找到4项技术成果数据。
找技术 >时空斑图与湍流的动力学行为及控制和同步
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
1、在螺旋波动力学的研究中,课题组发现了一批新的现象:螺旋波波头运动的新规律、一类新的分段螺旋波、2维螺旋波中存在易损区等;提出了同步和控制螺旋波的新方案:螺旋波反向同步方案和用螺旋外力消除系统螺旋波的控制方案;研究了复杂外力作用下的螺旋波动力学,对于全面了解动力学理论记忆双层系统中螺旋波同步有非常重要的作用;研究了不一致双层系统中的螺旋波动力学,研究结果可以用来解释肠胃节律的失常。2、在湍流动力学及光在大气湍流中传输的研究中,(1)通过构造非高斯相位屏和数值模拟,研究了对数泊松型非高斯随机相位屏及对象质的影响;(2)对存在阵发性的时变湍流随机模型进行了深入的研究,给出了Lévy型随机相位屏以及单屏的点扩展函数,得到随机源是具有“阵发性”的随机过程的结论。(3)对传统湍流壳模型的动力学行为的进一步研究,得到了一批新的结果。3、在非线性系统的混沌和混沌控制及同步的研究中,(1)建立了耦合双振子模型并研究了该模型中的经典混沌以及量子对应特性,这对于研究经典和量子混沌的对应有很重要的意义;(2)将控制混沌的嵌入方法用于一个具有两耦合的标准映像之中,发现这个方法可以迅速的使混沌轨道进入目标岛,且控制不受外部弱噪声的影响;(3)提出了一种多次混沌打靶的新方法来控制混沌,该方法远优于OGY方法;(4)提出了参数不确定混沌系统自适应同步的新方法,能够适用于所有动力学混沌系统;(5)提出了异结构自适应广义投影同步控制思路和方法,同步后两个混沌系统的拓扑结构一致,可以有效的应用于数字信号保密通信;(6)对于分数阶混沌系统进行了一系列的研究并取得了系列成果:建立了一个新的分数阶超混沌系统并针对此系统提出了三种同步方法、建立了分数阶共轭CHEN混沌系统并设计了实现该系统的一种新的传递函数电路单元、针对分数阶广义Lorenz系统提出了一个实现分数阶算符的新的电子线路单元。
基于地震海洋学的南海东北部海洋内波和湍流混合研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
内波和湍流混合是海洋中普遍存在的中小尺度动力学过程,对海水特征分布、大洋热盐环流以及全球气候变化起着重要作用。我国南海东北部海域广泛发育着海洋内波和湍流混合等海洋学现象,但海洋观测的高难度和高成本是阻碍其研究的主要障碍。近年来诞生的地震海洋学,为研究海洋中小尺度过程及相互关系提供了新的可视化方法。本申请以南海东北部为重点研究区域,开展基于地震海洋学的内波和湍流混合研究,就有可能通过“解剖一个麻雀”,建立内波能级、湍流耗散率和湍流混合率的反射地震估算方法,揭示内波和湍流混合与海底地形和中尺度涡旋之间的关系。该项研究将推进地震海洋学在定量研究中小尺度海洋学现象中的作用,将为研究海洋能量传递过程和混合过程参数化提供可靠的海量数据,对海洋模式及气候变化具有重要科学意义,对海洋生态环境、潜艇航行、海洋工程等也具有重要的实用价值
RH精炼功能提升关键技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业和实现工业化的支柱产业。钢的高效化、洁净化、稳定化和智能化生产是钢铁企业生存和发展的方向。钢铁生产过程中,根据钢种的不同,所采用的精炼工艺和设备也不同。其中,RH真空精炼 工艺具有高效、高洁净的生产特点,广泛应用于IF钢和硅钢为代表的冷轧钢种、 管线钢为代表的热轧钢种、以及轴承钢为代表的特殊钢种的生产。因此,提升 RH真空精炼的效率和能力能够一方面缩短各高品质钢种的精炼时间,更好地与 高拉速连铸相匹配,提升生产效率,另一方面能够更好地脱碳和去除夹杂物,提 升产品质量,这两方面都能够给钢铁企业带来很好的效益。根据几何相似和动力学相似建立了对应实际RH模型比例为1: 5的RH物理模型。 利用PIV技术测量流场,示踪粒子选用空心SiO2微球,获得了RH水模型钢包和真空室内中心纵截面上的速度矢量分布,并根据速度场分布计算出对应的湍动能 及其耗散率的分布;在RH水模型钢包内布置监测点,在加入示踪粒子(饱和NaCl 溶液)的同时开始测量监测点处电导率的变化,获得电导率变化曲线后,将电导 率变化在土5%之内的时间为混匀时间,密集布置监测点并多次重复测量,得到整 个钢包中心纵截面上的混匀时间分布。根据上述方法分别研究吹气流量、真空室 压力、吹气孔数对RH内部流场特性及混匀状态的影响。在原物理模型基础上改变浸渍管的形状,分别设计两浸渍管均为椭圆管RH、两浸渍管中上升管为圆管下降管为椭圆管RH以及标准圆管对比RH水模型,研究浸 渍管形状对流场特性及混匀状态的影响。两浸渍管均为椭圆管时,能够增大液体 的循环流量,降低钢包整体的混匀时间;当只改变下降管形状,选用椭圆管作为 下降管时,能够起到增大钢水涌入真空室的速度同时降低钢水对钢包底部的冲击 的效果。通过工业实验,对某超低碳钢RH全精炼过程进行密集取样,分别取圆管和椭圆 管RH冶炼的钢样分析,检测钢中碳含量。对比得到,使用两椭圆形浸渍管对提 高RH循环流量具有显著作用,能够在较短的时间内将钢中碳含量降到很低的程 度,起到缩短冶炼时间的效果,提高了生产效率。项目技术方案如图1所示。RH内钢液的流动时一个复杂的三维湍流流动,湍流速度在空间上存在随机涨落, 从而形成了显著的速度梯度,在钢液粘性力作用下通过内摩擦不断地将湍流动能 转化为分子运动的动能。湍动能(m2/s2)和湍动能耗散率(m2/s3)是用来表征湍 流的两个重要参数。湍动能是衡量湍流发展或衰退的指标,定义式为:k =顷2 妃 " :) (1)q \ x y z /式中,u L、u 'y、u \分别为X、y、z三个方向上的脉动速度,需要说明本研究中PIV获得的速度场结果为二维速度场,因此u'z为零。湍动能耗散率是指在分子粘性作用下由湍流动能转化为分子热运动动能的速率, 通常以单位质量流体在单位时间内损耗的湍流动能来衡量。因此,湍动能耗散率 可以定义为:dkdt如图2所示,钢包内部湍流动能及其耗散率(即搅拌功率,两者单位不同,数值 相差1000倍)的分布,集中在下降管下方和靠近上升管的地方湍动能及其耗散 率较大。基于上述研究方法开发了椭圆形浸渍管技术,并应用于首钢股份公司迁安钢铁公 司210t RH精炼设备。与圆形浸渍管相比,达到了如下表所示指标。表1两浸渍管条件下RH指标对比性能指标圆形浸渍管椭圆形浸渍管 浸渍管面积1.33 m22.35 m2真空度67 Pa、循环气流量2400 NL/min条件下的循环流量184 t/min273 t/min最大循环量184 t/min288 t/min脱碳至30 ppm的时间11.5 min8.0 min脱碳至13 ppm的时间16.5 min12.5 min 成熟程度及推广应用情况:已经经过实验室试验和工业应用;项目实现了RH精炼的高效化、洁净化、精准化生产,并为智能化生产打下基础,经鉴定达到了国际先进水平。项目成果已应用于首钢等企业的生产实践, 经济效益和社会效益显著,具有广泛的应用前景。本成果的应用推动了我国关键钢铁产品的自主研发、质量提升和产业升级,促进了京津冀地区的协同发展,为一带一路沿线国家的的建设与发展做出了贡献;期望技术转移成交价格(面谈)投资估算和经济效益分析:项目实现了 RH精炼的高效化、洁净化、精准化生产,并为智能化生产打下 基础,经鉴定达到了国际先进水平,为企业创造了良好的经济效益。成果亮点:1、通过水模型测量可知,混匀时间是一个和位置有关的物理量,研究中务 必说明混匀时间是在钢包哪里的混匀时间才有实际意义。目前的文献报道中,大 多数只报道一个混匀时间的数值,而没有说明具体的测量位置。2、 通过测量得到搅拌强度,进而得出了测量的混匀时间和测量的搅拌强度 的关系式。3、 提出使用新型RH浸渍管,其特征为上升管仍采用圆形,下降管为椭圆 形,在下降管处增大其垂直于两浸渍管排列方向的直径,使下降管的截面积大于 上升管的截面积(1-2倍),减弱钢水经下降管对钢包底部的冲击,同时增大钢水经上升管涌入真空室的速度,能够在提高冶炼效率的同时延长钢包内衬的使用 寿命。4、 首次提出采用PIV速度测量结果得到搅拌功率的方法。对比湍流脉动强 度在钢包内的分布,发现在不同的方向上湍流脉动强度差别很大,最大可达到4.3倍,得出了 RH精炼过程中钢包内的湍流运动过程为各向异性。
太阳风中磁流体湍流的特征和本质
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
该项目对太阳风湍流的研究作出了系统的贡献,发表文章9篇,被SCI收录7篇,引用249次,共分4个子项目。子项目1首次以自恰方式阐明了太阳风质子受到加热的现象和湍流功率谱向-5/3幂律驰豫及谱突变频率减小的现象。提出太阳风中磁流体起伏是一种非完全发展湍流的新概念。所建立的湍流传输方程和太阳风加热理论及其对质子加热的解释,是该课题唯一被国际学术界长期引用的理论,所发展的概念和方法开辟了新的更加完整的处理湍流的道路,推动了美国Delaware大学的小组、法国Meudon天文台的小组对太阳风湍流作更深入的研究。子项目2首次发现太阳风中的密度、温度和磁场强度的相对起伏振幅与湍流马赫数同数量级,否定了当时学术界广泛引用的“近似不可压力论”的基本假设。提出起伏是由于压力平衡结构与快磁声波共同产生的,满意的解释了观测现象,促进了位于美国Iowa大学的有关小组建立在不均匀背景上的数值模拟。子项目3首次建立了包括阿尔芬波和传输结构的两组元模型。子项目4是一篇210页的评论文章(或专著),主要总结了该项目和国际学术界研究的进展。该文被评价为“是填充了空间物理领域中的一个重要的空白”。
