离心压缩机尺寸效应修正模型

针对离心压缩机在模化设计中因尺寸效应导致产品级相对于基准级的性能偏移难以定量预测的难题,提出一种可对模化设计中效率和流量系数偏移进行定量预测的离心压缩机尺寸效应修正模型,该模型包括效率修正模型和流量系数修正模型两部分。首先,基于边界层理论对离心级的黏性损失进行分析,提出基准级黏损比函数的概念,进而推导出效率修正方程的基本形式;接着通过数值模拟获得基准级黏损比函数的具体表达,从而完善效率修正方程,以预测模化设计中产品级相对于基准级效率的偏移;然后,通过引入边界层的影响对流道收缩效应模型进行改进,从而理论推导出流量系数修正方程,以预测模化设计中产品级相对于基准级流量系数的偏移量。该尺寸效应修正模型不仅可以准确预测模化设计中离心压缩机的性能偏移,且与现有的修正模型相比,具有更强的理论基础,修正方程具有鲜明的物理直观性,大大减少了对经验因素的依赖。采用该效率修正模型对流量系数分别为0.068和0.15的两个三元离心级的模化实验进行预测,结果表明,产品级相对于基准级效率偏移量的预测值与实测值之间的相对偏差在9%以内,产品级效率的预测值与实测值之间的相对偏差在0.2%以内;采用该流量系数修正模型对流量系数分别为0.065和0.085的两个三元离心级的模化数值模拟进行预测,结果表明,产品级高效点流量系数的预测值与数值计算值的相对偏差在1%以内。     

离心压缩机叶片扩压器噪声的理论和实验研究

利用随机脉动调制理论,建立了离心压缩机谐波噪声和宽频噪声的通用计算模型,对叶片扩压器的声源及其辐射理论进行了深入的理论研究．还对离心压缩机整机声功率级及声功率频谱进行了测量,计算结果与实验结果比较吻合．利用本文提出的方法可以预测离心压缩机的噪声频谱,为设计低噪声离心压缩机、通风机提供了理论依据．     

不同出口角度扩压器的内部流动及离心压缩机级性能数值研究

以某多级离心压缩机首级为研究对象,运用数值模拟方法研究扩压器出口安装角对压缩机级性能的影响,得出不同出口安装角情况下压缩机单级的性能曲线,并分析扩压器内部流动特点和损失机理,通过压力恢复系数Cp对比不同流量下不同扩压器的扩压效果。结果表明,当扩压器出口安装角增大时,性能曲线向大流量区移动,最高效率和压比先升高后降低;不同出口角度下叶片扩压器的扩压效果由不同工况下的流动特性决定;在大流量下,不同出口角度下扩压器叶背形成分离区且旋涡位置不同;在小流量下,具有较大出口安装角的扩压器叶腹率先出现分离区。     

具有密封结构的超临界二氧化碳离心压缩机特性研究

为更全面了解超临界二氧化碳（SCO₂）压缩机内部流场,针对150 kW级简单布雷顿循环的SCO₂离心压缩机,设计了盘腔和迷宫密封。采用数值求解三维RANS方程和k-ε湍流模型的方法,研究了考虑盘腔和密封结构的SCO₂离心压缩机的气动性能和轴向推力;采用有限元方法分析了考虑气动力和离心力综合作用下离心叶轮的应力和应变特性,同时计算了设计的迷宫密封的应变。结果表明：具有盘腔和密封结构的SCO₂离心压缩机在设计工况下气动效率为72.1%,压比为2.19;SCO₂离心压缩机的最大轴向推力为1 635 kN;离心叶轮的表面等效应力最大值为109.95 MPa,满足设计材料304钢的强度需求;盘腔的泄漏流动会造成SCO₂离心压缩机气动效率的下降,但是在高流量工况下,盘腔泄漏可以缓解扩压器前缘的凝结现象。该研究可为具有盘腔和密封结构的SCO₂离心压缩机气动性能和强度特性分析以及密封结构设计提供参考。     

导叶通道当量预旋半径对离心压缩机性能的影响

为探索如何提高离心压缩机在使用可调进口导叶进行调节时的变工况性能进行了研究.通过对进口导叶预旋及其影响因素之间的关系的定性分析,定义了当量预旋半径的概念,并提出了通过增加导叶通道的当量预旋半径来提高进口导叶的流动效率,从而提高离心压缩机变工况性能的思路.为TR400单级双支撑式离心压缩机设计了几种导叶通道改进方案,并针对各改进方案使用NUMECA软件对整个压缩机内部流场进行了三维数值模拟.结果显示:在导叶翼型和轮廓基本不变的前提下,效果最显著的改进方案能使压缩机效率提高0.6%～2.1%,并在正负预旋情况下都能取得改进效果;导叶角度越大,改进效果越明显.     

