流体参数对航空发动机液压管路振动特性的影响

考虑了黏弹性系数和脉动流因素,采用牛顿法建立了航空发动机液压管路在基础激励下的非线性流固耦合振动数学模型,并将方程进行了无量纲化.根据梁模型横向弯曲振动模态函数,采用Galerkin法将运动方程在模态空间内展开,利用Matlab和Mathematica软件数值仿真,分析研究了航空发动机液压管路的流体压力、流速、轴向力等参数对振动特性的影响.最后通过实验验证了所得结论与理论相符合.     

管间距对矩形翅片椭圆管换热管束性能的影响

采用标准k-ε模型,就横向管间距和纵向管间距对矩形翅片椭圆管换热管束流动换热性能的影响进行分析.研究发现:横向管间距是主要影响因素,纵向管间距的影响较小;横向管间距越大,等压降约束条件下的综合性能越差;扰流孔的存在强化横向管间距和纵向管间距的作用,开设扰流孔使得管束综合性能有所下降.     

振动对管内流体对流传热影响实验研究

利用实验的方法研究了水平圆管在高频低振幅的横向振动条件下,管内流体的传热特性,分析了不同振动参数对管内流体传热的影响.针对振动对传热影响的研究使用实验测量的振动加速度进行频谱分析得出共振频率.结果表明:随着振动频率的增加管内对流换热系数先增大,达到峰值(共振频率下)后迅速减小,最终趋于稳定;随着振动加速度的增大,管内对流换热系数增大,且振动频率对传热的影响要强于振动加速度.传热强度最高提升14.94%.此外,根据实验结果拟合了Nu增强率关联式,将拟合结果与实验值进行比较,误差最大在8.02%左右,可为工程实际应用提供参考.     

脉动流场下波壁管内流体流动与换热特性

强化换热是实现绿色低碳发展和提升综合竞争力的有效途径,符合当前"碳中和"的理念.利用数值模拟的方法对脉动流场下波壁管内流体的流动与换热特性进行分析研究.研究发现,当脉动频率很低时,出口截面速度分布类似于稳态时的抛物线分布,而当脉动频率较大时,在波壁管的主流区速度梯度较低,在近壁面处速度梯度很大.脉动流场下无反向流与有反...     

二维不可压缩粘性流体绕钝体流动的数值模拟

钝体绕流和流至振动问题是流体力学的经典研究课题之一.钝体的尾迹流动伴随着复杂的分离和漩涡脱落现象.绕流作用在物体上的纵向和横向流体动力载荷会诱发弹性结构的振动响应.就此,介绍了钝物体绕流的基本特征和典型二维不可压缩粘性流体的圆柱绕流特性.     

气液两相流诱发顺列双圆柱升力功率谱特性研究

两相流诱发管束振动的研究尚处于起步阶段,研究气液两相流中串联双圆柱的诱发振动特性,有助于理解管束中管子之间相互影响机理,对于进一步研究复杂管束中的流体诱发振动现象具有重要意义,为此对受到垂直向上气液两相流横向冲刷的顺列双圆柱所受的升力进行了实验研究．实验中来流雷诺数的范围为１．６×１０４～８×１０４,截面含气率的范围为０～０．３０,管间距比Ｌ／Ｄ等于２．０、３．０、４．０．实验结果表明：在一定的试验范围内,在含气率小于０．１５的情况下,当管间距比等于４．０时,每个圆柱的脉动升力功率谱图都存在峰值,而管间距比等于２．０、３．０时,只有后面的圆柱升力功率谱图上有峰值;当含气率大于０．１５时,两根圆柱脉动升力功率谱图的峰值消失;雷诺数对功率谱特性的影响相对较小．     

管道泵压力脉动及振动的研究

为了研究管道泵内部的非定常压力脉动与振动的关系,采用商业软件对一比转速为221的管道泵进行内部全流场三维非定常数值模拟,计算得到不同流量工况下蜗壳内部及蜗舌附近区域的压力脉动特性.通过分析数值计算发现非设计工况下的压力脉动强度高于设计工况,蜗舌区域的压力脉动强度最大,叶片与蜗舌的动静干涉是产生压力脉动的主要原因;同时论证了压力脉动与蜗舌的螺旋角有关,非设计工况下的液流角与蜗舌螺旋角产生偏离,导致液流与蜗舌的强烈撞击.通过振动试验发现:非设计工况下的振动强度高于设计工况,叶频及其倍频是振动的主要激励频率,蜗舌附近区域的振动强度高于远离蜗舌区域,压力脉动的发展趋势与振动强度的发展趋势基本符合.这表明了压力脉动是管道泵产生振动的主要激励源.     