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1、在螺旋波动力学的研究中,课题组发现了一批新的现象:螺旋波波头运动的新规律、一类新的分段螺旋波、2维螺旋波中存在易损区等;提出了同步和控制螺旋波的新方案:螺旋波反向同步方案和用螺旋外力消除系统螺旋波的控制方案;研究了复杂外力作用下的螺旋波动力学,对于全面了解动力学理论记忆双层系统中螺旋波同步有非常重要的作用;研究了不一致双层系统中的螺旋波动力学,研究结果可以用来解释肠胃节律的失常。2、在湍流动力学及光在大气湍流中传输的研究中,(1)通过构造非高斯相位屏和数值模拟,研究了对数泊松型非高斯随机相位屏及对象质的影响;(2)对存在阵发性的时变湍流随机模型进行了深入的研究,给出了Lévy型随机相位屏以及单屏的点扩展函数,得到随机源是具有“阵发性”的随机过程的结论。(3)对传统湍流壳模型的动力学行为的进一步研究,得到了一批新的结果。3、在非线性系统的混沌和混沌控制及同步的研究中,(1)建立了耦合双振子模型并研究了该模型中的经典混沌以及量子对应特性,这对于研究经典和量子混沌的对应有很重要的意义;(2)将控制混沌的嵌入方法用于一个具有两耦合的标准映像之中,发现这个方法可以迅速的使混沌轨道进入目标岛,且控制不受外部弱噪声的影响;(3)提出了一种多次混沌打靶的新方法来控制混沌,该方法远优于OGY方法;(4)提出了参数不确定混沌系统自适应同步的新方法,能够适用于所有动力学混沌系统;(5)提出了异结构自适应广义投影同步控制思路和方法,同步后两个混沌系统的拓扑结构一致,可以有效的应用于数字信号保密通信;(6)对于分数阶混沌系统进行了一系列的研究并取得了系列成果:建立了一个新的分数阶超混沌系统并针对此系统提出了三种同步方法、建立了分数阶共轭CHEN混沌系统并设计了实现该系统的一种新的传递函数电路单元、针对分数阶广义Lorenz系统提出了一个实现分数阶算符的新的电子线路单元。
基于地震海洋学的南海东北部海洋内波和湍流混合研究
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应用行业:科学研究和技术服务业
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内波和湍流混合是海洋中普遍存在的中小尺度动力学过程,对海水特征分布、大洋热盐环流以及全球气候变化起着重要作用。我国南海东北部海域广泛发育着海洋内波和湍流混合等海洋学现象,但海洋观测的高难度和高成本是阻碍其研究的主要障碍。近年来诞生的地震海洋学,为研究海洋中小尺度过程及相互关系提供了新的可视化方法。本申请以南海东北部为重点研究区域,开展基于地震海洋学的内波和湍流混合研究,就有可能通过“解剖一个麻雀”,建立内波能级、湍流耗散率和湍流混合率的反射地震估算方法,揭示内波和湍流混合与海底地形和中尺度涡旋之间的关系。该项研究将推进地震海洋学在定量研究中小尺度海洋学现象中的作用,将为研究海洋能量传递过程和混合过程参数化提供可靠的海量数据,对海洋模式及气候变化具有重要科学意义,对海洋生态环境、潜艇航行、海洋工程等也具有重要的实用价值
RH精炼功能提升关键技术
成熟度:可规模生产
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应用行业:制造业
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钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业和实现工业化的支柱产业。钢的高效化、洁净化、稳定化和智能化生产是钢铁企业生存和发展的方向。钢铁生产过程中,根据钢种的不同,所采用的精炼工艺和设备也不同。其中,RH真空精炼 工艺具有高效、高洁净的生产特点,广泛应用于IF钢和硅钢为代表的冷轧钢种、 管线钢为代表的热轧钢种、以及轴承钢为代表的特殊钢种的生产。因此,提升 RH真空精炼的效率和能力能够一方面缩短各高品质钢种的精炼时间,更好地与 高拉速连铸相匹配,提升生产效率,另一方面能够更好地脱碳和去除夹杂物,提 升产品质量,这两方面都能够给钢铁企业带来很好的效益。根据几何相似和动力学相似建立了对应实际RH模型比例为1: 5的RH物理模型。 利用PIV技术测量流场,示踪粒子选用空心SiO2微球,获得了RH水模型钢包和真空室内中心纵截面上的速度矢量分布,并根据速度场分布计算出对应的湍动能 及其耗散率的分布;在RH水模型钢包内布置监测点,在加入示踪粒子(饱和NaCl 溶液)的同时开始测量监测点处电导率的变化,获得电导率变化曲线后,将电导 率变化在土5%之内的时间为混匀时间,密集布置监测点并多次重复测量,得到整 个钢包中心纵截面上的混匀时间分布。根据上述方法分别研究吹气流量、真空室 压力、吹气孔数对RH内部流场特性及混匀状态的影响。在原物理模型基础上改变浸渍管的形状,分别设计两浸渍管均为椭圆管RH、两浸渍管中上升管为圆管下降管为椭圆管RH以及标准圆管对比RH水模型,研究浸 渍管形状对流场特性及混匀状态的影响。两浸渍管均为椭圆管时,能够增大液体 的循环流量,降低钢包整体的混匀时间;当只改变下降管形状,选用椭圆管作为 下降管时,能够起到增大钢水涌入真空室的速度同时降低钢水对钢包底部的冲击 的效果。通过工业实验,对某超低碳钢RH全精炼过程进行密集取样,分别取圆管和椭圆 管RH冶炼的钢样分析,检测钢中碳含量。对比得到,使用两椭圆形浸渍管对提 高RH循环流量具有显著作用,能够在较短的时间内将钢中碳含量降到很低的程 度,起到缩短冶炼时间的效果,提高了生产效率。项目技术方案如图1所示。RH内钢液的流动时一个复杂的三维湍流流动,湍流速度在空间上存在随机涨落, 从而形成了显著的速度梯度,在钢液粘性力作用下通过内摩擦不断地将湍流动能 转化为分子运动的动能。湍动能(m2/s2)和湍动能耗散率(m2/s3)是用来表征湍 流的两个重要参数。湍动能是衡量湍流发展或衰退的指标,定义式为:k =顷2 妃 " :) (1)q \ x y z /式中,u L、u 'y、u \分别为X、y、z三个方向上的脉动速度,需要说明本研究中PIV获得的速度场结果为二维速度场,因此u'z为零。湍动能耗散率是指在分子粘性作用下由湍流动能转化为分子热运动动能的速率, 通常以单位质量流体在单位时间内损耗的湍流动能来衡量。因此,湍动能耗散率 可以定义为:dkdt如图2所示,钢包内部湍流动能及其耗散率(即搅拌功率,两者单位不同,数值 相差1000倍)的分布,集中在下降管下方和靠近上升管的地方湍动能及其耗散 率较大。基于上述研究方法开发了椭圆形浸渍管技术,并应用于首钢股份公司迁安钢铁公 司210t RH精炼设备。与圆形浸渍管相比,达到了如下表所示指标。表1两浸渍管条件下RH指标对比性能指标圆形浸渍管椭圆形浸渍管 浸渍管面积1.33 m22.35 m2真空度67 Pa、循环气流量2400 NL/min条件下的循环流量184 t/min273 t/min最大循环量184 t/min288 t/min脱碳至30 ppm的时间11.5 min8.0 min脱碳至13 ppm的时间16.5 min12.5 min 成熟程度及推广应用情况:已经经过实验室试验和工业应用;项目实现了RH精炼的高效化、洁净化、精准化生产,并为智能化生产打下基础,经鉴定达到了国际先进水平。项目成果已应用于首钢等企业的生产实践, 经济效益和社会效益显著,具有广泛的应用前景。本成果的应用推动了我国关键钢铁产品的自主研发、质量提升和产业升级,促进了京津冀地区的协同发展,为一带一路沿线国家的的建设与发展做出了贡献;期望技术转移成交价格(面谈)投资估算和经济效益分析:项目实现了 RH精炼的高效化、洁净化、精准化生产,并为智能化生产打下 基础,经鉴定达到了国际先进水平,为企业创造了良好的经济效益。成果亮点:1、通过水模型测量可知,混匀时间是一个和位置有关的物理量,研究中务 必说明混匀时间是在钢包哪里的混匀时间才有实际意义。目前的文献报道中,大 多数只报道一个混匀时间的数值,而没有说明具体的测量位置。2、 通过测量得到搅拌强度,进而得出了测量的混匀时间和测量的搅拌强度 的关系式。3、 提出使用新型RH浸渍管,其特征为上升管仍采用圆形,下降管为椭圆 形,在下降管处增大其垂直于两浸渍管排列方向的直径,使下降管的截面积大于 上升管的截面积(1-2倍),减弱钢水经下降管对钢包底部的冲击,同时增大钢水经上升管涌入真空室的速度,能够在提高冶炼效率的同时延长钢包内衬的使用 寿命。4、 首次提出采用PIV速度测量结果得到搅拌功率的方法。对比湍流脉动强 度在钢包内的分布,发现在不同的方向上湍流脉动强度差别很大,最大可达到4.3倍,得出了 RH精炼过程中钢包内的湍流运动过程为各向异性。
太阳风中磁流体湍流的特征和本质
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应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
该项目对太阳风湍流的研究作出了系统的贡献,发表文章9篇,被SCI收录7篇,引用249次,共分4个子项目。子项目1首次以自恰方式阐明了太阳风质子受到加热的现象和湍流功率谱向-5/3幂律驰豫及谱突变频率减小的现象。提出太阳风中磁流体起伏是一种非完全发展湍流的新概念。所建立的湍流传输方程和太阳风加热理论及其对质子加热的解释,是该课题唯一被国际学术界长期引用的理论,所发展的概念和方法开辟了新的更加完整的处理湍流的道路,推动了美国Delaware大学的小组、法国Meudon天文台的小组对太阳风湍流作更深入的研究。子项目2首次发现太阳风中的密度、温度和磁场强度的相对起伏振幅与湍流马赫数同数量级,否定了当时学术界广泛引用的“近似不可压力论”的基本假设。提出起伏是由于压力平衡结构与快磁声波共同产生的,满意的解释了观测现象,促进了位于美国Iowa大学的有关小组建立在不均匀背景上的数值模拟。子项目3首次建立了包括阿尔芬波和传输结构的两组元模型。子项目4是一篇210页的评论文章(或专著),主要总结了该项目和国际学术界研究的进展。该文被评价为“是填充了空间物理领域中的一个重要的空白”。
