”特征,探明DS23“源-库-流”特征及其超高产潜力挖掘方向,为华南早稻高产育种与栽培提供理论依据。【方法】以超大穗型新品系DS23为供试材料,以中大穗型品种粤禾丝苗为对照,在大田条件下开展研究。试验测定并比较了不同穗型水稻的叶面积指数、SPAD值、茎鞘非结构性碳水化合物(Non structural carbohydrate,NSC)积累与转运特征、穗茎节间解剖特征、产量及其构成因子等性状。【结果】DS23每穗总粒数、粒重、库容量和产量分别比粤禾丝苗增加37.3%、4.0%、33.7%和15.9%,有效穗数和结实率比粤禾丝苗显著降低6.8%和15.1%。两品种间抽穗期叶面积指数和剑叶SPAD值无显著差异。与粤禾丝苗相比,DS23抽穗期茎鞘NSC积累量与茎鞘NSC对籽粒的表观贡献率分别显著降低15.3%和19.8%,茎鞘NSC表观转运率显著提高10.3%,大维管束数量显著增加17.3%,两品种穗茎大小维管束面积无显著差异;DS23粒叶比无显著变化,糖花比显著降低34.2%,维管束负荷量指标增加20.4%~60.2%。【结论】超大穗型水稻DS23在早季种植库容量大、穗颈节间转运组织发达、后期物质转化能力强,高产与增产潜力大,提高结实率是挖掘其超高产潜力的主要方向,研究结果可为超大穗型早稻品种选育与高产栽培技术研发提供理论依据。 展开更多

关键词 早稻 大穗 “源-库-流”特征 非结构性碳水化合物 糖花比 维管束结构

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基于弯曲挺度法的缠绕用薄竹篾柔性表征 被引量：8

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作者 魏鑫 陈复明 王戈 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期48-53,共6页

利用竹材的高柔性制造的竹缠绕复合材料是竹材创新利用的革命性产品。深入研究竹材柔性表征方法、评价指标和内在机理可为定向仿生制备高性能竹缠绕复合材料和优化竹缠绕管道工艺提供理论指导。探索弯曲挺度法表征缠绕用薄竹篾柔性的适... 利用竹材的高柔性制造的竹缠绕复合材料是竹材创新利用的革命性产品。深入研究竹材柔性表征方法、评价指标和内在机理可为定向仿生制备高性能竹缠绕复合材料和优化竹缠绕管道工艺提供理论指导。探索弯曲挺度法表征缠绕用薄竹篾柔性的适用性,比较竹材维管束梯度结构和木材木射线组织微观结构差异对竹、木材柔性的影响机制。结果表明:弯曲挺度法适用于缠绕用薄竹篾的柔性表征,该法可快速、准确地获得不同竹篾薄层的柔度。适宜的测试条件为:跨厚比不小于100,加载角速率为600~1800(°)/min。竹材柔性具有梯度性:从竹黄到竹青,随着纤维比量增加,竹篾(50 mm×5 mm×1 mm)柔度从2.92×10-3 mN-1·m-1降低至1.07×10-3 mN-1·m-1,竹材柔性降低。利用混合定律获得竹材维管束和薄壁细胞的弯曲模量和柔度(厚1 mm)理论值分别为0.365 GPa、28.82 GPa和3.284×10-2 mN-1·m-1、0.42×10-3 mN-1·m-1。在相同含水率、尺寸和密度下,竹、木材比柔度排序为竹黄侧>竹青侧>木材,木材柔性低是横向木射线组织限制其柔性变形所引起的。 展开更多

关键词 弯曲挺度法 竹材柔性 维管束梯度结构 竹缠绕复合材料 木射线组织

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竹材多尺度下强韧性及水热影响研究进展 被引量：4

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作者 陈复明 何钰源 +3 位作者 魏鑫 韩善宇 季加贵 王戈 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期10-18,共9页

高强韧性是竹材最重要的材性特征和加工利用优势之一,这种强韧性与竹材独特的多尺度结构有着密切关系。作为天然生物质复合材料,水分与温度的变化对其强韧性有着直接影响:含水率增加,有利于提升竹材抵抗塑性变形的能力;温度升高,则使其... 高强韧性是竹材最重要的材性特征和加工利用优势之一,这种强韧性与竹材独特的多尺度结构有着密切关系。作为天然生物质复合材料,水分与温度的变化对其强韧性有着直接影响:含水率增加,有利于提升竹材抵抗塑性变形的能力;温度升高,则使其材性变脆;在水-热协同效应下,具有维管束梯度结构的竹材通过微纳结构和化学组分的变化影响强韧性。笔者着重从材料学角度分析了竹材的增韧机制,介绍了竹材的多尺度结构,综述了竹材如何在不同尺度下通过梯度结构、细胞协同变形、多细胞壁层结构和分子链滑移体现增韧机制。水分主要增大竹材细胞变形和分子链滑移空间,从而使竹材在相同外力作用下能发生更大的位移,增加韧性。分析了湿热处理时,竹材纤维素、木质素和半纤维素的位置、构象及其比例可能在较低温度下发生变化,进而调控其强韧性能的变化。在此基础上,按照传统竹制品和现代竹材加工工艺,列举了竹材强韧性的典型应用案例和强韧性新材料发展方向。最后,提出了竹材在湿热作用下强韧性机理可进一步研究的方向。 展开更多

关键词 竹材 强韧性 水热协同效应 多尺度结构 维管束梯度结构

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