径流式有叶涡轮流量特性预测及试验研究

介绍一般的涡轮流量计算方法,分析其不足之处.在此基础上,经考察涡轮流道上各种气体状态参数间的关系,提出一种通过联立方程预测涡轮流量特性的方法,并给出了该方法的求解过程.用该方法与涡轮台架试验相结合确定了流量系数随工况的变化关系,利用这种关系预测了几个径流式有叶涡轮的流量特性.试验表明,该方法是可行的,并且有较高的准确性.     

可变阻尼减振器外特性仿真与试验

分析了所开发的可变阻尼减振器的工作原理和阀系特性。根据流体力学缝隙流动、管嘴流动及并联管路流量计算理论,推导出阻尼力计算公式,用MATLAB建立了可变阻尼减振器的数学模型,通过仿真得到了示功图和速度特性,并按照减振器台架试验标准QC/T545进行了试验,得到了外特性试验数据。将仿真结果和试验数据进行比较,证明应用并联管路流量计算理论建立的数学模型正确可靠,符合实际要求,准确地描述了阻尼力随行程变化的特性,可用于可变阻尼减振器的设计和性能预测。     

变几何涡轮特性拟合的数学模型

本文通过对涡轮特性曲线的物理意义和几何特征的分析,提出了适用于喷嘴安装角可调的涡轮流量特性和效率特性的拟合模型,并提出了一种新的计算方法来确定拟合数学模型中的待定参数。用该模型拟合了某发动机变几何动力涡轮的特性。与原节点数据相比,流量和效率特性拟合回代值的平均相对误差分别为0.675％和0.534％。另外,又拟合了某定几何高压涡轮的流量特性,平均相对误差值为0.638％,其结果令人满意。     

双进气口无叶蜗壳径流向心式涡轮的性能研究

本文研究了双进气口无叶蜗壳径流向心式涡轮在全进气和部分进气条件下流量和效率的变化,提出了计算这种涡轮在变工况下的效率特性和流量特性的方法。用该法所得的计算值与实测值吻合较好。     

考虑转捩的气冷涡轮气热耦合仿真

以NASA-MARKⅡ跨音速涡轮叶片以及某低压涡轮导叶为例进行了考虑转捩的气热耦合计算. 首先开发了有限差分气热耦合求解器,采用直接耦合方法进行流固区域的数据传递,并采用AGS代数转捩模型来预测叶片表面的转捩流动现象. 然后以NASA-MARKⅡ叶片的5411号试验工况为例对该转捩模型进行了验证,对比表明AGS模型能够预测叶片表面的转捩流动过程,所预测的叶片表面温度分布与对流换热系数分布和实验值吻合较好. 最后采用该耦合求解器对某双腔内冷以及尾缘劈缝的低压涡轮进行气热耦合计算,对叶片的热负荷进行了分析.      

基于神经网络的混凝土泵车发动机万有特性建模与工况优化

将底盘传动系纳入发动机动力系统,提出混凝土泵车发动机万有特性模型的现场测试方法。利用BP神经网络建立某型号混凝土泵车发动机的万有特性模型,并以此为依据对该型号混凝土泵车工况进行优化,获得4种工况下与液压系统最佳匹配的发动机转速。试验结果表明:利用BP神经网络建立的某型号混凝土泵车发动机万有特性模型最大相对误差仅为2.31%;建模方法简单、精度高,以该模型为依据优化后的发动机工况节油效果明显,最大可节油11.67%。     

人工神经网络在水泵性能预测中的应用

分析了影响水泵机组性能变化的主要因素;根据泵性能与各因素之间的关系,利用BP人工神经网络构建了水泵性能的预测模型;以某轴流泵试验数据为样本,BP人工神经网络为工具,对轴流泵模型进行了泵扬程及效率性能指标与流量、叶片角度等相关因素间的性能预测研究.预测结果表明,将该模型用于轴流泵性能参数预测,不仅可以提高预测精度,而且可以缩短试验时间,降低试验成本.     

基于GT-Power的某汽油机低速性能提研究

应用GT-Power软件建立了某汽油机的整机结构仿真模型,利用该模型对发动机的外特性进行仿真模拟,将仿真结果与试验数据进行对比,验证了该模型的准确性.在此基础上,对该汽油机的进气歧管长度、凸轮轴型线、可变气门正时、进气道结构等参数进行调整与优化,以提升该发动机低速的扭矩、降低外特性最低比油耗.并通过试验验证了方案的可行性,为产品的性能提升指明了方向、降低开发成本.     

