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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
陶爱峰 刘亚伊 苏俊玮 秦淑芳 吴迪 徐啸
将一种能直接观测任意深度处的水质点运动轨迹的示踪装置引入到实验教学中,该装置操作简单方便,在实际实验教学应用中取得了良好的效果。通过受力分析证明了该装置对波浪水质点水平运动轨迹示踪的有效性,并用该装置对规则波和不规则波开展了示踪实验,将示踪粒子实测数据与经典微幅波理论进行分析对比,验证了示踪装置对波浪作用下水质点水平运动示踪的适用性。
关键词：
示踪装置 水质点 水平方向 实验教学
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王君 赵玺皓 孙卓辉 王增丽 崔冬
汽蚀对离心泵的性能和寿命影响极大，离心泵汽蚀实验是流体机械类课程的核心内容。该文研制了可视化离心泵汽蚀教学实验装置，采用有机玻璃透明泵盖和半开式叶轮设计加工了被测离心泵，利用频闪仪和高速摄像机实现了对离心泵旋转叶轮内汽蚀过程的全程清晰观测，并开发了实验监测系统。该实验装置能够完成离心泵汽蚀性能曲线测试，且能够拍摄到旋转叶轮内部汽蚀过程中气泡的产生、溃灭和冲击过流部件等现象，有助于更深入地分析汽蚀过程的内在机理，进一步提升教学效果。
关键词：
离心泵 汽蚀 可视化 实验装置 教学应用
[期刊] 上海水产大学学报
[作者]
苏永玲 余克志
对振荡浮子式波浪能转换装置进行初步设计,并通过数值计算对装置结构进行优化,找出影响装置性能的主要因素,确定出在中国南海工况下装置性能最优的参数。结果显示,在中国南海常波周期5-6 s附近,前港长Lfp和浮子长Lb对装置性能影响最大,是决定装置性能的主要因素;浮子吃水深度D和港内水深Dp是影响装置性能的次要因素,通过调整这两个参数,可在局部范围内改善装置性能;等深域水深H对装置性能几乎没有影响,建造装置选址时可不考虑这方面的因素。使装置性能最优的参数取值依次为:Lfp=4 m,Lb=3 m,D=2.5 m,Dp=4.3 m。
[期刊] 上海海洋大学学报
[作者]
段春明 朱永强
随着全球能源危机的加深,寻找替代传统能源的新能源成为能源发展的必由之路,针对此问题,设计了一种利用海洋波浪能发电的新型振荡水柱式发电装置。文章介绍了装置的基本组成及其结构设计,并对其工作原理和工作过程进行说明。结合海浪理论和计算原理、波浪发电系统的水动力匹配准则、波浪能转换效率理论、空气动力学等理论,分析和计算装置的能量及其转化效率。设装置在线性波浪的作用下,波浪周期为4 s,波浪高度为0.5 m,浮子边长为0.3 m,输风管道直径为0.05 m,通过理论计算,装置的整体理论效率为0.364,相比常见的波浪能发电装置,本装置具有更高的发电效率。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
查恩爽 李家琪 许力文 李珊 王玲 姜振蛟
针对岩体裂隙复杂多变和模型制作困难的问题,该文将3D打印技术引入实验教学中,构建裂隙渗流与传热可视化实验装置,在不同注入强度和温度条件下,监测、分析裂隙渗流场与温度场时空演化规律。依托于该实验装置,可以突破传统的物理模拟实验思维,以学生自主发现问题为出发点,分组完成裂隙模型设计与制作、实验过程观测与分析、成果汇总与报告,帮助学生全面理解不同裂隙结构条件下渗流场与温度场特征,锻炼学生理论联系实际的能力及创新思维。
关键词：
岩体裂隙 3D打印 物理模拟 实验教学
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
陶世林 阚长宾 胡俊卿 白文广 杨炎鑫 于晓聪
近水密度调堵球注入工艺受井筒工作液密度、流体流速和井斜角等因素的影响，导致密度窗口调整精度低，进而造成调堵球的井筒坐封困难以及调堵措施有效率低。根据现场工况，研制了近水密度调堵球智能封堵可视化模拟实验装置，可准确模拟近水密度调堵球不同工况下的封堵率。实验结果表明：近水密度调堵球运移携带液体的最佳流速为12.20～15.70L/min，单一密度调堵球封堵率较低，仅在水平井工况可实现60%～80%的封堵率；复合密度调堵球适用于不同井斜工况，炮眼封堵率可达到100%。该装置的模拟工况与现场施工工况符合度高，可为油田生产中注水、酸化等调堵措施的工艺参数设计提供指导。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
沈超 刘曙光 付小莉 钟桂辉 董博灵
采用MIKE21软件构建数值波浪水槽,其与物理波浪水槽相结合应用于港航专业的实验教学。实践证明,两种方式优势互补,为学生提供了更生动多元的实验平台,打破了时间空间壁垒,充分调动了学生创新探索的积极性和自主学习的热情,为培养港航专业卓越工程师人才起到了积极推动的作用。
关键词：
数值波浪水槽 实验教学 教学改革
[期刊] 上海海洋大学学报
[作者]
羊晓晟 曹守启 侯淑荣 张丽珍
