保角变换离心式叶片绘型的新方法

针对传统设计中扭曲离心叶轮叶片绘型仅凭设计人员手工操作难以保证相对流线的设计精度和质量的问题,采用插值方法推导出两类相对流线的插值方程以满足不同的设计要求,保证设计人员根据叶轮的比转速和叶片数给定符合要求的叶片包角,或者保证叶片安放角基本按线性规律变化.该扭曲叶片绘型方法避免了手工绘型的盲目性和随意性,提高了叶片绘型的精确度,改善了叶片的水力性能.     

离心式固液两相流泵叶片边界层动量积分

离心式固液两相流泵叶片的边界层的理论分析，可以为分析流体在叶片表面沿程阻力提供基础，进一步也可以为确定叶片型线提供理论依据。建立了离心式固液两相流泵叶片边界层方程，为求解含有固体扰动项的粘性流体的边界层方程，引入了固相扰动因子和边界层厚度系数，它是进一步分析固液两相流泵叶片边界层及叶片解析设计的基础，同时也降低了由于边界条件的构造和构造含有扰动项的动量积分方程及其求解的难度。     

混流泵叶轮的正反问题迭代法设计及流动分析

提出了用正反问题迭代法设计混流泵叶轮的新方法。该方法能够有效地弥补传统方法设计叶片时轴面流动的计算仅满足流体连续方程的缺陷,同时考虑了叶片形状对轴面流场计算的影响。通过两类相对流面迭代求解流体连续方程与运动方程,完成设计叶轮的正问题计算。采用逐点积分法进行叶片骨线绘型,在轴面上加厚叶片,在保角变换平面内修圆叶片头尾部,完成反问题设计。正反问题迭代计算直至收敛,最终完成混流泵叶轮的设计。采用SIMPLEC算法,通过求解Navier-Stokes方程和RNGk-ε湍流模型方程,模拟了混流泵叶轮内的三维流场,获得了叶轮内的速度与压力分布。结果表明:正反问题迭代方法设计的叶片对于水流的控制能力增强,叶轮内部流动稳定,压力分布均匀,具有更优的水力性能。     

双曲型叶片的数控加工模型研究

给出双曲型点构成的叶片工作面的解析方程,并用主曲率方法给出了刀具参数、数控加工中的步长和行距的定量计算模型,最后用等螺距叶片工作面算例验证本文所供方法不但确保了叶片工作面造型精度,而且大大地提高了加工效率．     

非惯性参考系下旋转叶片系统的动力响应

对于旋转叶片的动力学分析,本文在Euler-Lagrange方程的基础上,考虑了刚体和弹性体耦合运动的关系建立了叶片的动力学方程,方程中的刚度阵是一个时变矩阵,文中应用了Matlab语言对叶片的位移响应进行了仿真,从而揭示了刚体运动对弹性体位移响应的影响。     

考虑弯扭耦合旋转叶片的动力学分析

应用拉格朗日方程建立了旋转柔性叶片非线性动力学控制方程.文中考虑了由于质量偏心所造成的弯曲与扭转振动的耦合,并假设了弯曲与扭转的一价振型对方程进行了离散,通过数值仿真给出了旋转运动所产生的叶片端部弯曲位移及转角位移,揭示了在叶片扭转刚度较大时,转角位移非常小.本文所建立的动力学方程可用于考虑弯扭耦合时实际旋转叶片的动力...     

一种新型螺杆式真空泵等螺距内凹转子型线

通过分析现有特殊爪型转子型线与单头螺杆内凹转子型线的构成特点,设计出了一种新型螺杆式真空泵等螺距内凹爪型转子型线。这种转子由两对称的叶片组成,每个叶片型线有七段曲线组成。通过数学推导得到了该型线完整的端面方程,导出了该型线的面积利用系数和抽速的公式,为进一步的研究奠定了理论基础。根据这种型线的特点可知新型等螺距内凹转子型线具有较好的动平衡性。最后利用Solidworks软件绘制出了这种转子的三维实体模型,通过模拟啮合验证了端面型线的正确性。     

