N2O4参数变化对液体火箭发动机工作性能的影响研究

利用液体火箭发动机稳态工作模型分析了长期贮存条件下四氧化二氮（N2O4）推进剂参数变化对发动机工作性能的影响。建立了发动机燃烧室和燃气发生器燃烧热力计算模型以及其它组件的工作模型,结合最小二乘优化与迭代计算的方法,实现了对采用参数变化的N2O4推进剂的发动机全系统稳态工作过程进行数值仿真。结果表明,N2O4中硝酸含量的增加以及流阻系数的增加都会使发动机整体性能降低;发动机参数变化基本与氧化剂化学组分变化量呈线性关系,硝酸含量每增加1%,比冲和推力分别减少0.036%和0.054%;流阻系数增加时系统会通过调节燃气发生器混合比使发动机推力、比冲等整体参数的变化幅度小于各组件性能参数的变化幅度。这为更加合理制定推进剂技术规格提供了依据。     

N_2O_4参数变化对液体火箭发动机工作性能的影响

利用液体火箭发动机稳态工作模型分析了长期贮存条件下四氧化二氮(N_2O_4)推进剂参数变化对发动机工作性能的影响。建立了发动机燃烧室和燃气发生器燃烧热力计算模型以及其他组件的工作模型,结合最小二乘优化与迭代计算的方法,实现了对采用参数变化的N_2O_4推进剂的发动机全系统稳态工作过程进行数值仿真。结果表明,N_2O_4中硝酸含量的增加以及流阻系数的增加都会使发动机整体性能降低;发动机参数变化基本与氧化剂化学组分变化量呈线性关系,硝酸含量每增加1%,比冲和推力分别减少0.036%和0.054%;流阻系数增加时系统会通过调节燃气发生器混合比使发动机推力、比冲等整体参数的变化幅度小于各组件性能参数的变化幅度。这为更加合理制定推进剂技术规格提供了依据。     

基于Modelica语言对气体机工作过程的建模和仿真

采用面向对象的建模方法,根据独立性和物理划分原则对发动机缸内工作过程部分进行了模块化划分,利用多领域统一建模规范Modelica语言建立了天然气发动机单个气缸工作过程(包括缸内过程和换气过程)的仿真模型,仿真分析了2135天然气发动机在某些工况下的缸内压力和温度等参数,并将仿真压力与实验的测量数据进行对比,相对误差在合理的范围内,证明了该模型能够预测天然气发动机的缸内气体压力等重要的状态参数,为天然气发动机缸内工作过程的研究提供仿真基础。     

燃料电池发动机辅助系统功率的半经验模型

分析了燃料电池发动机辅助系统功率的变化特点及其规律,并在试验研究的基础上,通过反三角函数进行改造,建立了辅助系统功率特性的半经验模型.文中用3台燃料电池发动机在不同工况下的试验数据对模型进行了验证,结果表明,所建立的半经验模型具有较高的精度,能够较好地反映燃料电池发动机辅助系统的功率特性.该模型具有结构简单,模型参数较少等特点,通过较少的试验数据即能获得模型中的参数,便于在车辆动力学仿真研究中应用.     

水射流切削钴结壳性能研究

建立了水射流系统的动力学模型,通过仿真研究获取了水射流系统参数与水射流切削性能的作用规律．仿真结果表明：水射流的有效作业距离为水射流的等速区长度;水射流的工作压力越高,水射流的出口速度越大;喷嘴的轴向射流速度变化与围压无关．开展了水射流切削钴结壳模拟料性能实验研究．实验结果表明：水射流切削钴结壳模拟料时存在一个门槛压力...     

N2O/HTPB混合火箭发动机的试验和仿真

自行设计、研制了实验室尺度的N2O/HTPB(端羟基聚丁二烯)混合火箭发动机的原理样机,并进行系列试验.分析实时的试验数据,获得了HTPB退移速率方程,以及发动机推力、比冲等性能参数.建立了可模拟发动机工作和性能的仿真模型.发动机主要工作参数的模拟结果和试验数据吻合较好,误差不超过3%.计算结果显示氧化剂与燃料质量比随时间的变化受制于退移速率方程中的系数n, 对于N2O/HTPB这种推进剂组合,氧化剂与燃料质量比将随时间降低.对发动机性能的分析评估表明,低氧化剂与燃料质量比对发动机性能影响显著,故有必要增加N2O的流量.     