找到4项技术成果数据。
找技术 >时空斑图与湍流的动力学行为及控制和同步
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应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
1、在螺旋波动力学的研究中,课题组发现了一批新的现象:螺旋波波头运动的新规律、一类新的分段螺旋波、2维螺旋波中存在易损区等;提出了同步和控制螺旋波的新方案:螺旋波反向同步方案和用螺旋外力消除系统螺旋波的控制方案;研究了复杂外力作用下的螺旋波动力学,对于全面了解动力学理论记忆双层系统中螺旋波同步有非常重要的作用;研究了不一致双层系统中的螺旋波动力学,研究结果可以用来解释肠胃节律的失常。2、在湍流动力学及光在大气湍流中传输的研究中,(1)通过构造非高斯相位屏和数值模拟,研究了对数泊松型非高斯随机相位屏及对象质的影响;(2)对存在阵发性的时变湍流随机模型进行了深入的研究,给出了Lévy型随机相位屏以及单屏的点扩展函数,得到随机源是具有“阵发性”的随机过程的结论。(3)对传统湍流壳模型的动力学行为的进一步研究,得到了一批新的结果。3、在非线性系统的混沌和混沌控制及同步的研究中,(1)建立了耦合双振子模型并研究了该模型中的经典混沌以及量子对应特性,这对于研究经典和量子混沌的对应有很重要的意义;(2)将控制混沌的嵌入方法用于一个具有两耦合的标准映像之中,发现这个方法可以迅速的使混沌轨道进入目标岛,且控制不受外部弱噪声的影响;(3)提出了一种多次混沌打靶的新方法来控制混沌,该方法远优于OGY方法;(4)提出了参数不确定混沌系统自适应同步的新方法,能够适用于所有动力学混沌系统;(5)提出了异结构自适应广义投影同步控制思路和方法,同步后两个混沌系统的拓扑结构一致,可以有效的应用于数字信号保密通信;(6)对于分数阶混沌系统进行了一系列的研究并取得了系列成果:建立了一个新的分数阶超混沌系统并针对此系统提出了三种同步方法、建立了分数阶共轭CHEN混沌系统并设计了实现该系统的一种新的传递函数电路单元、针对分数阶广义Lorenz系统提出了一个实现分数阶算符的新的电子线路单元。
基于地震海洋学的南海东北部海洋内波和湍流混合研究
成熟度:-
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应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
内波和湍流混合是海洋中普遍存在的中小尺度动力学过程,对海水特征分布、大洋热盐环流以及全球气候变化起着重要作用。我国南海东北部海域广泛发育着海洋内波和湍流混合等海洋学现象,但海洋观测的高难度和高成本是阻碍其研究的主要障碍。近年来诞生的地震海洋学,为研究海洋中小尺度过程及相互关系提供了新的可视化方法。本申请以南海东北部为重点研究区域,开展基于地震海洋学的内波和湍流混合研究,就有可能通过“解剖一个麻雀”,建立内波能级、湍流耗散率和湍流混合率的反射地震估算方法,揭示内波和湍流混合与海底地形和中尺度涡旋之间的关系。该项研究将推进地震海洋学在定量研究中小尺度海洋学现象中的作用,将为研究海洋能量传递过程和混合过程参数化提供可靠的海量数据,对海洋模式及气候变化具有重要科学意义,对海洋生态环境、潜艇航行、海洋工程等也具有重要的实用价值
RH精炼功能提升关键技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业和实现工业化的支柱产业。钢的高效化、洁净化、稳定化和智能化生产是钢铁企业生存和发展的方向。钢铁生产过程中,根据钢种的不同,所采用的精炼工艺和设备也不同。其中,RH真空精炼 工艺具有高效、高洁净的生产特点,广泛应用于IF钢和硅钢为代表的冷轧钢种、 管线钢为代表的热轧钢种、以及轴承钢为代表的特殊钢种的生产。因此,提升 RH真空精炼的效率和能力能够一方面缩短各高品质钢种的精炼时间,更好地与 高拉速连铸相匹配,提升生产效率,另一方面能够更好地脱碳和去除夹杂物,提 升产品质量,这两方面都能够给钢铁企业带来很好的效益。根据几何相似和动力学相似建立了对应实际RH模型比例为1: 5的RH物理模型。 利用PIV技术测量流场,示踪粒子选用空心SiO2微球,获得了RH水模型钢包和真空室内中心纵截面上的速度矢量分布,并根据速度场分布计算出对应的湍动能 及其耗散率的分布;在RH水模型钢包内布置监测点,在加入示踪粒子(饱和NaCl 溶液)的同时开始测量监测点处电导率的变化,获得电导率变化曲线后,将电导 率变化在土5%之内的时间为混匀时间,密集布置监测点并多次重复测量,得到整 个钢包中心纵截面上的混匀时间分布。根据上述方法分别研究吹气流量、真空室 压力、吹气孔数对RH内部流场特性及混匀状态的影响。在原物理模型基础上改变浸渍管的形状,分别设计两浸渍管均为椭圆管RH、两浸渍管中上升管为圆管下降管为椭圆管RH以及标准圆管对比RH水模型,研究浸 渍管形状对流场特性及混匀状态的影响。两浸渍管均为椭圆管时,能够增大液体 的循环流量,降低钢包整体的混匀时间;当只改变下降管形状,选用椭圆管作为 下降管时,能够起到增大钢水涌入真空室的速度同时降低钢水对钢包底部的冲击 的效果。通过工业实验,对某超低碳钢RH全精炼过程进行密集取样,分别取圆管和椭圆 管RH冶炼的钢样分析,检测钢中碳含量。对比得到,使用两椭圆形浸渍管对提 高RH循环流量具有显著作用,能够在较短的时间内将钢中碳含量降到很低的程 度,起到缩短冶炼时间的效果,提高了生产效率。项目技术方案如图1所示。RH内钢液的流动时一个复杂的三维湍流流动,湍流速度在空间上存在随机涨落, 从而形成了显著的速度梯度,在钢液粘性力作用下通过内摩擦不断地将湍流动能 转化为分子运动的动能。湍动能(m2/s2)和湍动能耗散率(m2/s3)是用来表征湍 流的两个重要参数。湍动能是衡量湍流发展或衰退的指标,定义式为:k =顷2 妃 " :) (1)q \ x y z /式中,u L、u 'y、u \分别为X、y、z三个方向上的脉动速度,需要说明本研究中PIV获得的速度场结果为二维速度场,因此u'z为零。湍动能耗散率是指在分子粘性作用下由湍流动能转化为分子热运动动能的速率, 通常以单位质量流体在单位时间内损耗的湍流动能来衡量。因此,湍动能耗散率 可以定义为:dkdt如图2所示,钢包内部湍流动能及其耗散率(即搅拌功率,两者单位不同,数值 相差1000倍)的分布,集中在下降管下方和靠近上升管的地方湍动能及其耗散 率较大。基于上述研究方法开发了椭圆形浸渍管技术,并应用于首钢股份公司迁安钢铁公 司210t RH精炼设备。与圆形浸渍管相比,达到了如下表所示指标。表1两浸渍管条件下RH指标对比性能指标圆形浸渍管椭圆形浸渍管 浸渍管面积1.33 m22.35 m2真空度67 Pa、循环气流量2400 NL/min条件下的循环流量184 t/min273 t/min最大循环量184 t/min288 t/min脱碳至30 ppm的时间11.5 min8.0 min脱碳至13 ppm的时间16.5 min12.5 min 成熟程度及推广应用情况:已经经过实验室试验和工业应用;项目实现了RH精炼的高效化、洁净化、精准化生产,并为智能化生产打下基础,经鉴定达到了国际先进水平。项目成果已应用于首钢等企业的生产实践, 经济效益和社会效益显著,具有广泛的应用前景。本成果的应用推动了我国关键钢铁产品的自主研发、质量提升和产业升级,促进了京津冀地区的协同发展,为一带一路沿线国家的的建设与发展做出了贡献;期望技术转移成交价格(面谈)投资估算和经济效益分析:项目实现了 RH精炼的高效化、洁净化、精准化生产,并为智能化生产打下 基础,经鉴定达到了国际先进水平,为企业创造了良好的经济效益。成果亮点:1、通过水模型测量可知,混匀时间是一个和位置有关的物理量,研究中务 必说明混匀时间是在钢包哪里的混匀时间才有实际意义。目前的文献报道中,大 多数只报道一个混匀时间的数值,而没有说明具体的测量位置。2、 通过测量得到搅拌强度,进而得出了测量的混匀时间和测量的搅拌强度 的关系式。3、 提出使用新型RH浸渍管,其特征为上升管仍采用圆形,下降管为椭圆 形,在下降管处增大其垂直于两浸渍管排列方向的直径,使下降管的截面积大于 上升管的截面积(1-2倍),减弱钢水经下降管对钢包底部的冲击,同时增大钢水经上升管涌入真空室的速度,能够在提高冶炼效率的同时延长钢包内衬的使用 寿命。4、 首次提出采用PIV速度测量结果得到搅拌功率的方法。对比湍流脉动强 度在钢包内的分布,发现在不同的方向上湍流脉动强度差别很大,最大可达到4.3倍,得出了 RH精炼过程中钢包内的湍流运动过程为各向异性。
太阳风中磁流体湍流的特征和本质
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应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
该项目对太阳风湍流的研究作出了系统的贡献,发表文章9篇,被SCI收录7篇,引用249次,共分4个子项目。子项目1首次以自恰方式阐明了太阳风质子受到加热的现象和湍流功率谱向-5/3幂律驰豫及谱突变频率减小的现象。提出太阳风中磁流体起伏是一种非完全发展湍流的新概念。所建立的湍流传输方程和太阳风加热理论及其对质子加热的解释,是该课题唯一被国际学术界长期引用的理论,所发展的概念和方法开辟了新的更加完整的处理湍流的道路,推动了美国Delaware大学的小组、法国Meudon天文台的小组对太阳风湍流作更深入的研究。子项目2首次发现太阳风中的密度、温度和磁场强度的相对起伏振幅与湍流马赫数同数量级,否定了当时学术界广泛引用的“近似不可压力论”的基本假设。提出起伏是由于压力平衡结构与快磁声波共同产生的,满意的解释了观测现象,促进了位于美国Iowa大学的有关小组建立在不均匀背景上的数值模拟。子项目3首次建立了包括阿尔芬波和传输结构的两组元模型。子项目4是一篇210页的评论文章(或专著),主要总结了该项目和国际学术界研究的进展。该文被评价为“是填充了空间物理领域中的一个重要的空白”。