迷宫密封泄漏对小流量离心叶轮气动性能影响的研究

在考虑密封泄漏损失的情况下,对小流量二氧化碳离心叶轮进行了三维黏性计算流体动力学分析,对比了考虑密封泄漏前后的计算结果.在设计工况下,叶轮等熵效率下降了8.1%,表明对小流量离心压缩机性能及主流流动结构进行准确的数值预测,必须考虑密封泄漏.为了揭示密封泄漏对离心叶轮性能的影响,通过改变迷宫密封的间隙得到了不同的密封结构,并在设计工况、小流量工况和大流量工况下分别进行了数值分析.结果表明,在一定流量工况下,随着密封间隙的增大,密封泄漏损失系数近似线性增大,离心叶轮等熵效率随之近似线性地下降.     

带叶片扩压器离心压缩机模型级内流研究

通过对在研工业用带翼型叶片扩压器离心压缩机模型级的内部流动进行数值模拟,以及对模型级外特性进行了实验研究,分析了模型级内部流动特点、损失机理及其对级性能的影响。研究发现:该离心压缩机模型级性能较好,工况范围内效率曲线非常平坦,稳定运行范围较宽,整级效率高达82%;设计流量下叶轮出口轮盖与叶片吸力面的角区有明显的尾迹区存在,小流量下进入叶片扩压器内的气流在叶腹的流动没有得到有效滞止,大流量下气流以冲击叶片扩压器叶腹为主,同时在叶背上出现了较大的旋涡区;不同工况下叶片扩压器内的流动损失和扩压效果由不同工况下的流动特性决定。数值模拟和实验研究获得的模型级外特性曲线一致,表明所采用的数值模型能够准确预测模型级内部的流动特性。     

叶轮盖侧切削的级性能分析

应用时间推进法求解连续性方程、时均N-S方程、能量方程、理想气体状态方程及Yang＆Shihk-ε紊流模型,对含分流叶片的半开式叶轮及叶片扩压器组成的离心压缩机模型级级内三维粘性流场进行了数值分析,得出了与实测结果一致的性能曲线.在此基础上对叶轮等直径盖侧切削后的模型级进行了数值分析.计算及实验结果表明,切削后叶轮内部激波损失及扩压器吸力面侧低能区范围均减小;切削后叶轮盖侧的逆流区在扩压器前级的收缩作用下在扩压器内部基本没有扩大,有效降低了混合损失;叶轮盖侧切削后模型级的级性能优于原模型级,表明对模型级进行等直径叶轮盖侧切削可成为压缩机模型级设计的有效方法.为了加快收敛,计算时采用了隐式残差平均法及完全多重网格技术.     

乙烯装置裂解气压缩机性能预测模型研究

以乙烯装置裂解气压缩机的设计信息为基础,通过修正设计数据建立了压缩机性能模型;基于学习速率自适应误差变化思想并结合遗传算法(GA)的全局寻优特性,提出了一种改进BP算法LR-GA-BP进行压缩机性能预测;用模型对某乙烯装置四级压缩系统进行了模拟计算,压缩机第四段出口气体主要组分的预测值与实测值的相对误差均小于2％,压缩...     

多级轴流压缩机总体性能预测模型的建立及其优化

在描述机内流动、各种损失与压升的物理模型的基础上,建立了多级轴流压缩机设计工况下性能预测模型,并以设计工况点的实测性能参数来确定模型中的修正系数组．在系数的确定中,建立了该预测模型的优化目标函数,并采用单纯形法得到了优化的修正系数组．由此建立的预测模型不仅可以很好地预测设计点的性能,同时也能较好地预测非设计工况的性能．通过比较某11级轴流压缩机性能预测数据与实际运行数据,表明了该预测模型具有良好的精度与工程应用可靠性。     

基于约束网络的产品进化设计

为解决约束条件下的产品设计问题,以复杂网络理论及图论为指导,建立了基于约束网络的产品创新设计模型.该模型从设计约束库中筛选相关要素作为约束变量,构建设计约束网络;利用对偶图计算约束网络中心性指标,实现节点重要度排序,进而归纳出设计约束问题并进行求解;最后建立一套基于约束的产品进化设计系统.以夜光杯为对象进行实例研究,构...     

