增压柴油机进气管压力波预测的研究

本文在考虑进气管系压力波传递的基础上,针对6135z涡轮增压柴油机的性能,研究了进、出口均存在压力波的压气机之边界条件处理方法。文中还简介了整机性能预测、排气管系的计算站位分布图,分析和验证了计算结果,在改进6135z的进气系统上也取得了一定效果。     

深海扬矿泵内部非定常流体径向力研究

基于深海扬矿泵是深海采矿系统的关键设备,泵内部流动较复杂,无法用公式对流体径向力进行理论计算等,采用试验和数值模拟方法对其作用规律以及产生机理进行研究。首先,对泵内流场进行定常数值计算。然后,进行非定常数值计算,得到泵内压力和径向力的时域和频域图。研究结果表明:在对泵内流场进行定常数值计算时,发现扬程、功率和效率的模拟值与试验值较吻合,从而验证了数值模拟方法的可行性;叶轮和导叶的动静干涉是泵内产生压力脉动和不平衡径向力的重要原因;泵内压力和径向力均呈周期性脉动;叶轮内的压力脉动周期和主频与导叶的叶片数相关,导叶内的压力脉动周期和主频与叶轮叶片数相关,而两者的径向力脉动周期和主频则均与叶轮叶片数相关。     

排气管特征线计算法CAD基础

0概述 用充排法模拟涡轮增压柴油机的一个严重缺点是将脉冲涡轮增压系统当作简单热力控制体,忽略气体状态参数沿管长度上空间位置的变化.而实际上在脉冲涡轮增压系统中,废气能量是以压力波形式传播的.因此管子每端的任何瞬时压力必定是不同的.忽略沿管长不同位置空间处气体状态参数的差异而引入的误差值取决于乐力波沿管道的传播长度.压力波传播的时间间隔以曲轴转角度数计.间隔愈短,误差就愈小.小型高速发动机,特别是小型高速脉冲涡轮增压发动机属于这种情况。大型柴油机的排气压力波传播时间可能长一些,不计压力波动会引入明显误差,特别也是运转于相当高的转速     

多缸柴油机进气管三维定常湍流流场数值分析

采用任意拉格朗日 欧拉 (ALE)法 ,对多缸柴油机进气管管内流动进行三维稳态可压缩湍流数值模拟 .计算物理模型针对实际进气管形状 ,湍流模型采用k ε双方程模型 ,进出口边界采用给定压力边界条件 .以某一非增压 6缸柴油机进气管为例 ,对 6分支歧管出口同时打开的情况获得了速度场 ,揭示了进气管管内流动特性 ,为进一步进行各缸进气不均匀性分析奠定了基础 .     

变埋深条件下土中爆炸成坑效应

为了研究在变埋深情况下,炸药在土中爆炸成坑和伴随的应力波传播规律,利用自由场化爆试验和数值模拟相结合的方法,研究了土中装药不同埋设深度爆炸效应问题,描述了爆炸成坑宏观破坏现象,给出了土中压力和实测波形,并对测试结果进行了分析,得到了土中爆炸成坑的经验公式和压力传播规律。在自由场实验和数值模拟的基础上,得到了变埋深条件下应力波在土中传播规律、爆炸成坑半经验公式、半封闭爆炸阶段弹坑半径预估公式。     

多缸柴油机进气管三维定常湍流流场数值分析

采用任意拉格朗日－欧拉（ＡＬＥ）法,对多缸柴油机进气管管内流动进行三维稳态可压缩湍流数值模拟。计算物理模型针对实际进气管形状,湍流模型采用ｋ－ε双方程模型,进出口边界采用给定压力边界条件。以某一非增压６缸柴油机进气管为例,对６分支歧管出口同时打开的情况获得了速度场,揭示了进气管管内流动特性,为进一步进行各缸进气不均匀性分析奠定了基础。     

应力波在落叶松活立木中的传播规律

【目的】探究应力波在落叶松活立木中的传播形式和传播规律,为人工林材质预测评估提供理论基础。【方法】依据固体介质中的应力波传播理论和弹性力学理论,基于活立木的正交各向异性假定,利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件对应力波在活立木中传播的波阵面进行了模拟计算,并通过试验验证数值模拟方法的合理性。【结果】应力波传播波阵面在开始阶段为倾斜曲线(二维)或倾斜曲面(三维),且曲线和曲面都弯向脉冲力输入点,随着距离的增大,波阵面倾斜度逐渐减小,直至最后与活立木的长度方向近似垂直,即应力波在活立木中由三维膨胀波传播形式逐渐转向准平面波传播形式; 波阵面倾斜度的减小速度随着活立木直径的减小而加快; 传播距离对波速没有影响,波速总体上随着直径的增大而增加。最后,通过试验验证,证明了这种数值模拟研究应力波在活立木中传播规律的方法是可行的。【结论】通过数值模拟手段研究应力波在活立木中的传播规律以及直径和传播距离对波速的影响是合理可行的,直径和传播距离都会对应力波在活立木中的传播形式及规律造成影响,但二者对波速的影响不同。     