垂直轴风轮机叶片气动特性模拟与分析

利用Gambit前处理软件,建立了翼型面为NACA4412的小型H型垂直轴风力发电机叶片的二维流场模型．在连续性方程、N-S方程及k-ε模型的基础上,采用了多重坐标系（MRF）计算模型,利用Fluent软件模拟了流场内翼型截面的受力和速度分布情况,得到了攻角为20。时NACA4412翼型风机的空气动力学特性．     

气轮机叶片振动响应的数值分析

求解叶片强迫振动方程的难点在于定量确定叶片的激振力和选用合适的计算模型·针对这一问题,应用薄壳理论,建立了气轮机叶片的应变 位移非线性关系,给出了激振力的形式;应用虚功原理得到了带有较大弯曲和扭转变形的叶片受迫振动方程,再应用振型迭加法求出叶片的振动响应方程,得到了叶片的共振响应条件·结合具体算例,分析了叶片的振动响应及共振响应,结果表明,气轮机叶片振动响应主要取决于叶片固有频率、振动模态、激振频率、激振力(谐波分量)等因素,叶片的非共振响应曲线为拍,当固有频率ω、激振力频率ωe和激振力沿叶片周向移动的角速度ωN间的关系为ω=ωe=nωN(n=1,2,…,∞)时,叶片发生共振·     

转子叶片撞击瞬态响应分析

以某型航空发动机高压压气机一级转子叶片为模型,采用解析方法,建立了正常工作中的转子叶片受折断叶片撞击时的动力学方程.确定了系统的边界条件,给出了受撞击叶片对冲击载荷响应的解析表达式,从而使得转子叶片受到来自内部折断叶片撞击时的瞬态响应可以被解析地获得.最后,通过一个算例进行了正常工作中的转子叶片受折断叶片撞击时的瞬态响应分析.计算结果表明:当发动机转速为10 000 r/min,撞击位置距叶根0.05 m,撞击时间0.02 s时,该长、宽、厚分别为0.07 m0、.03 m、0.005 m的转子叶片在撞击脉冲力作用下撞击点的最大瞬态位移可达0.002 92 m,不容忽视.     

离心叶轮背叶片的直径计算

在化工泵、渣浆泵的离心式叶轮盖板外侧设置的背叶片,由于缺乏计算背叶片直径的规范及方法,造成确定这一参数的随意性,降低了背叶片应有的水力功能.以旋转流体内流体压力分布规律为基础,通过数学分析与定量积分运算,获得在后盖板外侧设置背叶片和前、后盖板外侧均设置背叶片的2种叶轮结构中,为完全平衡叶轮轴向力,背叶片直径所应满足的代数求解方程,该方程可以准确确定背叶片几何尺寸,避免了背叶片结构设计中的随意性.     

水平轴风机旋转叶片非线性动力学模型的建立及分析

 对不同风速下水平轴风力发电机旋转叶片的非线性动力学问题进行了研究,将水平轴风力发电机的旋转叶片简化为做定轴转动的柔性旋转悬臂梁,同时考虑叶片的气动力、弹性力和惯性力,建立了脉动风速作用下水平轴风力发电机旋转叶片的非线性动力学模型,利用牛顿定律建立了转动坐标系下叶片的动力学方程,并利用Galerkin离散方法将系统的运动偏微分方程离散为常微分方程。针对1/2亚谐共振-1:3内共振情形,考虑到方程中存在二次非线性项,采用渐进摄动法对该方程进行摄动分析,将其转化为直角坐标下的平均方程。通过数值模拟,得到这种共振情况下的二维相图、三维相图、波形图和频谱图,分析了风速的变化对旋转叶片振动的影响。数值结果表明,随着风速的增大,系统会重复呈现周期运动—混沌运动—周期运动。     

混合溶剂提取水葫芦叶绿素动力学模型

对水葫芦叶片所含叶绿素的提取动力学进行了实验研究。考察了在甲醇与丙酮混合溶剂叶绿素提取动力学行为。借助连串反应模式建立了叶绿素提取动力学方程,该方程能很好地描述从水葫芦叶片中提取叶绿素动力学特性,为水葫芦提取叶绿素过程开发提供了基础数据。     

叶片延迟发光衰减方程的研究

由叶片延迟发光的双曲线衰减方程出发,对双曲线衰减方程进行修正,得到了延迟发光的衰减参数"1/p"随时间变化的结论;并初步探讨了延迟发光衰减与衰减参数1/p之间的关系,这些结果表明叶片延迟发光与生物系统内部组织存在密切联系,为揭示叶片延迟发光的特性和物理机理提供了依据.     