FSAE赛车发动机谐振进气系统仿真及设计

采用GT-power软件建立JH600发动机模型,模拟全负荷时发动机转速与有效功率的关系,通过与试验结果对比,模拟结果与试验数据吻合良好,为进气系统的设计与仿真提供了重要依据.利用正交实验法结合GT-power软件对谐振进气系统进行匹配计算,从而确定了进气管直径、谐振腔直径和限流阀位置等参数.匹配设计结果能有效地提高发动机中高转速下的动力性,弥补了因安装限流阀而导致的赛车发动机功率损失.     

基于等效磁路的并列结构混合励磁发电机磁场仿真分析

分析了切向永磁和爪极电励磁在转子中并列组合的混合励磁发电机的结构特点和工作原理,建立了等效磁路模型．由等效磁路模型推导了气隙磁密与励磁电流、磁钢厚度和极对数等参数的关系式,给出了参数计算的方法,并计算了等效磁路模型不同励磁电流下的气隙磁密大小．采用有限元分析软件对发电机建模,仿真分析了发电机的磁场分布,得到气隙磁密与各参数之间的变化关系曲线．仿真结果与等效磁路模型相符,验证了等效磁路模型的正确性和参数计算的有效性,为并列结构混合励磁发电机的设计和参数分析提供了参考．     

HS-990发动机缸内工作过程模拟计算

根据HS-990型发动机缸内工作过程的特点，建立了缸内工作过程准维模型，并恰当地确定了计算的边界条件。发动机缸内工作过程的计算结果与实测值能够较好地吻合证明了模拟计算的正确性。应用本模型可以预测结构参数变化对发动机性能的影响。     

复杂铝型材挤压成形有限体积仿真

根据型材挤压成形属于特大变形、热-力耦合、坯料头部存在变形死区等特点,采用欧拉描述有限体积法(FVM)模拟了3级复杂型材的挤压成形过程,避免了传统刚塑性有限元法无法模拟变形死区,拉格朗日描述有限变形弹塑性有限元法难以重划特大变形网格等难题．模拟过程中,采用欧拉描述FVM仿真坏料流动,采用拉格朗日描述有限元法仿真模具变形和应力,采用显式动态接触算法仿真坏料与模具之间的相互作用．确定了兼顾仿真精度和速度的有限体积网格的最小尺寸和单元最大数量,提高了计算效率;建立了6063-T5铝合金在不同变形温度下的系列热-本构-摩擦模型,获得了金属流动、力能、温度、密度变化分布．为工艺和模具参数优化提供了依据．     

自由活塞初速度对微发动机燃烧特性的影响

根据自由活塞发动机的动力学特点,提出单次冲击微型均质充量压燃（HCCI）自由活塞发动机工作过程的模拟方法,并对目前定容燃烧模型进行一定的修正．考虑自由活塞的动能变化对燃烧参数的影响,提出自由活塞截断速度的概念,比较改进后的燃烧模型与目前的定容燃烧模型的计算结果,显示出改进模型的合理性．同时运用改进模型对HCCI自由活塞发动机不同初始速度下的燃烧特性进行模拟,得到了工作压力、温度、着火时刻的变化规律,以及自由活塞运动特性,为该微动力装置的设计提供了理论依据．     

体循环系统建模与仿真

根据流体网络与电气网络的等效关系,用电流表示血液的流动,用电阻表示血液流动的黏滞阻力,用电容表示血管的顺应性,用电感表示血流的惯性.采用1个时变电容和1个心肌电阻模拟左心室,建立了改进型五阶集总参数体循环系统电路模型.根据人体实际生理状况和临床数据制定模型参数,仿真健康心脏、不同部位病变导致的衰竭心脏的血流动力学特性,探讨了衰竭心脏的仿生控制机理,验证了所建模型的可行性.根据基础电路法列写状态方程,应用MATLAB软件进行仿真.结果表明:改进的左心室模型能全面地反映心脏的工作机理和功能,可以模拟健康状态血液动力学特性,通过改变参数又可以模拟因左心室弹性变化、外周阻力变化、心肌阻抗特性变化分别导致心衰的血流动力学特性.     

橡胶扭转减振器性能的试验与仿真分析

为了分析减振器的装配性能与工作性能,以某型汽车发动机的一款橡胶扭转减振器为研究对象,应用ABAQUS软件建立有限元模型,对扭转减振器橡胶圈压装、滑移扭转和压脱过程进行仿真.比较压入力、滑移转矩与压脱力3个参数峰值的试验值与模拟值,验证仿真模型的可靠性.采用该仿真模型,对橡胶扭转减振器结构的再设计开展应用研究.结果表明:减振器型腔结构改进后的装配性能、工作性能都有明显的提升.     