核反应堆蒸汽发生器两相流不稳定性现象规律、研究方法及应用

核反应堆蒸汽发生器二次侧的流动不稳定现象不仅会影响控制系统，而且会使设备结构的压力边界疲劳损坏。两相流不稳定性的表现形式多样、影响因素众多、机理复杂、研究方法种类多，一直是蒸汽发生器和两相流领域的经典问题之一。首先，该文介绍了两相流不稳定性的常见分类和3种典型不稳定性的机理，包括流量漂移、密度波型脉动和压力降型脉动。其次，从守恒方程出发，总结了各种研究方法。再次，系统性总结了3种典型不稳定性的研究现状，并重点介绍了清华大学核能与新能源技术研究院堆工团队的工作。然后，该文提出了使用新无量纲数描述复杂过热系统，包括两相数、过热数、无量纲泵数和无量纲旁通数，明确和统一了Froude数、摩擦数、管长和管径等对密度波型脉动的影响规律，并解释了此前研究中矛盾的结论。同时，该文给出了有关模型简化和边界条件对稳定边界影响的理论推导和证明，并明确了实验室小规模单管或简化并联管试验段及工程验证试验回路与实际核电厂蒸汽发生器及二回路系统之间的替代条件。最后，该文介绍了高温气冷堆示范工程(high temperature gas-cooled reactor-pebble bed module, HTR-PM...     

不同轮缘间隙下混流泵旋转失速特性

为了研究不同轮缘间隙下混流泵的旋转失速特性,基于k-ε湍流模型,SIMPLEC算法和六面体结构化网格,对混流泵内部流场进行数值模拟,轮缘间隙分别为0.2,0.5和0.8 mm,对比3种不同轮缘间隙下混流泵的外特性、失速工况下的内部流场及混流泵内各个监测点处的压力脉动变化。研究结果表明:当轮缘间隙为0.5 mm时,数值模拟与试验结果较为吻合,模拟结果可靠。在3种不同间隙下,外特性曲线的近失速工况点和深度失速工况点都一致,且当轮缘间隙为0.8 mm时,混流泵的流量-扬程曲线的正斜率特性最明显。随着轮缘间隙的增大,从近失速工况到深度失速工况,叶轮出口的旋涡数都有所增加,且当间隙为0.2 mm时,旋涡数增加最多。同时,轮缘泄漏涡的形态轨迹也发生较大的变化,当间隙为0.8 mm时,泄漏涡尺度得到大幅度的增强。在近失速工况时,在同一间隙下,压力脉动在不同流道中呈现相似的周期性变化,只是相邻监测点之间呈现出较大的相位差,符合失速团的传播规律。随着间隙增大,由于失速团数量的增加,压力脉动曲线呈现出不同的传播变化规律。     

锚杆锚固结构中导波传播的数值模拟

用理论分析、数值模拟和实验测试的方法研究了自由锚杆和锚固锚杆中的波传播特性.研究结果显示在测试激发波的频率范围内(10～100 kHz),锚杆中传播的波是一个和边界条件相关的导波,不同频率的波在锚杆中传播的速度不同.同时分析了采用有限元模拟锚杆中传播的导波时网格密度对模拟结果精度的影响.模拟体波时一般要求在波传播方向上的N值(一个波长内的单元数)大于20,但模拟杆状结构中的导波传播时N值要大于30,并且径向(垂直波传播方向)的N要求比轴向(波传播方向)N值更大.而且模拟不同频散特性的波需要用不同的N值,也就是说对于同一频率的波,频散越大,所需要的N值亦越大.实验室对自由锚杆和锚固锚杆的测试结果与数值模拟的结果取得了很好的一致性.     

煤体冲击破碎中应力波传递规律的研究

依据相似材料模拟原理,针对性地选择了相似材料,模拟了煤体的结构,在研制的煤岩冲击破碎实验台上进行了冲击破碎试验,为确定煤体中冲击应力波的传播规律,冲击参数与煤体性质的动态响应提供了必要的试验数据。     

矿井巷道掘进过程中含水构造附近岩体温度场的模型试验研究

分析含水构造附近渗流作用影响下的热扩散理论,采用典型的流-固耦合相似材料配比和相似模拟试验架,完善光栅温度、渗透压力监测系统。对含水构造附近的巷道掘进进行试验模拟,对掘进过程中围岩变形和渗流边界条件改变引起的渗流场、温度场的变化规律进行分析。研究结果表明:含水构造附近的岩体具有明显的低温异常特征;掘进过程中,水体附近渗透压力显著降低,岩体的热对流作用随巷道开挖逐步加强,岩体温度逐步降低,但水体的温度影响范围变化较小;通过Peclet数的对比分析,为探测矿井突水提供了一种新途径;对巷道掘进中的岩体温度场进行数据拟合,得出温度法预报的经验公式,为岩体温度法探水提供了可靠的试验依据。     

内燃机谐振增压的影响因素和变化

谐振增压系统中的进气压力波与小振幅波类似,用力学—声学类比方法对谐振增压进行了物理原理的研究,证明了系统的力学品质因素对谐振曲线的形态有重要影响.文中考察了系统各尺寸之间的关系及对压力波初相位的牵制,提出了调整压力波幅值与初相位角的途径.在谐振转速点上肯定得不到最高充气效率,本文给出了缩小两者间差距的有效方法.试验结果证明了理论分析中的结论.     