找到4项技术成果数据。
找技术 >时空斑图与湍流的动力学行为及控制和同步
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
1、在螺旋波动力学的研究中,课题组发现了一批新的现象:螺旋波波头运动的新规律、一类新的分段螺旋波、2维螺旋波中存在易损区等;提出了同步和控制螺旋波的新方案:螺旋波反向同步方案和用螺旋外力消除系统螺旋波的控制方案;研究了复杂外力作用下的螺旋波动力学,对于全面了解动力学理论记忆双层系统中螺旋波同步有非常重要的作用;研究了不一致双层系统中的螺旋波动力学,研究结果可以用来解释肠胃节律的失常。2、在湍流动力学及光在大气湍流中传输的研究中,(1)通过构造非高斯相位屏和数值模拟,研究了对数泊松型非高斯随机相位屏及对象质的影响;(2)对存在阵发性的时变湍流随机模型进行了深入的研究,给出了Lévy型随机相位屏以及单屏的点扩展函数,得到随机源是具有“阵发性”的随机过程的结论。(3)对传统湍流壳模型的动力学行为的进一步研究,得到了一批新的结果。3、在非线性系统的混沌和混沌控制及同步的研究中,(1)建立了耦合双振子模型并研究了该模型中的经典混沌以及量子对应特性,这对于研究经典和量子混沌的对应有很重要的意义;(2)将控制混沌的嵌入方法用于一个具有两耦合的标准映像之中,发现这个方法可以迅速的使混沌轨道进入目标岛,且控制不受外部弱噪声的影响;(3)提出了一种多次混沌打靶的新方法来控制混沌,该方法远优于OGY方法;(4)提出了参数不确定混沌系统自适应同步的新方法,能够适用于所有动力学混沌系统;(5)提出了异结构自适应广义投影同步控制思路和方法,同步后两个混沌系统的拓扑结构一致,可以有效的应用于数字信号保密通信;(6)对于分数阶混沌系统进行了一系列的研究并取得了系列成果:建立了一个新的分数阶超混沌系统并针对此系统提出了三种同步方法、建立了分数阶共轭CHEN混沌系统并设计了实现该系统的一种新的传递函数电路单元、针对分数阶广义Lorenz系统提出了一个实现分数阶算符的新的电子线路单元。
基于地震海洋学的南海东北部海洋内波和湍流混合研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
内波和湍流混合是海洋中普遍存在的中小尺度动力学过程,对海水特征分布、大洋热盐环流以及全球气候变化起着重要作用。我国南海东北部海域广泛发育着海洋内波和湍流混合等海洋学现象,但海洋观测的高难度和高成本是阻碍其研究的主要障碍。近年来诞生的地震海洋学,为研究海洋中小尺度过程及相互关系提供了新的可视化方法。本申请以南海东北部为重点研究区域,开展基于地震海洋学的内波和湍流混合研究,就有可能通过“解剖一个麻雀”,建立内波能级、湍流耗散率和湍流混合率的反射地震估算方法,揭示内波和湍流混合与海底地形和中尺度涡旋之间的关系。该项研究将推进地震海洋学在定量研究中小尺度海洋学现象中的作用,将为研究海洋能量传递过程和混合过程参数化提供可靠的海量数据,对海洋模式及气候变化具有重要科学意义,对海洋生态环境、潜艇航行、海洋工程等也具有重要的实用价值
RH精炼功能提升关键技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业和实现工业化的支柱产业。钢的高效化、洁净化、稳定化和智能化生产是钢铁企业生存和发展的方向。钢铁生产过程中,根据钢种的不同,所采用的精炼工艺和设备也不同。其中,RH真空精炼 工艺具有高效、高洁净的生产特点,广泛应用于IF钢和硅钢为代表的冷轧钢种、 管线钢为代表的热轧钢种、以及轴承钢为代表的特殊钢种的生产。因此,提升 RH真空精炼的效率和能力能够一方面缩短各高品质钢种的精炼时间,更好地与 高拉速连铸相匹配,提升生产效率,另一方面能够更好地脱碳和去除夹杂物,提 升产品质量,这两方面都能够给钢铁企业带来很好的效益。根据几何相似和动力学相似建立了对应实际RH模型比例为1: 5的RH物理模型。 利用PIV技术测量流场,示踪粒子选用空心SiO2微球,获得了RH水模型钢包和真空室内中心纵截面上的速度矢量分布,并根据速度场分布计算出对应的湍动能 及其耗散率的分布;在RH水模型钢包内布置监测点,在加入示踪粒子(饱和NaCl 溶液)的同时开始测量监测点处电导率的变化,获得电导率变化曲线后,将电导 率变化在土5%之内的时间为混匀时间,密集布置监测点并多次重复测量,得到整 个钢包中心纵截面上的混匀时间分布。根据上述方法分别研究吹气流量、真空室 压力、吹气孔数对RH内部流场特性及混匀状态的影响。在原物理模型基础上改变浸渍管的形状,分别设计两浸渍管均为椭圆管RH、两浸渍管中上升管为圆管下降管为椭圆管RH以及标准圆管对比RH水模型,研究浸 渍管形状对流场特性及混匀状态的影响。两浸渍管均为椭圆管时,能够增大液体 的循环流量,降低钢包整体的混匀时间;当只改变下降管形状,选用椭圆管作为 下降管时,能够起到增大钢水涌入真空室的速度同时降低钢水对钢包底部的冲击 的效果。通过工业实验,对某超低碳钢RH全精炼过程进行密集取样,分别取圆管和椭圆 管RH冶炼的钢样分析,检测钢中碳含量。对比得到,使用两椭圆形浸渍管对提 高RH循环流量具有显著作用,能够在较短的时间内将钢中碳含量降到很低的程 度,起到缩短冶炼时间的效果,提高了生产效率。项目技术方案如图1所示。RH内钢液的流动时一个复杂的三维湍流流动,湍流速度在空间上存在随机涨落, 从而形成了显著的速度梯度,在钢液粘性力作用下通过内摩擦不断地将湍流动能 转化为分子运动的动能。湍动能(m2/s2)和湍动能耗散率(m2/s3)是用来表征湍 流的两个重要参数。湍动能是衡量湍流发展或衰退的指标,定义式为:k =顷2 妃 " :) (1)q \ x y z /式中,u L、u 'y、u \分别为X、y、z三个方向上的脉动速度,需要说明本研究中PIV获得的速度场结果为二维速度场,因此u'z为零。湍动能耗散率是指在分子粘性作用下由湍流动能转化为分子热运动动能的速率, 通常以单位质量流体在单位时间内损耗的湍流动能来衡量。因此,湍动能耗散率 可以定义为:dkdt如图2所示,钢包内部湍流动能及其耗散率(即搅拌功率,两者单位不同,数值 相差1000倍)的分布,集中在下降管下方和靠近上升管的地方湍动能及其耗散 率较大。基于上述研究方法开发了椭圆形浸渍管技术,并应用于首钢股份公司迁安钢铁公 司210t RH精炼设备。与圆形浸渍管相比,达到了如下表所示指标。表1两浸渍管条件下RH指标对比性能指标圆形浸渍管椭圆形浸渍管 浸渍管面积1.33 m22.35 m2真空度67 Pa、循环气流量2400 NL/min条件下的循环流量184 t/min273 t/min最大循环量184 t/min288 t/min脱碳至30 ppm的时间11.5 min8.0 min脱碳至13 ppm的时间16.5 min12.5 min 成熟程度及推广应用情况:已经经过实验室试验和工业应用;项目实现了RH精炼的高效化、洁净化、精准化生产,并为智能化生产打下基础,经鉴定达到了国际先进水平。项目成果已应用于首钢等企业的生产实践, 经济效益和社会效益显著,具有广泛的应用前景。本成果的应用推动了我国关键钢铁产品的自主研发、质量提升和产业升级,促进了京津冀地区的协同发展,为一带一路沿线国家的的建设与发展做出了贡献;期望技术转移成交价格(面谈)投资估算和经济效益分析:项目实现了 RH精炼的高效化、洁净化、精准化生产,并为智能化生产打下 基础,经鉴定达到了国际先进水平,为企业创造了良好的经济效益。成果亮点:1、通过水模型测量可知,混匀时间是一个和位置有关的物理量,研究中务 必说明混匀时间是在钢包哪里的混匀时间才有实际意义。目前的文献报道中,大 多数只报道一个混匀时间的数值,而没有说明具体的测量位置。2、 通过测量得到搅拌强度,进而得出了测量的混匀时间和测量的搅拌强度 的关系式。3、 提出使用新型RH浸渍管,其特征为上升管仍采用圆形,下降管为椭圆 形,在下降管处增大其垂直于两浸渍管排列方向的直径,使下降管的截面积大于 上升管的截面积(1-2倍),减弱钢水经下降管对钢包底部的冲击,同时增大钢水经上升管涌入真空室的速度,能够在提高冶炼效率的同时延长钢包内衬的使用 寿命。4、 首次提出采用PIV速度测量结果得到搅拌功率的方法。对比湍流脉动强 度在钢包内的分布,发现在不同的方向上湍流脉动强度差别很大,最大可达到4.3倍,得出了 RH精炼过程中钢包内的湍流运动过程为各向异性。
太阳风中磁流体湍流的特征和本质
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
该项目对太阳风湍流的研究作出了系统的贡献,发表文章9篇,被SCI收录7篇,引用249次,共分4个子项目。子项目1首次以自恰方式阐明了太阳风质子受到加热的现象和湍流功率谱向-5/3幂律驰豫及谱突变频率减小的现象。提出太阳风中磁流体起伏是一种非完全发展湍流的新概念。所建立的湍流传输方程和太阳风加热理论及其对质子加热的解释,是该课题唯一被国际学术界长期引用的理论,所发展的概念和方法开辟了新的更加完整的处理湍流的道路,推动了美国Delaware大学的小组、法国Meudon天文台的小组对太阳风湍流作更深入的研究。子项目2首次发现太阳风中的密度、温度和磁场强度的相对起伏振幅与湍流马赫数同数量级,否定了当时学术界广泛引用的“近似不可压力论”的基本假设。提出起伏是由于压力平衡结构与快磁声波共同产生的,满意的解释了观测现象,促进了位于美国Iowa大学的有关小组建立在不均匀背景上的数值模拟。子项目3首次建立了包括阿尔芬波和传输结构的两组元模型。子项目4是一篇210页的评论文章(或专著),主要总结了该项目和国际学术界研究的进展。该文被评价为“是填充了空间物理领域中的一个重要的空白”。
