基于正交试验和Fluent的管翅式换热器结构优化

通过正交试验和数值模拟相结合的方法研究平直翅片管式换热器的换热和流阻特性,以换热系数和压降作为评价指标,用逐个分析各参数对换热和流阻特性的影响以及综合换热评价指标两种评价方法实现对换热器风机风量、翅片间距、厚度和管横纵向间距的优化。结果表明：翅片间距对压降影响最大,管纵向间距对空气侧换热系数影响最大;一种优化组合为风机风量1 450 m³/h、翅片间距2.4 mm、翅片厚度0.38 mm、管横向间距28 mm和纵向间距15 mm,另一种优化组合为风机风量1 700 m³/h、翅片间距2.4 mm、翅片厚度0.38 mm、管横向间距28 mm、纵向间距21 mm;使用优化换热器的冰淇淋机的换热能力比原设备分别提高了5.73%和6.85%。     

基于正交实验方法的SHEB动力系统参数优化

文章介绍了一种基于正交实验方法的串联混合动力公交车动力系统参数优化的设计思想,分析了正交实验设计理论以及影响该车燃油消耗量的各项因素,利用正交实验对各项因素的匹配进行考察与优化,以达到降低实验次数、缩短优化周期及提高汽车动力性、经济性的目的.最后通过仿真对优化后的方案进行验证,结果表明该方案的整车各项性能都比较理想.     

基于仿真和正交试验的锯齿形流道结构优化

设计出用于无阀压电微泵的锯齿型流道结构.采用正交设计方法,以数值模拟得出的流量和压力数据为指标,对不同流道宽度、深度、长度、锥角和扩张角组合进行极差和方差分析,得出几种结构参数的最优水平组合以及各参数的显著性水平,从而达到对流道结构的优化.最后用仿真模拟方法验证了该最优组合的有效性.     

正交试验法对冲压件多工艺参数优化的仿真及实验验证

通过正交试验,对冲压件成型过程进行了仿真实验,给出了最佳工艺参数组合,并经过实验得以证实,从而达到缩短优化工艺参数的时间,提高工艺设计效率的目的。     

基于相关性分析和响应面法的复合旋流器结构参数优化

为了提高旋流器优化参数的准确性,得到其在结构优化中的最优解,以一种新型复合旋流器为研究对象,基于相关性的单因素分析寻优法,以相关性分析的结果来指导优化范围的选取,提高其结构参数优化范围的准确性。结合响应面优化方法,以分离效率为优化目标,确定旋流器的最优结构参数,建立了分离效率和结构参数之间的回归模型。结果表明:不同的结构参数和各性能指标之间的显著关系并不相同,根据相关性分析的结果确定各结构的优化范围为:上锥角为0°~4°,下锥角为8°~12°,底流口直径为12~16 mm;响应面优化得到旋流器最优结构为:上锥角为2.565°,下锥角为11.719°,底流口直径为12.889 mm,在本组参数下旋流器固体分离效率达到了99.945%,气体分离效率达到了93.807%。为旋流器的结构优化提供了一种新方法。     

用正交分析和计算机仿真相结合进行江海直达多用途船的船型研究

本文针对长江沿线外贸运输的发展,提出一种用正交分析和计算机仿真相结合的方法,对设计在多种营运环境下工作的江海直达多用途船进行技术经济论证,从而得出了一些有参考价值的结论.分析比较表明,在预测的营运经济条件下,多用途江海直达船具有良好的经济性和技术可行性.开发江海直达多用途船可满足外贸运输的要求.经过比较,最后提出了一种营运经济性较佳的船型.     

基于梯形槽结构的连续体手术器械弹性关节建模、仿真和实验验证

面向经自然腔道内镜手术(natural orifice transluminal endoscopic surgery,NOTES),根据手术器械的弯曲性和刚度需求,设计了具有梯形槽结构的连续体手术器械弹性关节,并提出了连续体弹性关节的结构特征参数．为消除结构参数原始单位及其数值数量级的影响,便于确定参数的取值区间,以特征长度为单位将连续体弹性关节的结构特征抽象为4个无量纲的结构参数．由于连续体弹性关节的结构沿轴线方向是循环重复的,切槽部分的变形相同,所以首先提取一节弹性关节进行静力学分析,然后通过叠加获得连续体弹性关节考虑其形状特征的静力学模型．为验证连续体弹性关节力学性能,基于有限元分析软件ABAQUS进行仿真．一方面,基于正交实验设计方法,验证各结构参数对力学性能影响的变化趋势以及显著性,不涉及对具体数值的验证;另一方面,基于控制变量法,验证结构参数对力学性能的影响,并根据仿真结果校正了静力学模型．同时,基于控制变量法,通过实验验证结构参数对刚度系数的影响．结果表明该模型可以有效描述弹性关节的弯曲性能和抗压性能,为弹性关节设计提供指导．     