基于动力拟序涡模型的水波三维大涡模拟

利用大涡模拟理论数值模拟了规则波和不规则波的传播过程,采用动力拟序涡黏性亚格子应力模型进行波高及速度场的模拟.计算结果表明,模型对水波的波高及由波产生的流体速度分布模拟结果与解析值符合良好,且精度较高.对比分析了人工海绵层及Sommerfeld辐射型耦合边界条件与仅采用Sommerfeld辐射型边界条件对水波数值模拟精度的影响.结果表明动力拟序涡粘性模型可以准确地模拟水波传播特性.     

内燃机增压系统一维非定常非均匀质量添加模型

通过对ＭＰＣ增压系统支管入流处的压力、速度和密度的二维可压有限元计算结果的分析,提出了内燃机增压系统一维非定常非均匀质量添加模型．计算和实验表明,该模型不仅克服了一般模型采用特征线法计算时流量误差较大的缺点,而且具有较高的排气压力波预测精度,即使对于组合式ＭＳＥＭ增压系统这样复杂的流动,计算流量误差小于２％,而且具有较高的计算效率     

输电线路杆塔接地装置冲击特性的模拟原理

降低输电线路杆塔接地装置的冲击接地电阻是减小输电线路雷电故障的一种有效方法。用电磁场理论和相似理论论述了杆塔接地装置冲击特性的模拟原理，得出了用模拟试验方法研究接地装置的冲击特性时各相关量之间的模拟比例关系和火花放电效应的模拟准则。在一套复杂的模拟试验系统中得到的模拟试验结果与真型试验结果吻合得较好。     

水平井蒸汽辅助重力驱物理模拟相似准则及应用

针对水平井蒸汽辅助重力驱,在建立沿水平井井筒方向上有质量和能量损失的一维多相管流数学模型的基础上,利用相似理论中的方程分析法和量纲分析法推导出了水平井蒸汽辅助重力驱的34个相似准则数,并总结、重新组合出6个主要相似准则数。选用辽河油田现场数据,利用推导出的主要相似准则数群计算得到了高压比例模型的模型参数,并利用该高压比例模型,通过室内三维物理模拟试验优选注采参数。试验结果表明,蒸汽干度和注蒸汽速度是影响水平井蒸汽辅助重力驱成功与否的主要因素,必须保证较高的蒸汽干度和注蒸汽速度,最佳注蒸汽速度建议维持为采液速度的0.67~0.83倍(采注比1.2~1.5)。     

人体胆道系统中压力波传输的模拟实验

以相似理论为基础,建粒并验证了模拟人体胆道系统模型,以ＤＺ－５型振荡仪为压力波振荡源,采用微机Ａ／Ｄ动态测试系统,在模拟人体胆道系统模型实验台上,开展了压力波传输规律、奥狄斯（Ｏｄｄｉｓ’）括约肌功能的研究,同时进行了振荡排石实验。验证并完善了理论分析提出的振荡排石机理。建议对失去括约肌功能的患者在振荡治疗时采取在预置Ｔ管中放置单向阀。振荡排石参数的优化、脉频对排石的影响有待进上步的探讨。     

惯性增压在小型高速柴油机上的应用

武汉水运工程学院与湖北省柴油机厂、石首县拖拉机厂、湖南衡阳市民运处等单位协作,用惯性增压的方法提高小型高速柴油机的功率和降低油耗等方面取得了良好的效果。原理:惯性增压柴油机较未增压的多一个空气稳压箱,进气管的长度长了一些,其它结构未作任何改变。由于进气管加长了,就可以充分利用进气管内气流的波动效应和惯性效应,使进气过程终了时,气缸内的压力得到提高,进入气缸内的空气量得到增加,因此,在提高循环     

基于特征线法的输气管道泄漏瞬态仿真与分析

针对气体管道可能发生的泄漏工况,基于气体管道瞬变流动模型,结合泄漏边界条件,计算得到泄漏后管道任一位置压力流量随时间的变化规律,并通过模型法实时计算泄漏位置。结果表明:未泄漏稳态计算时,公式法和模型法的计算结果基本相同。管道泄漏后会产生负压波,导致全线压力降低,泄漏点上游流量增大,下游流量减小。压力波先后传播到管道首末端,在传播到管道首末端时会发生反射,随着压力波反射次数的增加,管内压力和流量会逐渐达到稳定状态。气体管道发生泄漏后,压力波向上下游传播,在各点产生的压力波幅呈指数规律衰减。利用管道泄漏后稳定状态时的起终点压力和流量结果计算得到的定位结果与真实值更接近。