找到4项技术成果数据。
找技术 >时空斑图与湍流的动力学行为及控制和同步
成熟度:-
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应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
1、在螺旋波动力学的研究中,课题组发现了一批新的现象:螺旋波波头运动的新规律、一类新的分段螺旋波、2维螺旋波中存在易损区等;提出了同步和控制螺旋波的新方案:螺旋波反向同步方案和用螺旋外力消除系统螺旋波的控制方案;研究了复杂外力作用下的螺旋波动力学,对于全面了解动力学理论记忆双层系统中螺旋波同步有非常重要的作用;研究了不一致双层系统中的螺旋波动力学,研究结果可以用来解释肠胃节律的失常。2、在湍流动力学及光在大气湍流中传输的研究中,(1)通过构造非高斯相位屏和数值模拟,研究了对数泊松型非高斯随机相位屏及对象质的影响;(2)对存在阵发性的时变湍流随机模型进行了深入的研究,给出了Lévy型随机相位屏以及单屏的点扩展函数,得到随机源是具有“阵发性”的随机过程的结论。(3)对传统湍流壳模型的动力学行为的进一步研究,得到了一批新的结果。3、在非线性系统的混沌和混沌控制及同步的研究中,(1)建立了耦合双振子模型并研究了该模型中的经典混沌以及量子对应特性,这对于研究经典和量子混沌的对应有很重要的意义;(2)将控制混沌的嵌入方法用于一个具有两耦合的标准映像之中,发现这个方法可以迅速的使混沌轨道进入目标岛,且控制不受外部弱噪声的影响;(3)提出了一种多次混沌打靶的新方法来控制混沌,该方法远优于OGY方法;(4)提出了参数不确定混沌系统自适应同步的新方法,能够适用于所有动力学混沌系统;(5)提出了异结构自适应广义投影同步控制思路和方法,同步后两个混沌系统的拓扑结构一致,可以有效的应用于数字信号保密通信;(6)对于分数阶混沌系统进行了一系列的研究并取得了系列成果:建立了一个新的分数阶超混沌系统并针对此系统提出了三种同步方法、建立了分数阶共轭CHEN混沌系统并设计了实现该系统的一种新的传递函数电路单元、针对分数阶广义Lorenz系统提出了一个实现分数阶算符的新的电子线路单元。
基于地震海洋学的南海东北部海洋内波和湍流混合研究
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应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
内波和湍流混合是海洋中普遍存在的中小尺度动力学过程,对海水特征分布、大洋热盐环流以及全球气候变化起着重要作用。我国南海东北部海域广泛发育着海洋内波和湍流混合等海洋学现象,但海洋观测的高难度和高成本是阻碍其研究的主要障碍。近年来诞生的地震海洋学,为研究海洋中小尺度过程及相互关系提供了新的可视化方法。本申请以南海东北部为重点研究区域,开展基于地震海洋学的内波和湍流混合研究,就有可能通过“解剖一个麻雀”,建立内波能级、湍流耗散率和湍流混合率的反射地震估算方法,揭示内波和湍流混合与海底地形和中尺度涡旋之间的关系。该项研究将推进地震海洋学在定量研究中小尺度海洋学现象中的作用,将为研究海洋能量传递过程和混合过程参数化提供可靠的海量数据,对海洋模式及气候变化具有重要科学意义,对海洋生态环境、潜艇航行、海洋工程等也具有重要的实用价值
RH精炼功能提升关键技术
成熟度:可规模生产
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应用行业:制造业
技术简介
钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业和实现工业化的支柱产业。钢的高效化、洁净化、稳定化和智能化生产是钢铁企业生存和发展的方向。钢铁生产过程中,根据钢种的不同,所采用的精炼工艺和设备也不同。其中,RH真空精炼 工艺具有高效、高洁净的生产特点,广泛应用于IF钢和硅钢为代表的冷轧钢种、 管线钢为代表的热轧钢种、以及轴承钢为代表的特殊钢种的生产。因此,提升 RH真空精炼的效率和能力能够一方面缩短各高品质钢种的精炼时间,更好地与 高拉速连铸相匹配,提升生产效率,另一方面能够更好地脱碳和去除夹杂物,提 升产品质量,这两方面都能够给钢铁企业带来很好的效益。根据几何相似和动力学相似建立了对应实际RH模型比例为1: 5的RH物理模型。 利用PIV技术测量流场,示踪粒子选用空心SiO2微球,获得了RH水模型钢包和真空室内中心纵截面上的速度矢量分布,并根据速度场分布计算出对应的湍动能 及其耗散率的分布;在RH水模型钢包内布置监测点,在加入示踪粒子(饱和NaCl 溶液)的同时开始测量监测点处电导率的变化,获得电导率变化曲线后,将电导 率变化在土5%之内的时间为混匀时间,密集布置监测点并多次重复测量,得到整 个钢包中心纵截面上的混匀时间分布。根据上述方法分别研究吹气流量、真空室 压力、吹气孔数对RH内部流场特性及混匀状态的影响。在原物理模型基础上改变浸渍管的形状,分别设计两浸渍管均为椭圆管RH、两浸渍管中上升管为圆管下降管为椭圆管RH以及标准圆管对比RH水模型,研究浸 渍管形状对流场特性及混匀状态的影响。两浸渍管均为椭圆管时,能够增大液体 的循环流量,降低钢包整体的混匀时间;当只改变下降管形状,选用椭圆管作为 下降管时,能够起到增大钢水涌入真空室的速度同时降低钢水对钢包底部的冲击 的效果。通过工业实验,对某超低碳钢RH全精炼过程进行密集取样,分别取圆管和椭圆 管RH冶炼的钢样分析,检测钢中碳含量。对比得到,使用两椭圆形浸渍管对提 高RH循环流量具有显著作用,能够在较短的时间内将钢中碳含量降到很低的程 度,起到缩短冶炼时间的效果,提高了生产效率。项目技术方案如图1所示。RH内钢液的流动时一个复杂的三维湍流流动,湍流速度在空间上存在随机涨落, 从而形成了显著的速度梯度,在钢液粘性力作用下通过内摩擦不断地将湍流动能 转化为分子运动的动能。湍动能(m2/s2)和湍动能耗散率(m2/s3)是用来表征湍 流的两个重要参数。湍动能是衡量湍流发展或衰退的指标,定义式为:k =顷2 妃 " :) (1)q \ x y z /式中,u L、u 'y、u \分别为X、y、z三个方向上的脉动速度,需要说明本研究中PIV获得的速度场结果为二维速度场,因此u'z为零。湍动能耗散率是指在分子粘性作用下由湍流动能转化为分子热运动动能的速率, 通常以单位质量流体在单位时间内损耗的湍流动能来衡量。因此,湍动能耗散率 可以定义为:dkdt如图2所示,钢包内部湍流动能及其耗散率(即搅拌功率,两者单位不同,数值 相差1000倍)的分布,集中在下降管下方和靠近上升管的地方湍动能及其耗散 率较大。基于上述研究方法开发了椭圆形浸渍管技术,并应用于首钢股份公司迁安钢铁公 司210t RH精炼设备。与圆形浸渍管相比,达到了如下表所示指标。表1两浸渍管条件下RH指标对比性能指标圆形浸渍管椭圆形浸渍管 浸渍管面积1.33 m22.35 m2真空度67 Pa、循环气流量2400 NL/min条件下的循环流量184 t/min273 t/min最大循环量184 t/min288 t/min脱碳至30 ppm的时间11.5 min8.0 min脱碳至13 ppm的时间16.5 min12.5 min 成熟程度及推广应用情况:已经经过实验室试验和工业应用;项目实现了RH精炼的高效化、洁净化、精准化生产,并为智能化生产打下基础,经鉴定达到了国际先进水平。项目成果已应用于首钢等企业的生产实践, 经济效益和社会效益显著,具有广泛的应用前景。本成果的应用推动了我国关键钢铁产品的自主研发、质量提升和产业升级,促进了京津冀地区的协同发展,为一带一路沿线国家的的建设与发展做出了贡献;期望技术转移成交价格(面谈)投资估算和经济效益分析:项目实现了 RH精炼的高效化、洁净化、精准化生产,并为智能化生产打下 基础,经鉴定达到了国际先进水平,为企业创造了良好的经济效益。成果亮点:1、通过水模型测量可知,混匀时间是一个和位置有关的物理量,研究中务 必说明混匀时间是在钢包哪里的混匀时间才有实际意义。目前的文献报道中,大 多数只报道一个混匀时间的数值,而没有说明具体的测量位置。2、 通过测量得到搅拌强度,进而得出了测量的混匀时间和测量的搅拌强度 的关系式。3、 提出使用新型RH浸渍管,其特征为上升管仍采用圆形,下降管为椭圆 形,在下降管处增大其垂直于两浸渍管排列方向的直径,使下降管的截面积大于 上升管的截面积(1-2倍),减弱钢水经下降管对钢包底部的冲击,同时增大钢水经上升管涌入真空室的速度,能够在提高冶炼效率的同时延长钢包内衬的使用 寿命。4、 首次提出采用PIV速度测量结果得到搅拌功率的方法。对比湍流脉动强 度在钢包内的分布,发现在不同的方向上湍流脉动强度差别很大,最大可达到4.3倍,得出了 RH精炼过程中钢包内的湍流运动过程为各向异性。
太阳风中磁流体湍流的特征和本质
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
该项目对太阳风湍流的研究作出了系统的贡献,发表文章9篇,被SCI收录7篇,引用249次,共分4个子项目。子项目1首次以自恰方式阐明了太阳风质子受到加热的现象和湍流功率谱向-5/3幂律驰豫及谱突变频率减小的现象。提出太阳风中磁流体起伏是一种非完全发展湍流的新概念。所建立的湍流传输方程和太阳风加热理论及其对质子加热的解释,是该课题唯一被国际学术界长期引用的理论,所发展的概念和方法开辟了新的更加完整的处理湍流的道路,推动了美国Delaware大学的小组、法国Meudon天文台的小组对太阳风湍流作更深入的研究。子项目2首次发现太阳风中的密度、温度和磁场强度的相对起伏振幅与湍流马赫数同数量级,否定了当时学术界广泛引用的“近似不可压力论”的基本假设。提出起伏是由于压力平衡结构与快磁声波共同产生的,满意的解释了观测现象,促进了位于美国Iowa大学的有关小组建立在不均匀背景上的数值模拟。子项目3首次建立了包括阿尔芬波和传输结构的两组元模型。子项目4是一篇210页的评论文章(或专著),主要总结了该项目和国际学术界研究的进展。该文被评价为“是填充了空间物理领域中的一个重要的空白”。