微型电磁式振动能量采集器的设计和电磁特性仿真研究

为了设计出结构合理、性能优良的微型电磁式振动能量采集器,利用Ansoft Maxwell软件对模型的结构参数和输出电动势之间的关系进行有限元仿真,分析发现:随着圆形永磁体厚度、悬臂梁振幅的增加及悬臂梁和永磁体间距的减小,输出电动势逐渐增加;在永磁体半径不断增加的过程中,输出电动势会出现一极大值.根据优化原则设计出结构参数如下的模型:圆形SmCo28永磁体厚度为1 mm,半径为2 mm,悬臂梁振幅为1 mm,永磁体和悬臂梁之间的距离为1.02 mm.该模型的最大输出电动势为26 mV,最大输出功率为5.633 μW.     

正交频分复用分组传输系统中载波频偏和信道的联合估计

针对传统接收机将载波频偏和信道状态独立估计带来性能损失的缺点,提出了一种载波频偏和信道的联合估计算法.该算法由两个独立的载波频偏和信道估计单元通过迭代的方法实现,其中信道估计单元利用载波频偏估计单元提供的载波频偏估计信息和最大似然方法估计信道状态信息,而载波频偏估计单元则利用信道估计单元提供的信道估计信息和最大似然方法估计载波频偏.随着载波频偏估计单元与信道估计单元间估计信息的不断交换,载波频偏和信道估计的精度得到逐步提高.由于该算法避免了复杂的多维搜索算法,因此具有较低的计算复杂度.此外,在算法迭代过程中考虑了信道估计噪声的影响,进一步提高了估计的精度.仿真结果表明,当符号能量噪声比大于18dB时,可以获得接近理想同步的误码性能.     

基于SolidWorks流体仿真的排气箱结构改进设计

排气箱在井下辅助运输车辆中具有关键的作用,其原理是利用排气箱中的水降低排气的温度,使其到达井下使用要求。主要介绍了通过SolidWorks中的Flow Simulation软件,分析排气箱结构改进对气体的流动轨迹产生的影响,使其结构更有利于减少废气排出时水分的流失。     

Influence of Thermal Flow Field of Cooling Tower on Recirculation Ratio of a Direct Air-Cooled System for a Power Plant

In order to get thermal flow field of direct air-cooled system, the hot water was supplied to the model of direct air-cooled condenser（ACC）. The particle image velocimetery （PIV） experiments were carried out to get thermal flow field of a ACC under different conditions in low velocity wind tunnel, at the same time, the recirculation ratio at cooling tower was measured, so the relationship between flow field characteristics and recirculation ratio of cooling tower can be discussed. From the results we can see that the flow field configuration around cooling tower has great effects on average recirculation ratio under cooling tower. The eddy formed around cooling tower is a key reason that recirculation produces. The eddy intensity relates to velocity magnitude and direction angle, and the configuration of eddy lies on the geometry size of cooling tower. So changing the flow field configuration around cooling tower reasonably can decrease recirculation ratio under cooling tower, and heat dispel effect of ACC can also be improved.     