基于四象限法的跨声速压气机非设计点损失分析

基于流线曲率法发展了一种适用于跨声速压气机性能预测的高精度模型,对最小损失攻角及非设计点损失预测模型进行了修正.提出了一种非设计点损失分析方法——四象限法,结合该方法对跨声速压气机的损失构成进行了重新定义,对不同工况的损失特点开展了深入分析,在一定程度上揭示了跨声速压气机的损失分布和增长规律.采用新发展的模型对某高负荷跨声速转子进行了详细的计算,并与实验数据进行对比.结果表明,发展的性能预测模型和损失分析方法能够较为可靠地预测全流量工况下跨声速转子的总体性能与气动参数沿展向的分布,为跨声速压气机的特性预测提供了新的思路,具有较强的借鉴意义和工程实用价值.     

基于环形拓扑自适应差分进化算法优化神经网络的压气机流量特性预测

为提升轮机模拟器中柴油机非额定工况下的仿真精度,提出一种基于有限数据的混合方法来预测多工况下的压气机流量特性.该方法采用一种基于环形拓扑差分进化算法来优化三层前馈神经网络参数,利用有限的给定工况下的流量特性数据,预测压气机流量特性曲线.采用神经网络来拟合压气机流量特性的非线性映射关系,利用差分进化算法优化调整神经网络的连接权重、连接偏置、连接开关等难以调整的重要参数.仿真结果表明,基于有限数据的方法可较好地拟合船舶压气机流量特性,采用环形拓扑的自适应差分进化算法优化调整神经网络的重要参数具有一定的有效性.本文提出的混合方法具有更好的泛化能力和搜索精度,可作为处理类似预测问题的有效手段.     

喷灌与滴灌两用自吸泵设计与分析

首先介绍了泵的现代多工况设计理论,并对其广义和狭义的范畴进行了定义.明确了狭义多工况设计的设计准则和优化目标.然后根据某具体两用自吸泵的喷灌与滴灌的时间比例,建立了以总能量消耗最小为优化目标的两用自吸泵两工况优化设计方法.在此基础上根据传统设计方法预测得到所有可能的性能曲线,为满足两工况的设计目标,根据蜗壳对泵性能的影响进一步对蜗壳的设计进行了调整.应用计算流体动力学软件(CFD)对设计得到的自吸泵进行数值模拟分析,分析结果表明:该泵运行时,流线和压力分布均匀,满足大流量滴灌和小流量喷灌的设计要求,且外特性曲线达到设计要求,故所设计的喷灌与滴灌两用自吸泵满足设计要求.     

可变截面废气涡轮增压器控制系统数学建型

废气涡轮增压技术是内燃机节能减排、提高升功率的重要途径之一。该文针对特定结构可变截面废气涡轮增压器,采用解析法,建立了永磁直流电机数学模型、减速机构数学模型、复位弹簧扭矩模型、摩擦阻力力矩模型、四杆连接机构的数学模型,并在上述工作的基础上,基于牛顿第二定律,建立了可变喷嘴废气涡轮增压器控制系统数学模型,为可变截面废气涡轮增压器控制系统的结构设计、性能分析,控制律的设计奠定了理论基础。     

小转速工况下轴流涡轮非设计性能预测方法

基于轴流涡轮部件设计点气动参数与相应几何尺寸,发展了一种计算现代涡扇发动机高、低压涡轮部件特性逐排计算方法,完成了相应的计算程序编制;并将其应用于两个型号发动机高压涡轮部件特性预测.计算结果与实验数据比较表明,作为一种近似方法具有可接受的工程精度,尤其适合于预测发动机涡轮部件小转速状态特性,为现代涡扇/涡喷发动机起动过程模拟与分析提供了模型基础.     

离心泵流量输出的控制方法

本文从离心泵运行工况出发,分析了离心泵在实际操作过程性能特性曲线随流量发生变化时的变化规律。通过对离心泵在各种变工况条件下的采用的流量调节控制方法的分析比较,可找出适合于离心泵在运行工况的最佳流量调节方法,达到合于合理地选择泵型号,并在泵的实际运行过程中切实有效地提高能量转化利用率。     

冷水机组变流量性能预测模型与实验研究

为实现在冷水机组结构参数缺乏的条件下,对冷水机组变流量工况下的性能进行准确预测,提出了一种将冷水机组未知结构参数集总并基于少量机组实测数据获取模型参数的建模方法,建立了相应的冷水机组变流量性能预测模型.通过搭建冷水机组变流量实验装置并进行实验,获得其模型参数并对机组变流量性能进行了模拟与实验对比.结果表明:该建模方法的模型参数获取简便,模型性能预测精度较高,制冷量、COP等系统性能参数偏差在10%以内,能较好地表征冷水机组变流量工况下的性能变化规律.冷冻水流量从额定流量的100%降至42.8%时,冷水机组制冷量减小8.6%,COP减小8.8%;冷却水流量从额定流量的100%降至24.2%时,冷水机组制冷量减小1.8%,COP减小14.8%,可为空调系统的变流量优化运行提供指导.     