建立垃圾焚烧喷淋室数学模型及受控参数仿真

建立了垃圾焚烧处理系统喷淋室数学控制模型,从影响喷淋室热平衡的主要因素和工程热力学的角度出发,进行了较详细的理论分析和模型中受控参数变化的仿真．实验结果表明,受控参数仿真与实际参数变化基本相符,仿真结果较为理想．     

用混合燃烧模型研究缸内直喷醇类燃料发动机的燃烧

通过引入湍流燃烧延迟系数，将单步不可逆反应模型和漩涡破碎燃烧模型结合在一起，建立了一个新的混合燃烧模型．利用混合燃烧模型对一台采用火花点火、缸内直喷、周向分层燃烧系统的醇类燃料发动机的燃烧过程进行了三维数值模拟，计算所得的缸内压力和燃烧放热速率与实验结果吻合良好．模拟结果表明，在缸内直喷醇类燃料发动机中，混合气能稳定地实现由浓到稀的周向分层，醇类燃料高的汽化潜热导致混合气温度较低，燃烧过程中预混燃烧与扩散燃烧并存，燃烧速率非常快．     

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.     

柴油发动机进气系统噪声计算机模拟技术

柴油发动机进气系统噪声是高档商用车最主要的噪声源之一,对车内噪声影响尤其显著.基于管道声学理论和流阻分析技术,提出了柴油发动机进气系统噪声模拟方法——无源法.解决了常常困扰发动机进气系统声学仿真的难题——无法获得发动机仿真模型所需的几何参数和物理参数.应用"无源法",在不具备柴油发动机仿真模型的情况下,仍然能进行进气系统噪声的计算机模拟,获得进气系统管口噪声和发动机功率损失的预测结果,快速准确地为进气系统声学性能优化提供依据.     

发动机推力对大展弦比机翼颤振边界的影响

为解决现有线性气动力模型对大柔性机翼受发动机推力影响的气动稳定性分析方法的不足,提出了基于计算流体力学(CFD)与Simo几何精确梁模型的非线性气动弹性分析方法。以翼吊式发动机的大展弦比机翼为研究对象,采用横向随动力和集中质量模拟发动机推力和吊挂质量,分别研究了单纯发动机推力和考虑气动载荷联合作用时,发动机推力、结构弯扭刚度比、发动机集中质量以及发动机安装位置等参数对机翼结构颤振特性的影响。数值模拟所采用的大展弦比柔性机翼非线性气动弹性模型耦合了Simo几何精确梁模型和雷诺平均N-S非定常气动力模型,考虑了结构和流场的两场非线性耦合。模拟结果表明:发动机推力对机翼颤振边界影响很大,具体的影响效果取决于上述其他参数的变化;发动机吊舱靠近翼根布置、发动机尽量布置在机翼弹性轴之前、减小机翼弯扭刚度比等布局或设置有利于扩大机翼的颤振包线范围。因此,在进行翼吊式气动布局的设计或分析时,必须考虑发动机推力及其相关参数的影响。     

液压混合动力挖掘机动力系统的参数匹配方法

根据液压混合挖掘机动力系统的驱动结构、工作原理和负载特性,提出了其参数匹配方法.以蓄能器安装空间最小、蓄能器使用寿命最长和发动机工作点的稳定性为约束条件,从最大限度地发挥辅助驱动单元削峰填谷功能和降低系统装机功率的角度,对液压蓄能器的工作压力和体积、发动机功率、泵/马达的排量等参数的设计依据及其匹配进行分析,利用AMEsim软件建立仿真模型,以用于节能驱动系统中蓄能器的工作压力和额定体积的仿真.结果表明,进行参数匹配后,发动机的工作点切换满足稳定性的要求,且蓄能器的压力波动满足工况的要求.相对于原始驱动系统,其节能效果显著,节能比率为11.21%.
     

某有阀式脉动喷气发动机的实验研究与数值仿真

为了研究某亥姆霍兹型有阀式脉动喷气发动机的工作特性在已有实验台基础上完善了实验台和测试系統。在发动机自吸油的情况下,对动机进行了多次的点火启动实验,测量了有关发动机的壁温、燃气压力以及其他相关特性参数。而后研究了在改变油箱高度从而间接改变发动机自吸油流量的情况下,供油流量大小对发动机燃气压力以及其他参数的影响。实验结果表明随着燃油流量的增加发动机的燃气压力随之升高,壁温和其他参数的值也相应的发生了变化。此外,建立了发动机的三维模型別用CFX软件对发动机的燃烧过程进行了仿真计算。仿真计算得到的结果与实验的结果较为吻合,从而也验证了计算模型的正确性。