波浪管内二次流动数值分析

为获得波浪管内更精确的流场分布以进一步明确其强化换热的机理,本文采用湍流模型和壁面处理方法对波浪管换热器进行了数值模拟。通过对不同工况下波浪管内流场的计算,分析了波浪管内二次流的形成机理、发展过程以及其对波浪管换热器换热特性和阻力特性的影响。结果表明:波浪管内不存在严格意义上的层流,在极低雷诺数下也会形成二次流;波浪管内的二次流动会产生2种对阻力特性和换热特性贡献不同的涡,这2种涡的大小和分布会随湍流化程度的升高而改变,从而导致波浪管的强化换热能力和相对阻力也随之发生变化。     

浮头式废热锅炉工艺气传热特性的试验研究

浮头式废热锅炉工艺气侧的传热过程属于辐射状扩缩流横向冲刷管束的强迫对流换热，这种对流换热既不同于定截面流的横向冲刷管束的换热，又不同于一般的变截面流的横向冲刷管束的换热，文中用大比例尺（Ｍ１：２）模型测定了该换热过程的对流放热系数与雷诺数间的关孔试验结果表明这种流动方式强化了对流换热过程，辐射状扩压流的放热系数比平行流横向冲刷错列管束的放热系数增加１６％，而辐射状收缩流横向冲刷管束的放热系数比平行流横向冲刷错列管束的放热系数则增加４０％左右。     

渡槽整体结构环境激励模态试验

为获得渡槽整体结构动力特性,开展单向SIMO法、双向MIMO法环境激励模态试验,选用增强频域分解法识别纵向、横向、竖向、横竖双向模态参数.结果表明:2种方法识别出的模态大多数谱峰明显、识别效果较好;纵向模态以排架结构振动为主,槽身整体平动或转动或不动;前4阶横向模态以排架结构振动为主,槽身整体平动或转动或横摇,第5阶模...     

螺旋纵流管壳换热器的传热机理与实现

为了节省能源,提高管壳式换热器的热交换效率,在介质入口封头加装螺旋形折流板、介质出口封头加装旋转螺旋片,形成了一种新型高效管壳式换热器.采用强化传热椭圆换热管加工成螺旋形组成管束作为主要换热元件,改变换热器的结构形式和流程,形成壳程介质螺旋形流动方式,达到壳程内介质流量和管程内介质流量的合理匹配.理论分析和热工试验测试结果表明:椭圆螺旋管束换热器总传热系数高于普通换热器的总传热系数,并且加工成本降低,换热器体积减小,达到了节省能源、降低制造成本的目的,是换热器发展的一个新方向.     

介质圆锥对数螺旋天线特性的理论研究

采用有限元-边界积分方程方法(FE-BI)分析了不同结构参量对介质体上的圆锥对数螺旋天线性能的影响。首先对比了同样结构和工作频率下介质圆锥对数螺旋天线与普通圆锥螺旋天线方向图的差异, 然后分析了圆锥参量和螺旋参量对介质圆锥天线的影响, 最后在给定的介质参量下, 仿真得出辐射特性较好的螺旋天线结构参量。     

大型混流式水轮机小负荷工况振动研究

研究了大型混流式水轮机小负荷工况下运行的振动．在小负荷工况下运行，水轮机转轮进口冲角很大，由此产生脱流，形成叶道涡，在尾水管形成涡带，涡带压力脉动引起了水轮机的振动．通过对小负荷区的试验研究，提出了小负荷区振动的解决办法．     

多锥构型摩擦元件带排扭矩影响因素分析

为了降低变速装置的带排扭矩功率损失,以典型三锥摩擦副为研究对象,考虑表面张力和表面构型的影响,建立多锥构型摩擦元件带排转矩分析模型,通过数值方法讨论了变速装置中润滑油黏度、分离间隙、润滑油流量、多锥摩擦元件构型参数等对带排扭矩的影响.研究结果表明随着相对转速的增大,带排扭矩先增大后减小,带排扭矩存在最大值.润滑油的黏温特性、润滑油流量、分离间隙、摩擦元件锥角对带排扭矩的影响较大.设计不等锥角构型可以降低多锥构型的带排扭矩.      