汽车散热器的性能分析及翅片结构优化

运用CFD方法对某型汽车管带式百叶窗散热器进行性能分析及翅片结构优化,建立某型汽车散热器单周期翅片组模型并对其进行不同风速工况下的三维模拟计算。基于计算结果设置某型散热器多孔介质的物性参数,将该散热器仿真计算结果与试验结果进行对比,验证该方法的可行性。通过综合性能评价因子j/f~(1/3)研究并找出本次研究百叶窗翅片中,综合性能最佳的翅片,利用上诉方法计算最佳结构翅片整体散热器的换热特性和阻力特性。研究结果表明:多孔介质模型计算结果与试验结果比较吻合,验证了这种散热器研究方法的可行性。本次研究百叶窗翅片结构中综合性能最佳的翅片结构是间距2.4 mm,开窗角度27°。     

水涡轮机械单位工作参数方程

根据水涡轮机械的工作原理,对几何相似的水涡轮机械,导出了其单位工作参数所必须满足的方程.同时导出了水涡轮机械水力效率参数方程.这些方程反映了水涡轮机械各运行工况下,单位工作参数间的关系以及该工况的水力效率.它们对水涡轮机械的性能预测有一定的作用,也是水涡轮机械优化设计中较重要的参数水力效率.     

直喷汽油机涡轮增压性能匹配的三线工况数值模拟法

涡轮增压器与汽油机数值匹配的传统研究主要侧重于外特性工况,但单一的外特性工况匹配合理不能保证涡轮增压器与汽油机在整个工作范围都匹配合理。针对涡轮增压器数值匹配过程中仅研究外特性工况的局限,阐述了三线工况法的基本原理,通过GT-Power软件建立一款直喷涡轮增压汽油机的全负荷热力学模型,并将该模型向部分负荷工况扩展为适用于三线工况法的热力学模型,最后将热力学模型应用于3款增压器的匹配研究。结果表明:三线工况法可直观地反映出原增压器与发动机在整个工作范围的匹配问题,利用此评价方法重新选配增压器后,可提升增压器与发动机在整个工作范围的匹配性能。三线工况法克服了仅研究外特性工况的局限,为预选及优化增压器提供了一种数值评价方法。     

冷成型不锈钢部件力学性能的精确预测

冷加工截面构件的制作过程导致材料的力学性能和强度有明显的改变．本文提出了精确预测不锈钢材料和冷加工材料力学性能的研究结果．首先,本文对不锈钢材料提出了一种新的应力-应变关系模型,这种模型可以精确预测全范围内的拉应变和压应变．新的应力-应变模型采用3个基本的Ramberg—Osgood参数,并基于对已有试验数据的详细分析来定义．在论文的第二部分,提出了预测冷加工材料的应力-应变性能的有限元模型．该方法中,通过对压弯成形截面制作过程的数值模拟,以及在随后对Coupon测试的有限元模拟中以加工过程中所导致的残余应力和等效塑性应变作为初始状态,解释了冷加工材料的应力-应变性能．这种方法能够预测冷加工材料的拉伸和压缩的应力-应变性能．新提出的应力-应变模型以及有限元方法的精度通过和试验得到的应力-应变曲线的对比进行了验证．所提出的有限元方法和新的应力-应变模型可以在将来应用到原始材料和冷加工材料的关系中．     

某型号高速列车M车的振动舒适性分析

研究了如何在高速列车设计阶段预测机车振动舒适特性.首先采用ANSYS建立某型号高速列车M车的有限元模型,在MATLAB中采用频域法对功率谱密度进行处理;然后以轨道水平不平顺为例进行瞬态分析模拟出高速列车在运行时的整车响应,采集地板上某些节点加速度响应数据,进行相关处理后得出了M车对应的舒适度和平稳性指标.这种方法使理论设计阶段进行有效地评价高速列车在不同运行工况下的振动特性和旅客乘坐舒适性成为可能