找到4项技术成果数据。
找技术 >时空斑图与湍流的动力学行为及控制和同步
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应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
1、在螺旋波动力学的研究中,课题组发现了一批新的现象:螺旋波波头运动的新规律、一类新的分段螺旋波、2维螺旋波中存在易损区等;提出了同步和控制螺旋波的新方案:螺旋波反向同步方案和用螺旋外力消除系统螺旋波的控制方案;研究了复杂外力作用下的螺旋波动力学,对于全面了解动力学理论记忆双层系统中螺旋波同步有非常重要的作用;研究了不一致双层系统中的螺旋波动力学,研究结果可以用来解释肠胃节律的失常。2、在湍流动力学及光在大气湍流中传输的研究中,(1)通过构造非高斯相位屏和数值模拟,研究了对数泊松型非高斯随机相位屏及对象质的影响;(2)对存在阵发性的时变湍流随机模型进行了深入的研究,给出了Lévy型随机相位屏以及单屏的点扩展函数,得到随机源是具有“阵发性”的随机过程的结论。(3)对传统湍流壳模型的动力学行为的进一步研究,得到了一批新的结果。3、在非线性系统的混沌和混沌控制及同步的研究中,(1)建立了耦合双振子模型并研究了该模型中的经典混沌以及量子对应特性,这对于研究经典和量子混沌的对应有很重要的意义;(2)将控制混沌的嵌入方法用于一个具有两耦合的标准映像之中,发现这个方法可以迅速的使混沌轨道进入目标岛,且控制不受外部弱噪声的影响;(3)提出了一种多次混沌打靶的新方法来控制混沌,该方法远优于OGY方法;(4)提出了参数不确定混沌系统自适应同步的新方法,能够适用于所有动力学混沌系统;(5)提出了异结构自适应广义投影同步控制思路和方法,同步后两个混沌系统的拓扑结构一致,可以有效的应用于数字信号保密通信;(6)对于分数阶混沌系统进行了一系列的研究并取得了系列成果:建立了一个新的分数阶超混沌系统并针对此系统提出了三种同步方法、建立了分数阶共轭CHEN混沌系统并设计了实现该系统的一种新的传递函数电路单元、针对分数阶广义Lorenz系统提出了一个实现分数阶算符的新的电子线路单元。
基于地震海洋学的南海东北部海洋内波和湍流混合研究
成熟度:-
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应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
内波和湍流混合是海洋中普遍存在的中小尺度动力学过程,对海水特征分布、大洋热盐环流以及全球气候变化起着重要作用。我国南海东北部海域广泛发育着海洋内波和湍流混合等海洋学现象,但海洋观测的高难度和高成本是阻碍其研究的主要障碍。近年来诞生的地震海洋学,为研究海洋中小尺度过程及相互关系提供了新的可视化方法。本申请以南海东北部为重点研究区域,开展基于地震海洋学的内波和湍流混合研究,就有可能通过“解剖一个麻雀”,建立内波能级、湍流耗散率和湍流混合率的反射地震估算方法,揭示内波和湍流混合与海底地形和中尺度涡旋之间的关系。该项研究将推进地震海洋学在定量研究中小尺度海洋学现象中的作用,将为研究海洋能量传递过程和混合过程参数化提供可靠的海量数据,对海洋模式及气候变化具有重要科学意义,对海洋生态环境、潜艇航行、海洋工程等也具有重要的实用价值
RH精炼功能提升关键技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业和实现工业化的支柱产业。钢的高效化、洁净化、稳定化和智能化生产是钢铁企业生存和发展的方向。钢铁生产过程中,根据钢种的不同,所采用的精炼工艺和设备也不同。其中,RH真空精炼 工艺具有高效、高洁净的生产特点,广泛应用于IF钢和硅钢为代表的冷轧钢种、 管线钢为代表的热轧钢种、以及轴承钢为代表的特殊钢种的生产。因此,提升 RH真空精炼的效率和能力能够一方面缩短各高品质钢种的精炼时间,更好地与 高拉速连铸相匹配,提升生产效率,另一方面能够更好地脱碳和去除夹杂物,提 升产品质量,这两方面都能够给钢铁企业带来很好的效益。根据几何相似和动力学相似建立了对应实际RH模型比例为1: 5的RH物理模型。 利用PIV技术测量流场,示踪粒子选用空心SiO2微球,获得了RH水模型钢包和真空室内中心纵截面上的速度矢量分布,并根据速度场分布计算出对应的湍动能 及其耗散率的分布;在RH水模型钢包内布置监测点,在加入示踪粒子(饱和NaCl 溶液)的同时开始测量监测点处电导率的变化,获得电导率变化曲线后,将电导 率变化在土5%之内的时间为混匀时间,密集布置监测点并多次重复测量,得到整 个钢包中心纵截面上的混匀时间分布。根据上述方法分别研究吹气流量、真空室 压力、吹气孔数对RH内部流场特性及混匀状态的影响。在原物理模型基础上改变浸渍管的形状,分别设计两浸渍管均为椭圆管RH、两浸渍管中上升管为圆管下降管为椭圆管RH以及标准圆管对比RH水模型,研究浸 渍管形状对流场特性及混匀状态的影响。两浸渍管均为椭圆管时,能够增大液体 的循环流量,降低钢包整体的混匀时间;当只改变下降管形状,选用椭圆管作为 下降管时,能够起到增大钢水涌入真空室的速度同时降低钢水对钢包底部的冲击 的效果。通过工业实验,对某超低碳钢RH全精炼过程进行密集取样,分别取圆管和椭圆 管RH冶炼的钢样分析,检测钢中碳含量。对比得到,使用两椭圆形浸渍管对提 高RH循环流量具有显著作用,能够在较短的时间内将钢中碳含量降到很低的程 度,起到缩短冶炼时间的效果,提高了生产效率。项目技术方案如图1所示。RH内钢液的流动时一个复杂的三维湍流流动,湍流速度在空间上存在随机涨落, 从而形成了显著的速度梯度,在钢液粘性力作用下通过内摩擦不断地将湍流动能 转化为分子运动的动能。湍动能(m2/s2)和湍动能耗散率(m2/s3)是用来表征湍 流的两个重要参数。湍动能是衡量湍流发展或衰退的指标,定义式为:k =顷2 妃 " :) (1)q \ x y z /式中,u L、u 'y、u \分别为X、y、z三个方向上的脉动速度,需要说明本研究中PIV获得的速度场结果为二维速度场,因此u'z为零。湍动能耗散率是指在分子粘性作用下由湍流动能转化为分子热运动动能的速率, 通常以单位质量流体在单位时间内损耗的湍流动能来衡量。因此,湍动能耗散率 可以定义为:dkdt如图2所示,钢包内部湍流动能及其耗散率(即搅拌功率,两者单位不同,数值 相差1000倍)的分布,集中在下降管下方和靠近上升管的地方湍动能及其耗散 率较大。基于上述研究方法开发了椭圆形浸渍管技术,并应用于首钢股份公司迁安钢铁公 司210t RH精炼设备。与圆形浸渍管相比,达到了如下表所示指标。表1两浸渍管条件下RH指标对比性能指标圆形浸渍管椭圆形浸渍管 浸渍管面积1.33 m22.35 m2真空度67 Pa、循环气流量2400 NL/min条件下的循环流量184 t/min273 t/min最大循环量184 t/min288 t/min脱碳至30 ppm的时间11.5 min8.0 min脱碳至13 ppm的时间16.5 min12.5 min 成熟程度及推广应用情况:已经经过实验室试验和工业应用;项目实现了RH精炼的高效化、洁净化、精准化生产,并为智能化生产打下基础,经鉴定达到了国际先进水平。项目成果已应用于首钢等企业的生产实践, 经济效益和社会效益显著,具有广泛的应用前景。本成果的应用推动了我国关键钢铁产品的自主研发、质量提升和产业升级,促进了京津冀地区的协同发展,为一带一路沿线国家的的建设与发展做出了贡献;期望技术转移成交价格(面谈)投资估算和经济效益分析:项目实现了 RH精炼的高效化、洁净化、精准化生产,并为智能化生产打下 基础,经鉴定达到了国际先进水平,为企业创造了良好的经济效益。成果亮点:1、通过水模型测量可知,混匀时间是一个和位置有关的物理量,研究中务 必说明混匀时间是在钢包哪里的混匀时间才有实际意义。目前的文献报道中,大 多数只报道一个混匀时间的数值,而没有说明具体的测量位置。2、 通过测量得到搅拌强度,进而得出了测量的混匀时间和测量的搅拌强度 的关系式。3、 提出使用新型RH浸渍管,其特征为上升管仍采用圆形,下降管为椭圆 形,在下降管处增大其垂直于两浸渍管排列方向的直径,使下降管的截面积大于 上升管的截面积(1-2倍),减弱钢水经下降管对钢包底部的冲击,同时增大钢水经上升管涌入真空室的速度,能够在提高冶炼效率的同时延长钢包内衬的使用 寿命。4、 首次提出采用PIV速度测量结果得到搅拌功率的方法。对比湍流脉动强 度在钢包内的分布,发现在不同的方向上湍流脉动强度差别很大,最大可达到4.3倍,得出了 RH精炼过程中钢包内的湍流运动过程为各向异性。
太阳风中磁流体湍流的特征和本质
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
该项目对太阳风湍流的研究作出了系统的贡献,发表文章9篇,被SCI收录7篇,引用249次,共分4个子项目。子项目1首次以自恰方式阐明了太阳风质子受到加热的现象和湍流功率谱向-5/3幂律驰豫及谱突变频率减小的现象。提出太阳风中磁流体起伏是一种非完全发展湍流的新概念。所建立的湍流传输方程和太阳风加热理论及其对质子加热的解释,是该课题唯一被国际学术界长期引用的理论,所发展的概念和方法开辟了新的更加完整的处理湍流的道路,推动了美国Delaware大学的小组、法国Meudon天文台的小组对太阳风湍流作更深入的研究。子项目2首次发现太阳风中的密度、温度和磁场强度的相对起伏振幅与湍流马赫数同数量级,否定了当时学术界广泛引用的“近似不可压力论”的基本假设。提出起伏是由于压力平衡结构与快磁声波共同产生的,满意的解释了观测现象,促进了位于美国Iowa大学的有关小组建立在不均匀背景上的数值模拟。子项目3首次建立了包括阿尔芬波和传输结构的两组元模型。子项目4是一篇210页的评论文章(或专著),主要总结了该项目和国际学术界研究的进展。该文被评价为“是填充了空间物理领域中的一个重要的空白”。