基于元编程技术的硬件设计模式研究

针对硬件设计的复杂性和自动化效率低等问题，提出了一种基于时钟处理的硬件设计模式．该模式充分考虑了软、硬件模式设计的互通性，并结合元编程技术，将成熟的软件设计模式的思路应用于硬件设计之中．它的核心是：用高速集成电路硬件描述语言（VHDL）解析器分析已知器件的接口，构造语法树，抽取生成器的变量值；将生成器用元程序封装在域实体之中；按照设计模式的作用和具体的变量值生成详细的VHDL代码．应用实例表明，所提模式生成的代码有效性高，设计过程可行性强，可广泛应用于复杂的时钟控制系统的设计领域．     

基于虚拟设计的成本控制研究

分析了在产品设计阶段降低产品成本的必要性,介绍了虚拟设计的优点,并对传统设计和虚拟设计的特点进行了比较,在此基础上探讨了在虚拟设计阶段进行成本控制的方法。     

基于模糊评判的微型机床概念设计演绎方法研究

基于功能层次分析的机械产品概念设计方法,研究了一种针对微型机床的模糊综合评判方法。区别于以往在概念设计中的模糊评判方法,在从获取最初的原理解直至获得最优解的整个概念设计过程中均引入模糊评判算法。微型机床是是组成桌面式微型工厂的基础,其设计不同于普通的车床。详细描述了基于模糊评判的微型机床概念设计的基本思路和算法的组织,并以一个具体的实例进行了说明。该方法对解决概念设计过程中的运算量过大问题具有较高的参考及应用价值。     

斜山坡上多层建筑结构设计及基础处理

在斜山坡这种复杂场地上建造多层建筑时，针对结构设计难度大、基础处理困难等实际情况，讨论了场地的稳定性问题（包括建设场地的整体稳定性、局部稳定性和地基稳定性）及挡土墙的设计计算问题和基础设计过程中的不良地质处理问题，提出了处理和计算方法．在上部结构设计过程中，为了提高整体性，防止不均匀沉降造成的破坏，提出场地、地基、基础与上部结构协调设计、计算共同工作，形成多层次的空间稳定结构体系；此外，提出了协调设计和计算的方法．应用结果表明，采用的方法与措施对在斜山坡地基上进行建筑结构设计是行之有效的．     

基于OpenLane的ASIC设计工具研究

当前我国专用集成电路（ASIC）设计工具主要依赖欧美技术,国内缺少相关完整的ASIC设计工具,针对以上情况,提出了一种基于OpenLane的ASIC设计工具的设计方案,以Gambas开发环境为基础,利用插件技术实现对OpenLane工具链的集成,完成基于OpenLane的ASIC设计工具——EasyASIC,该工具能够为ASIC设计提供工程管理、代码编辑、Verilog代码的编译、仿真、配置OpenLane初始化文件、生成GDSII文件、GDS2D显示（KLayout）和GDS3D显示等功能,实现ASIC设计自动化,并用该工具对32bit有符号乘法器进行功能验证测试。实验结果表明,EasyASIC能够在国产Deepin操作系统下流畅运行,实现32bit有符号乘法器从RTL描述到GDSII文件的转换,该工具有很强操作性和易用性,对于提升我国集成电路设计工具软件产业发展具有一定的借鉴和参考意义。     

基于翻转课堂的微课程设计模式探析

文章基于翻转课堂教学模式的理念,构建了一个由前期分析模块、主体设计模块和反馈模块等组成的微课程设计模式.微课程主体设计模块的核心内容为微视频设计、学习评价设计、学习活动设计和学习支持体系设计.该模式旨在使大学生能在课外开展自主式的个性化学习,使高校教师由知识的传授者转变为学习的组织者和指导者,进一步深化“以学习者为中心”的教学理念.     

基于公理设计的软件构件设计优化

为了提高软件开发的有效性和正确性,提出了一种基于公理设计的构件设计与优化新方法,详细给出了该方法的设计和实现过程.在此基础上,以调度构件的开发作为研究实例,分别对按照公理设计和传统方法得到的两种设计方案进行了设计、分析、比较和优化,验证了该方法在软件开发方面的有效性和正确性.     

基于OpenGL的巷道虚拟设计系统

基于Visual Studio 2005平台,利用OpenGL和VC++语言,建立了巷道参数化虚拟现实设计系统,实现了参数化巷道设计、场景建模和场景漫游以及设计参数实时修正等功能,为矿井设计和设计成果分析研究提供了可行方法。     

DL—PDM设计过程管理系统中任务模型的研究

分析了产品设计过程以及设计过程管理模型的组成、关系和功能;阐述了任务管理的概念和内容;结合实际,在对任务管理模型的要求进行具体分析的基础上,采用面向对象的方法建立了DL-PDM系统中设计过程的任务模型,并实现了任务管理对设计过程的动态控制。