基于AMESim的摆线泵仿真及配流面优化

为提高某款内啮合摆线齿轮式机油泵的容积效率,降低其流量脉动率,对其理论配流面构形进行了理论计算,并针对实际配流面构形进行了定量优化。通过建立基于AMESim的机油泵仿真模型,进行优化后配流面构形对机油泵容积效率及流量脉动的影响研究。结果表明：将平行式配流面改为夹角式配流面,且配流面内边界半径减小4 mm后,给定单一齿腔与进排流域的重叠面积有所提高,1 000、2 000 r/min的转速下容积效率分别提升2.4%、4.2%,流量脉动率分别降低11.4%、23%;进油迟闭角Δβ=5°的增设使1 000、2 000 r/min转速下的容积效率分别提升0.4%、0.5%,流量脉动率分别降低2.1%、5%。     

基于ADAMS十字沟槽联轴节仿真分析与优化设计

联轴器的参数设计是否合理,直接影响机构的工作性能和寿命。文中应用ADAMS虚拟样机软件创建了十字沟槽联轴节机构的模型,以联轴器运行到任意位置时,其轴向运动、径向运动都达到最小值为优化目标,分析其运动学参数,建立优化分析数学模型,进行单个设计变量的设计研究,确定设计变量的优化值。结果表明优化方案明显降低了从动轴轴向运动和径向运动,减小振动的撞击,而且能够传递较大扭矩。     

级配碎石力学性能的颗粒流数值模拟方法

为了从本质上揭示级配碎石组成结构与力学性能的内在关系,基于2维颗粒流软件提出了级配碎石力学性能的颗粒流数值模拟方法,并通过该方法以安康瀛湖石灰岩碎石为例研究了级配碎石的力学性能.结果表明:不同级配碎石的CBR(california bearing raio)、剪切强度和抗压强度的实测值分别为495%~692%,592~802kPa,1.29~1.54MPa;相应的模拟值分别为525%~736%,636~839kPa,1.34~1.54MPa;平均误差分别为4.50%,5.07%,5.15%.模拟结果与实测结果基本吻合,证明颗粒流数值模拟方法应用于级配碎石力学性能研究中的可行性.     

基于离散相的选择性催化还原脱硝装置流场优化模拟

国内某660 MW超临界机组SCR脱硝装置在实际运行中出现催化剂磨损,为解决该问题以保证脱硝效率不受影响,利用数值模拟软件FLUENT模拟研究了原始脱硝装置内的流场分布情况。通过分析结果得出影响催化剂磨损的因素,并且经过多次模拟试验提出了优化方案,并对优化方案实施后的现场进行了测试。结果表明：通过将反应器上方方形顶部改为楔形顶、适当增减导流板数量以及改变导流板间距可以大大优化烟气速度场以及飞灰颗粒浓度场,从而可以在很大程度上提高SCR脱硝系统的效率。     

小冲角翼栅绕流问题流场和压力场的边界元分析

采用边界元方法对翼栅绕流问题进行了研究，得到了流场、压力场、绕流面上的压力分布及面力分布．在对边界积分方程离散化时，为了提高精度，不但加密了剖分网格，而且用协调单元法对角点进行了处理，所得结果合理、方法有效．     

结晶器流场模拟计算与结构优化

数值模拟是有效研究大型工业设备内部流场的手段。本文采用多重参考系和湍流标准κ-ε模型对结晶器内部流场进行描述。利用激光粒子测速仪(PIV)测量的实验室小型搅拌槽的实验数据对计算模型进行了验证,结果表明计算模型可以有效预测搅拌设备内部的流场分布,并在此基础上研究了搅拌桨安装位置及运行参数对流场的分布影响,优化了结晶器的结构与运行参数为:搅拌桨安装高度1 000 mm,导流筒柱段长度2 000 mm,搅拌经济转速70～80 r/min。     

基于DDPM模型的高压管汇冲蚀磨损数值模拟

为探究考虑颗粒间相互作用的高压管汇冲蚀磨损机理,通过计算流体力学方法研究了高压管汇固液两相流的速度、压力、湍动能和湍流耗散率,通过正交试验设计25组仿真,对比分析DDPM模型和DPM模型的数值模拟结果,得到工况参数、空间夹角、颗粒特性对高压管汇冲蚀速率的影响规律。结果表明：在用CFD方法对高压管汇进行冲蚀磨损数值模拟时,DDPM模型对高压管汇岐型三通冲蚀磨损的预测精度好于DPM模型;空间夹角在60°～90°时,最大冲蚀集中在三通相贯线和相贯线两侧面;空间夹角在30°～45°时,最大冲蚀集中在三通相贯线处;随着颗粒形状系数减小,流速4 m/s到12 m/s,冲蚀速率逐渐增大,最大冲蚀速率变大1.4倍,并在流速最大时达到峰值;结论可为高压管汇结构优化和剩余服役寿命预测提供理论支撑。