在描述气泡聚并的碰撞筒(Collision Tube)理论中,气泡沿碰撞方向的横截面积及其所携带的湍动能是决定碰撞速率的两个关键点。在气液鼓泡流动中,随着气泡体积增大,气泡形状由球形向椭球形、球帽形转变,其相应的投影面积也发生变化。由于气泡对液相的强烈作用,液相湍流中剪切湍流和由气泡尾涡诱导的湍流涡漩二者共存,并且在不同的时空范围内对即将发生碰撞的气泡所携带的湍动能产生影响。针对Prince and Blanch聚并模型中的球形气泡假定和剪切湍流作用,本研究建立了考虑气泡形状和气泡诱导湍流的气泡聚并过程动力学模型,并基于群体平衡模型进行了模拟。研究结果表明,在气泡聚并模型中考虑气泡形状变化、气泡诱导湍流和剪切湍流的共同作用,能够准确捕捉气液鼓泡流动中气泡的尺寸分布特征,并且能够进一步影响气液两相的动力学特性预测结果。
为提高管道环焊缝超声衍射时差法(time of flight diffraction,TOFD)扫描图谱在背景信号干扰、样本量不均衡等情况下的缺陷识别效果,提出了一种改进的YOLOv5s网络模型.针对管道环焊缝TOFD图谱中缺陷形态不规则的特点,通过引入可变形卷积...
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为提高管道环焊缝超声衍射时差法(time of flight diffraction,TOFD)扫描图谱在背景信号干扰、样本量不均衡等情况下的缺陷识别效果,提出了一种改进的YOLOv5s网络模型.针对管道环焊缝TOFD图谱中缺陷形态不规则的特点,通过引入可变形卷积,使得网络自适应缺陷自身的形状特点,提高TOFD图谱中不规则缺陷的特征提取能力;针对TOFD扫描图谱中直通波和底面波等干扰波形对缺陷识别的影响,通过在网络不同深度分别添加自注意力机制,引导网络关注缺陷细微特征的同时抑制界面波对缺陷识别的影响;针对实际样本中各类缺陷不均衡的情况,采用SlideLoss损失函数代替原损失函数,提高网络对样本量较少的裂纹类缺陷的识别精度.对比试验结果表明,改进后的网络能够抑制TOFD图谱复杂背景干扰,提高样本不均衡条件下的识别率.相比原网络,整体平均识别率均值(mean Average Precision,mAP)和裂纹类缺陷的平均识别率(Average Precision,AP)分别提高了8.2%和7.3%.
采用有限元法分别对锂离子电池的荷电状态(state of charge,SOC)、内部缺陷(气泡缺陷、析锂缺陷和浸润不完全缺陷)与超声透射特性之间的影响规律进行了仿真分析。首先,利用Voronoi多边形建立了锂离子电池内部的多层多孔结构;其次,在仿...
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采用有限元法分别对锂离子电池的荷电状态(state of charge,SOC)、内部缺陷(气泡缺陷、析锂缺陷和浸润不完全缺陷)与超声透射特性之间的影响规律进行了仿真分析。首先,利用Voronoi多边形建立了锂离子电池内部的多层多孔结构;其次,在仿真过程中,通过改变正负极材料的力学参数(杨氏模量和密度)实现了锂离子电池不同荷电状态下超声透射特性的提取。仿真结果表明,随着荷电状态的增加,快纵波的声强幅值和慢纵波的声强幅值均呈现线性增加的规律,慢纵波的渡越时间呈现线性减小的规律。随后,对锂离子电池内部不同缺陷形式进行仿真分析。通过对比正常电池和缺陷电池的声透射信息可以发现:当锂离子电池底部存在气泡缺陷时,透射信号的声强幅值显著衰减,且随着气泡厚度的增加,声强幅值的衰减也在增加;此外,随着气泡位置的改变,透射信号的声强幅值也呈现规律性变化;当锂离子电池内部存在析锂缺陷时,透射信号的声强幅值和渡越时间均随着析锂厚度的增加而逐渐减小;当锂离子电池内部存在浸润不完全缺陷时,仿真模型将退化为单相多孔介质,频域中也只存在一个频率成分,且声强幅值存在衰减。研究内容解决了用有限元法对锂离子电池荷电状态、内部缺陷进行模拟处理的问题,且慢纵波波速的仿真结果与理论结果吻合良好。
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