找到4项技术成果数据。
找技术 >时空斑图与湍流的动力学行为及控制和同步
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
1、在螺旋波动力学的研究中,课题组发现了一批新的现象:螺旋波波头运动的新规律、一类新的分段螺旋波、2维螺旋波中存在易损区等;提出了同步和控制螺旋波的新方案:螺旋波反向同步方案和用螺旋外力消除系统螺旋波的控制方案;研究了复杂外力作用下的螺旋波动力学,对于全面了解动力学理论记忆双层系统中螺旋波同步有非常重要的作用;研究了不一致双层系统中的螺旋波动力学,研究结果可以用来解释肠胃节律的失常。2、在湍流动力学及光在大气湍流中传输的研究中,(1)通过构造非高斯相位屏和数值模拟,研究了对数泊松型非高斯随机相位屏及对象质的影响;(2)对存在阵发性的时变湍流随机模型进行了深入的研究,给出了Lévy型随机相位屏以及单屏的点扩展函数,得到随机源是具有“阵发性”的随机过程的结论。(3)对传统湍流壳模型的动力学行为的进一步研究,得到了一批新的结果。3、在非线性系统的混沌和混沌控制及同步的研究中,(1)建立了耦合双振子模型并研究了该模型中的经典混沌以及量子对应特性,这对于研究经典和量子混沌的对应有很重要的意义;(2)将控制混沌的嵌入方法用于一个具有两耦合的标准映像之中,发现这个方法可以迅速的使混沌轨道进入目标岛,且控制不受外部弱噪声的影响;(3)提出了一种多次混沌打靶的新方法来控制混沌,该方法远优于OGY方法;(4)提出了参数不确定混沌系统自适应同步的新方法,能够适用于所有动力学混沌系统;(5)提出了异结构自适应广义投影同步控制思路和方法,同步后两个混沌系统的拓扑结构一致,可以有效的应用于数字信号保密通信;(6)对于分数阶混沌系统进行了一系列的研究并取得了系列成果:建立了一个新的分数阶超混沌系统并针对此系统提出了三种同步方法、建立了分数阶共轭CHEN混沌系统并设计了实现该系统的一种新的传递函数电路单元、针对分数阶广义Lorenz系统提出了一个实现分数阶算符的新的电子线路单元。
基于地震海洋学的南海东北部海洋内波和湍流混合研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
内波和湍流混合是海洋中普遍存在的中小尺度动力学过程,对海水特征分布、大洋热盐环流以及全球气候变化起着重要作用。我国南海东北部海域广泛发育着海洋内波和湍流混合等海洋学现象,但海洋观测的高难度和高成本是阻碍其研究的主要障碍。近年来诞生的地震海洋学,为研究海洋中小尺度过程及相互关系提供了新的可视化方法。本申请以南海东北部为重点研究区域,开展基于地震海洋学的内波和湍流混合研究,就有可能通过“解剖一个麻雀”,建立内波能级、湍流耗散率和湍流混合率的反射地震估算方法,揭示内波和湍流混合与海底地形和中尺度涡旋之间的关系。该项研究将推进地震海洋学在定量研究中小尺度海洋学现象中的作用,将为研究海洋能量传递过程和混合过程参数化提供可靠的海量数据,对海洋模式及气候变化具有重要科学意义,对海洋生态环境、潜艇航行、海洋工程等也具有重要的实用价值
RH精炼功能提升关键技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业和实现工业化的支柱产业。钢的高效化、洁净化、稳定化和智能化生产是钢铁企业生存和发展的方向。钢铁生产过程中,根据钢种的不同,所采用的精炼工艺和设备也不同。其中,RH真空精炼 工艺具有高效、高洁净的生产特点,广泛应用于IF钢和硅钢为代表的冷轧钢种、 管线钢为代表的热轧钢种、以及轴承钢为代表的特殊钢种的生产。因此,提升 RH真空精炼的效率和能力能够一方面缩短各高品质钢种的精炼时间,更好地与 高拉速连铸相匹配,提升生产效率,另一方面能够更好地脱碳和去除夹杂物,提 升产品质量,这两方面都能够给钢铁企业带来很好的效益。根据几何相似和动力学相似建立了对应实际RH模型比例为1: 5的RH物理模型。 利用PIV技术测量流场,示踪粒子选用空心SiO2微球,获得了RH水模型钢包和真空室内中心纵截面上的速度矢量分布,并根据速度场分布计算出对应的湍动能 及其耗散率的分布;在RH水模型钢包内布置监测点,在加入示踪粒子(饱和NaCl 溶液)的同时开始测量监测点处电导率的变化,获得电导率变化曲线后,将电导 率变化在土5%之内的时间为混匀时间,密集布置监测点并多次重复测量,得到整 个钢包中心纵截面上的混匀时间分布。根据上述方法分别研究吹气流量、真空室 压力、吹气孔数对RH内部流场特性及混匀状态的影响。在原物理模型基础上改变浸渍管的形状,分别设计两浸渍管均为椭圆管RH、两浸渍管中上升管为圆管下降管为椭圆管RH以及标准圆管对比RH水模型,研究浸 渍管形状对流场特性及混匀状态的影响。两浸渍管均为椭圆管时,能够增大液体 的循环流量,降低钢包整体的混匀时间;当只改变下降管形状,选用椭圆管作为 下降管时,能够起到增大钢水涌入真空室的速度同时降低钢水对钢包底部的冲击 的效果。通过工业实验,对某超低碳钢RH全精炼过程进行密集取样,分别取圆管和椭圆 管RH冶炼的钢样分析,检测钢中碳含量。对比得到,使用两椭圆形浸渍管对提 高RH循环流量具有显著作用,能够在较短的时间内将钢中碳含量降到很低的程 度,起到缩短冶炼时间的效果,提高了生产效率。项目技术方案如图1所示。RH内钢液的流动时一个复杂的三维湍流流动,湍流速度在空间上存在随机涨落, 从而形成了显著的速度梯度,在钢液粘性力作用下通过内摩擦不断地将湍流动能 转化为分子运动的动能。湍动能(m2/s2)和湍动能耗散率(m2/s3)是用来表征湍 流的两个重要参数。湍动能是衡量湍流发展或衰退的指标,定义式为:k =顷2 妃 " :) (1)q \ x y z /式中,u L、u 'y、u \分别为X、y、z三个方向上的脉动速度,需要说明本研究中PIV获得的速度场结果为二维速度场,因此u'z为零。湍动能耗散率是指在分子粘性作用下由湍流动能转化为分子热运动动能的速率, 通常以单位质量流体在单位时间内损耗的湍流动能来衡量。因此,湍动能耗散率 可以定义为:dkdt如图2所示,钢包内部湍流动能及其耗散率(即搅拌功率,两者单位不同,数值 相差1000倍)的分布,集中在下降管下方和靠近上升管的地方湍动能及其耗散 率较大。基于上述研究方法开发了椭圆形浸渍管技术,并应用于首钢股份公司迁安钢铁公 司210t RH精炼设备。与圆形浸渍管相比,达到了如下表所示指标。表1两浸渍管条件下RH指标对比性能指标圆形浸渍管椭圆形浸渍管 浸渍管面积1.33 m22.35 m2真空度67 Pa、循环气流量2400 NL/min条件下的循环流量184 t/min273 t/min最大循环量184 t/min288 t/min脱碳至30 ppm的时间11.5 min8.0 min脱碳至13 ppm的时间16.5 min12.5 min 成熟程度及推广应用情况:已经经过实验室试验和工业应用;项目实现了RH精炼的高效化、洁净化、精准化生产,并为智能化生产打下基础,经鉴定达到了国际先进水平。项目成果已应用于首钢等企业的生产实践, 经济效益和社会效益显著,具有广泛的应用前景。本成果的应用推动了我国关键钢铁产品的自主研发、质量提升和产业升级,促进了京津冀地区的协同发展,为一带一路沿线国家的的建设与发展做出了贡献;期望技术转移成交价格(面谈)投资估算和经济效益分析:项目实现了 RH精炼的高效化、洁净化、精准化生产,并为智能化生产打下 基础,经鉴定达到了国际先进水平,为企业创造了良好的经济效益。成果亮点:1、通过水模型测量可知,混匀时间是一个和位置有关的物理量,研究中务 必说明混匀时间是在钢包哪里的混匀时间才有实际意义。目前的文献报道中,大 多数只报道一个混匀时间的数值,而没有说明具体的测量位置。2、 通过测量得到搅拌强度,进而得出了测量的混匀时间和测量的搅拌强度 的关系式。3、 提出使用新型RH浸渍管,其特征为上升管仍采用圆形,下降管为椭圆 形,在下降管处增大其垂直于两浸渍管排列方向的直径,使下降管的截面积大于 上升管的截面积(1-2倍),减弱钢水经下降管对钢包底部的冲击,同时增大钢水经上升管涌入真空室的速度,能够在提高冶炼效率的同时延长钢包内衬的使用 寿命。4、 首次提出采用PIV速度测量结果得到搅拌功率的方法。对比湍流脉动强 度在钢包内的分布,发现在不同的方向上湍流脉动强度差别很大,最大可达到4.3倍,得出了 RH精炼过程中钢包内的湍流运动过程为各向异性。
太阳风中磁流体湍流的特征和本质
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
该项目对太阳风湍流的研究作出了系统的贡献,发表文章9篇,被SCI收录7篇,引用249次,共分4个子项目。子项目1首次以自恰方式阐明了太阳风质子受到加热的现象和湍流功率谱向-5/3幂律驰豫及谱突变频率减小的现象。提出太阳风中磁流体起伏是一种非完全发展湍流的新概念。所建立的湍流传输方程和太阳风加热理论及其对质子加热的解释,是该课题唯一被国际学术界长期引用的理论,所发展的概念和方法开辟了新的更加完整的处理湍流的道路,推动了美国Delaware大学的小组、法国Meudon天文台的小组对太阳风湍流作更深入的研究。子项目2首次发现太阳风中的密度、温度和磁场强度的相对起伏振幅与湍流马赫数同数量级,否定了当时学术界广泛引用的“近似不可压力论”的基本假设。提出起伏是由于压力平衡结构与快磁声波共同产生的,满意的解释了观测现象,促进了位于美国Iowa大学的有关小组建立在不均匀背景上的数值模拟。子项目3首次建立了包括阿尔芬波和传输结构的两组元模型。子项目4是一篇210页的评论文章(或专著),主要总结了该项目和国际学术界研究的进展。该文被评价为“是填充了空间物理领域中的一个重要的空白”。