航空发动机压气机叶片的非线性振动问题

本文研究了航空发动机压气机叶片的非线性振动问题．将叶片简化为功能梯度材料的悬臂薄壁梁,因为是稳态气流,利用一阶活塞理论来计算气动力．考虑几何大变形的影响,利用Hamilton原理建立了叶片的非线性偏微分运动方程．运用Galerkin方法对方程进行一阶离散得到常微分控制方程．考虑1：1：1内共振情况,利用高阶多尺度法对控制方程进行摄动分析．基于平均方程,通过数值仿真模拟不同气流流速下旋转叶片的动态响应,得到相图、波形图和频谱图．结果表明：气流流速对系统动力学特性有重要影响,随着气流流速的增加,系统会呈现倍周期运动、周期运动、混沌运动等多种复杂动力学行为．     

叶片气弹耦合建模与分岔分析

颤振是指弹性结构体系外部扰流的流线体诱发的自激振动。本文建立了单叶片系统的气弹耦合状态空间方程;对状态方程进行了数值分析,采用中心流形和规范型相结合的非线性分析方法对气弹耦合模型进行了稳定性分析,计算得出了霍普夫分岔的类型。     

散点数据曲面拟合的应用

提出了用双三次 B样条曲面拟合方法来拟合混流式水轮机叶片 ,再现了水轮机叶法的外形 ,并详细地给出了叶片曲面的方程 ,为数控加工叶片提供了极大的方便     

成型面叶片型面的数学模型及其应用

成型面叶片是指叶片型面沿叶高各截面内背弧型线的圆弧半径不随叶高变化、均相同的叶片,即可用成型铣刀加工出来的叶片.通过对成型面叶片型面成形规律的分析,运用三维几何变换理论,推导出了这类叶片型面的通用数学模型.应用该模型可推导出各种特殊成型面叶片型面的数学模型,从而可由这类叶片的零件图直接求出其型面的数学模型,为这类叶片型面的加工与测量奠定了理论基础.     

有机工质透平膨胀机喷嘴的响应面分析优化

为了提高有机工质膨胀机的性能,建立了喷嘴型线优化设计平台,并以喷嘴叶片损失系数为性能指标、以喷嘴型线5个控制点的距离参数为设计变量进行了有机透平膨胀机喷嘴的试验设计。采用响应面方法分析了叶片损失系数随型线控制点的变化,揭示了叶片损失系数对喷嘴型线变化的敏感性。研究结果表明:叶片压力面后段、叶片压力面中部、叶片吸力面后段均存在最佳型线,使喷嘴的叶片损失系数较小;在喷嘴的设计过程中,减小喷嘴前段和中段的厚度,可以有效降低喷嘴损失系数;叶片吸力面中段型线的改变对叶片损失系数的影响较大,叶片压力面中段型线的变化对喷嘴损失系数的影响最小。相对于原型喷嘴,采用最优喷嘴型线后叶片损失系数下降了10%。该研究不仅获得了使叶片损失系数较小的喷嘴型线,还能揭示影响喷嘴性能指标的关键因素。     

应用高精度差分格式求解涡轮叶片热传导方程

为了提高涡轮气热弹耦合计算时叶片热传导的计算精度,给出热传导方程在任意曲线坐标系中的表达形式,并将所得一次项和交叉项作为方程源项,推导出了数值求解三维复杂几何体热传导方程的精度为O(Δτ+Δh4)的ADI紧致格式,研究了源项求解精度为O(Δh4)的紧致格式,并采用Fourier法分析了格式的稳定性。通过数值实验结果验证所得方法的精确性和可靠性,该方法适用于涡轮叶片的热传导的计算,并分析了某涡轮叶片热传导。