针对目前出现的全球能源短缺危机,设计并研制了一种新型的运用海洋波浪能进行发电的振荡浮子式波浪能发电装置。简要介绍该装置的基本组成和确定转换装置的方案,完成转换装置的结构设计,并对装置的工作过程进行了说明。结合海浪理论与计算原理、海洋波浪能转换以及机械设计等知识并运用MATLAB软件编程计算装置的整机理论效率。假设装置在规则线性波浪的作用下,通过理论计算,该装置在波浪周期为5 s,波浪高度为1.5 m,浮子直径为0.2 m,长度为0.3 m的条件下,整机理论效率可达0.393。该装置具有很好的发电效率,并且装置的结构可靠性高,具有广阔的发展前景。
关键词：
波浪能 发电装置 振荡浮子 效率
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
尹邦堂 丁天宝 任美鹏 王志远 孙宝江 王立朝
气液两相流动过程中，气泡的形态变化时刻影响着流动的发展。为分析气泡在运移过程中的形态变化，该文研制了一套气泡运移特征可视化观测装置，包括管道模块、动力模块及数据采集模块。为了验证装置的可靠性，开展了不同液相黏度、不同液速及不同管道倾角下的气泡运移实验。实验结果表明，该装置操作简单，功能多样，可清晰观察并记录气泡在不同液相环境下的运移轨迹及状态，并得到气泡的速度变化，实验结果直观可靠。结果证明该装置可用于解决气泡运移特征复杂，影响因素多，难以获取直观数据的问题，对研究气液两相流动及气泡动力学领域的相关问题具有一定意义，可推广应用。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
杨永明 李霄 鞠杨
该文研发了基于3D打印的透射性光弹实验系统，将相移法应用于非连续物体内部应力场提取和求解。将基于3D打印的透射性光弹实验系统引入材料力学实验教学，建立了基于3D打印的非连续物体应力场可视化实验教学方法，强化了材料力学实验教学平台。通过开展非连续物体应力场可视化实验教学，使学生加深了对课本理论知识的理解，拓宽了知识面，提高了创新能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
邓梓龙 徐泽 张程宾
为提高工程流体力学课程的教学效果,基于SIMPLE算法并使用MATLAB图形用户界面(graphical user interface, GUI),开发出一款工程流体力学可视化教学软件。该软件包含顶盖驱动流、泊肃叶流、科特流这3种计算案例。学生可自定义物性参数、模型尺寸参数等进行虚拟实验,计算得到不同流动算例在不同工况下的速度分布云图。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
卢立果 吴汤婷
该文设计了基于Python语言的可视化TEQC(Python-basedvisualizationTEQC,PVTEQC)软件，用以辅助GNSS实验教学。实践结果表明，该软件只需导入观测数据和广播星历，并设定功能参数，即可自动实现GNSS数据的格式处理、信息提取、分割拼接、质量检核等基本功能，以及星历下载、地图显示、结果可视化等拓展功能。通过使用PVTEQC软件，能够较好地解决传统GNSS数据预处理步骤繁琐问题，大大调动了学生参与实验的积极性。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
吴梁玉 沈超群 陈俊 邓梓龙 刘向东
该文设计的微尺度多相流动与传质可视化实验教学平台,巧妙地结合了PIV技术和纹影技术,并将其应用于微尺度多相流动与传质实验教学,可以很好地实现对微尺度下流体界面附近的流体运动和浓度分布情况的直接观测,并以微尺度液滴蒸发过程和微尺度液滴液-液萃取传质过程为例,对平台性能进行了实验验证。实验结果表明,微尺度多相流动与传质可视化实验教学平台操作简单,实验结果直观准确,既能用示踪粒子的运动来显示肉眼不可见的流体运动,也能通过直观的明暗条纹信息来展示流体内部浓度的分布情况,该教学平台完全能够满足微尺度多相流动与传质实验教学的需求。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王珺珺 马骁 吴琦
根据电磁兼容相关课程特点，针对电磁兼容教学过程中缺乏能够完整且具象演示电磁耦合路径实验教学系统问题，从电磁兼容基本理论出发，参考微带线的耦合和辐射理论，设计并制作了一套电磁耦合路径可视化实验教学系统，实现了场-场、场-路、路-场、路-路等电磁耦合路径的可视化。该实验教学系统结构简单，不需要外部干扰源，能够利用简单的实验仪器一次性实现四种耦合路径的可视化展示，展示的耦合效应明显、直观，有助于加深学生对电磁兼容“三要素”中耦合通道这一要素的理解，并为后续相关课程教学奠定基础。
关键词：
电磁兼容 四种耦合路径 实验教学
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
吴凡
泄漏事故中易燃易爆气体在大气环境中的扩散难以通过实验进行较为真实的还原，给这类事故的实验教学带来一定困难。为解决这一问题，该文对五种稳定度等级下的大气环境开展了的虚拟仿真，并利用实验数据验证了仿真系统的可靠性。在此基础上，开展了不同工况的虚拟泄漏实验，实现了对气体泄漏过程的可视化展示。与此同时，将高斯烟羽模型的预测结果与仿真结果进行了对比，以可视化方式说明了参数不同取值对模型预测精度的影响。
关键词：
大气环境 气体扩散 虚拟实验 可视化教学
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