换热器螺旋管冷凝换热的数值模拟与实验研究

为了研究换热器螺旋管的冷凝传热性能,对R22制冷剂使用VOF模型在螺旋直径为300mm、螺距为19.52mm、管道直径为9.52mm的换热器螺旋管进行了数值模拟,分析了换热器螺旋管的流场分布特性,研究了流体流速和饱和温度对螺旋管内换热性能的影响。通过实验研究了不同参数对螺旋管内换热性能的影响,对数值模拟的准确性进行验证。实验结果表明,在不同流体流速时冷凝换热系数的模拟数据与实验数据之间的相对误差为3%-11%,在不同饱和温度时冷凝换热系数的模拟数据与实验数据之间的相对误差为3%-8%,说明数值模拟方法和结果是合理的。该研究为螺旋管换热器的设计优化以及空调热水器一体机的节能损耗给予了一些参考。     

管束阻力对凝汽器流动和传热性能的影响

通过对一大型电站凝汽器及一模型凝汽器的准三维数值仿真，研究了管束阻力对凝汽器真空、压降、壳侧换热系数分布的影响．采用3种典型关系式对管束阻力影响的敏感性进行了分析，将模型凝汽器的压降及电站凝汽器的热流密度的计算结果与相关试验数据进行了对比．结果表明，管束阻力对凝汽器的真空和压降有较大影响，对凝汽器壳侧换热系数的分布也有一定影响．     

模拟循环系统中的主动脉流间接测量

模拟循环系统主动脉内的流量波动很大,采用流量计直接测量受管道直径、管壁厚度、流量计量程等因素制约,不利于对不同研究对象进行模拟.文中提出一种利用压力信号间接测量主动脉流的方法.首先利用不同的Windkessel模型对模拟体循环系统进行建模,然后分别以主动脉压和动脉压作为输入变量和观测变量,利用扩展卡尔曼滤波器对模型参数和主动脉流进行联合估计.流量的估计精度采用均方根误差指标进行评估.结果表明,四元Windkessel模型可以很好地描述系统的动态性能并估计流量,为心血管装置的定量分析和测试提供了新的方法.     

复合材料锥柱结合壳的自由振动分析

用改进的传递矩阵法分析了变厚度的复合材料锥柱结合壳的自由振动问题，推广了传递矩阵法，导出了每一个壳元的封闭形式的传递矩阵．对于正交对称铺层的层合薄壳，其一阶微分方程可以采用传递矩阵法表示．     

Analysis of condenser shell side pressure drop based on the mechanical energy loss

The condenser performance is strongly affected by the tube arrangement.The steam pressure drop in the tube bundle influences the condenser back pressure,which is an important indicator of the condenser performance used to compare different condenser tube arrangements.The condenser shell side pressure drop is studied here using the mechanical energy loss of the steam flow in the condensers.The mechanical energy loss is due to the flow resistance of the tube bundle and the steam condensation.Three typical tube arrangements are analyzed numerically.The results show that a higher condenser shell side pressure drop for different tube arrangements always corresponds to a larger mechanical energy loss.The mechanical energy loss is mainly in the periphery of the tube bundle,indicating that the flow pattern and the mechanical energy losses are markedly determined by the tube bundle profile.The condenser shell side pressure drop can be reduced by reducing the total mechanical energy loss when the steam enters the tube bundle more uniformly.Thus,a well designed tube arrangement will reduce the mechanical energy loss,and also the shell side pressure drop.     

叶片包角对离心泵流场及脉动特性的影响

针对离心泵非定常流动压力脉动特性,采用滑移网格的大涡模拟技术对叶片包角分别为95°,100°,105°,108°的4副叶轮进行数值模拟.分析了叶片包角对离心泵水力性能、叶轮出口"射流-尾迹"、测点压力脉动频谱特性和叶轮径向力的影响关系.结果表明:随着包角的增大,离心泵的水力性能下降;包角适当增大,会使叶轮射流-尾迹流动结构变弱.在设计工况下,蜗舌附近测点压力脉动最大;在蜗壳螺旋段压力脉动强度沿流动方向逐渐变弱,而在叶轮流道内压力脉动沿流动方向逐渐增强,在叶轮出口处达到最大;而离心泵叶轮所受径向力随着包角的增大而减小,适当地增大包角可以提高离心泵运行的可靠性.