找到4项技术成果数据。
找技术 >时空斑图与湍流的动力学行为及控制和同步
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
1、在螺旋波动力学的研究中,课题组发现了一批新的现象:螺旋波波头运动的新规律、一类新的分段螺旋波、2维螺旋波中存在易损区等;提出了同步和控制螺旋波的新方案:螺旋波反向同步方案和用螺旋外力消除系统螺旋波的控制方案;研究了复杂外力作用下的螺旋波动力学,对于全面了解动力学理论记忆双层系统中螺旋波同步有非常重要的作用;研究了不一致双层系统中的螺旋波动力学,研究结果可以用来解释肠胃节律的失常。2、在湍流动力学及光在大气湍流中传输的研究中,(1)通过构造非高斯相位屏和数值模拟,研究了对数泊松型非高斯随机相位屏及对象质的影响;(2)对存在阵发性的时变湍流随机模型进行了深入的研究,给出了Lévy型随机相位屏以及单屏的点扩展函数,得到随机源是具有“阵发性”的随机过程的结论。(3)对传统湍流壳模型的动力学行为的进一步研究,得到了一批新的结果。3、在非线性系统的混沌和混沌控制及同步的研究中,(1)建立了耦合双振子模型并研究了该模型中的经典混沌以及量子对应特性,这对于研究经典和量子混沌的对应有很重要的意义;(2)将控制混沌的嵌入方法用于一个具有两耦合的标准映像之中,发现这个方法可以迅速的使混沌轨道进入目标岛,且控制不受外部弱噪声的影响;(3)提出了一种多次混沌打靶的新方法来控制混沌,该方法远优于OGY方法;(4)提出了参数不确定混沌系统自适应同步的新方法,能够适用于所有动力学混沌系统;(5)提出了异结构自适应广义投影同步控制思路和方法,同步后两个混沌系统的拓扑结构一致,可以有效的应用于数字信号保密通信;(6)对于分数阶混沌系统进行了一系列的研究并取得了系列成果:建立了一个新的分数阶超混沌系统并针对此系统提出了三种同步方法、建立了分数阶共轭CHEN混沌系统并设计了实现该系统的一种新的传递函数电路单元、针对分数阶广义Lorenz系统提出了一个实现分数阶算符的新的电子线路单元。
基于地震海洋学的南海东北部海洋内波和湍流混合研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
内波和湍流混合是海洋中普遍存在的中小尺度动力学过程,对海水特征分布、大洋热盐环流以及全球气候变化起着重要作用。我国南海东北部海域广泛发育着海洋内波和湍流混合等海洋学现象,但海洋观测的高难度和高成本是阻碍其研究的主要障碍。近年来诞生的地震海洋学,为研究海洋中小尺度过程及相互关系提供了新的可视化方法。本申请以南海东北部为重点研究区域,开展基于地震海洋学的内波和湍流混合研究,就有可能通过“解剖一个麻雀”,建立内波能级、湍流耗散率和湍流混合率的反射地震估算方法,揭示内波和湍流混合与海底地形和中尺度涡旋之间的关系。该项研究将推进地震海洋学在定量研究中小尺度海洋学现象中的作用,将为研究海洋能量传递过程和混合过程参数化提供可靠的海量数据,对海洋模式及气候变化具有重要科学意义,对海洋生态环境、潜艇航行、海洋工程等也具有重要的实用价值
RH精炼功能提升关键技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业和实现工业化的支柱产业。钢的高效化、洁净化、稳定化和智能化生产是钢铁企业生存和发展的方向。钢铁生产过程中,根据钢种的不同,所采用的精炼工艺和设备也不同。其中,RH真空精炼 工艺具有高效、高洁净的生产特点,广泛应用于IF钢和硅钢为代表的冷轧钢种、 管线钢为代表的热轧钢种、以及轴承钢为代表的特殊钢种的生产。因此,提升 RH真空精炼的效率和能力能够一方面缩短各高品质钢种的精炼时间,更好地与 高拉速连铸相匹配,提升生产效率,另一方面能够更好地脱碳和去除夹杂物,提 升产品质量,这两方面都能够给钢铁企业带来很好的效益。根据几何相似和动力学相似建立了对应实际RH模型比例为1: 5的RH物理模型。 利用PIV技术测量流场,示踪粒子选用空心SiO2微球,获得了RH水模型钢包和真空室内中心纵截面上的速度矢量分布,并根据速度场分布计算出对应的湍动能 及其耗散率的分布;在RH水模型钢包内布置监测点,在加入示踪粒子(饱和NaCl 溶液)的同时开始测量监测点处电导率的变化,获得电导率变化曲线后,将电导 率变化在土5%之内的时间为混匀时间,密集布置监测点并多次重复测量,得到整 个钢包中心纵截面上的混匀时间分布。根据上述方法分别研究吹气流量、真空室 压力、吹气孔数对RH内部流场特性及混匀状态的影响。在原物理模型基础上改变浸渍管的形状,分别设计两浸渍管均为椭圆管RH、两浸渍管中上升管为圆管下降管为椭圆管RH以及标准圆管对比RH水模型,研究浸 渍管形状对流场特性及混匀状态的影响。两浸渍管均为椭圆管时,能够增大液体 的循环流量,降低钢包整体的混匀时间;当只改变下降管形状,选用椭圆管作为 下降管时,能够起到增大钢水涌入真空室的速度同时降低钢水对钢包底部的冲击 的效果。通过工业实验,对某超低碳钢RH全精炼过程进行密集取样,分别取圆管和椭圆 管RH冶炼的钢样分析,检测钢中碳含量。对比得到,使用两椭圆形浸渍管对提 高RH循环流量具有显著作用,能够在较短的时间内将钢中碳含量降到很低的程 度,起到缩短冶炼时间的效果,提高了生产效率。项目技术方案如图1所示。RH内钢液的流动时一个复杂的三维湍流流动,湍流速度在空间上存在随机涨落, 从而形成了显著的速度梯度,在钢液粘性力作用下通过内摩擦不断地将湍流动能 转化为分子运动的动能。湍动能(m2/s2)和湍动能耗散率(m2/s3)是用来表征湍 流的两个重要参数。湍动能是衡量湍流发展或衰退的指标,定义式为:k =顷2 妃 " :) (1)q \ x y z /式中,u L、u 'y、u \分别为X、y、z三个方向上的脉动速度,需要说明本研究中PIV获得的速度场结果为二维速度场,因此u'z为零。湍动能耗散率是指在分子粘性作用下由湍流动能转化为分子热运动动能的速率, 通常以单位质量流体在单位时间内损耗的湍流动能来衡量。因此,湍动能耗散率 可以定义为:dkdt如图2所示,钢包内部湍流动能及其耗散率(即搅拌功率,两者单位不同,数值 相差1000倍)的分布,集中在下降管下方和靠近上升管的地方湍动能及其耗散 率较大。基于上述研究方法开发了椭圆形浸渍管技术,并应用于首钢股份公司迁安钢铁公 司210t RH精炼设备。与圆形浸渍管相比,达到了如下表所示指标。表1两浸渍管条件下RH指标对比性能指标圆形浸渍管椭圆形浸渍管 浸渍管面积1.33 m22.35 m2真空度67 Pa、循环气流量2400 NL/min条件下的循环流量184 t/min273 t/min最大循环量184 t/min288 t/min脱碳至30 ppm的时间11.5 min8.0 min脱碳至13 ppm的时间16.5 min12.5 min 成熟程度及推广应用情况:已经经过实验室试验和工业应用;项目实现了RH精炼的高效化、洁净化、精准化生产,并为智能化生产打下基础,经鉴定达到了国际先进水平。项目成果已应用于首钢等企业的生产实践, 经济效益和社会效益显著,具有广泛的应用前景。本成果的应用推动了我国关键钢铁产品的自主研发、质量提升和产业升级,促进了京津冀地区的协同发展,为一带一路沿线国家的的建设与发展做出了贡献;期望技术转移成交价格(面谈)投资估算和经济效益分析:项目实现了 RH精炼的高效化、洁净化、精准化生产,并为智能化生产打下 基础,经鉴定达到了国际先进水平,为企业创造了良好的经济效益。成果亮点:1、通过水模型测量可知,混匀时间是一个和位置有关的物理量,研究中务 必说明混匀时间是在钢包哪里的混匀时间才有实际意义。目前的文献报道中,大 多数只报道一个混匀时间的数值,而没有说明具体的测量位置。2、 通过测量得到搅拌强度,进而得出了测量的混匀时间和测量的搅拌强度 的关系式。3、 提出使用新型RH浸渍管,其特征为上升管仍采用圆形,下降管为椭圆 形,在下降管处增大其垂直于两浸渍管排列方向的直径,使下降管的截面积大于 上升管的截面积(1-2倍),减弱钢水经下降管对钢包底部的冲击,同时增大钢水经上升管涌入真空室的速度,能够在提高冶炼效率的同时延长钢包内衬的使用 寿命。4、 首次提出采用PIV速度测量结果得到搅拌功率的方法。对比湍流脉动强 度在钢包内的分布,发现在不同的方向上湍流脉动强度差别很大,最大可达到4.3倍,得出了 RH精炼过程中钢包内的湍流运动过程为各向异性。
太阳风中磁流体湍流的特征和本质
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
该项目对太阳风湍流的研究作出了系统的贡献,发表文章9篇,被SCI收录7篇,引用249次,共分4个子项目。子项目1首次以自恰方式阐明了太阳风质子受到加热的现象和湍流功率谱向-5/3幂律驰豫及谱突变频率减小的现象。提出太阳风中磁流体起伏是一种非完全发展湍流的新概念。所建立的湍流传输方程和太阳风加热理论及其对质子加热的解释,是该课题唯一被国际学术界长期引用的理论,所发展的概念和方法开辟了新的更加完整的处理湍流的道路,推动了美国Delaware大学的小组、法国Meudon天文台的小组对太阳风湍流作更深入的研究。子项目2首次发现太阳风中的密度、温度和磁场强度的相对起伏振幅与湍流马赫数同数量级,否定了当时学术界广泛引用的“近似不可压力论”的基本假设。提出起伏是由于压力平衡结构与快磁声波共同产生的,满意的解释了观测现象,促进了位于美国Iowa大学的有关小组建立在不均匀背景上的数值模拟。子项目3首次建立了包括阿尔芬波和传输结构的两组元模型。子项目4是一篇210页的评论文章(或专著),主要总结了该项目和国际学术界研究的进展。该文被评价为“是填充了空间物理领域中的一个重要的空白”。