锥阀稳态液动力及阀芯表面压力分布数值模拟

基于Fluent流场仿真软件,对锥阀外流和内流情况下阀芯所受稳态液动力及阀芯表面压力分布进行了数值模拟和分析。结果表明,稳态液动力随着阀口压差的增大而增加;当阀口压差大于2.5MPa时,阀芯表面出现负压,阀口处发生气蚀;当阀口开度为1mm时,稳态液动力最大;在其他条件相同的情况下,锥阀内流时的液动力小于锥阀外流时的液动力。     

风机盘管凝水盘外表面凝露原因分析

针对工程中出现的风机盘管凝水盘外表面凝露现象，通过试验和理论分析，找出产生凝露现象的原因，提出凝水盘保温层厚度要求。     

一种结冰相似准则分析方法及数值验证

从结冰过程的基本方程出发,并要求在缩比相似准则中满足几何尺寸、流场、水滴运动及撞击特性、结冰过程的热力学特性等相似,推导出一种适合结冰试验的相似准则.应用该准则得到在冰风洞结冰试验结果,经采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)进行结冰过程数值仿真,分别预测出直径51 mm和25 mm二维圆柱的冰形,其结果验证了该相似准则的有效性.提出的相似准则可以作为指导冰风洞模拟结冰试验时选取地面试验条件的理论依据.     

具有尺度效应的微梁静态弯曲分析

基于修正偶应力理论和表面弹性理论,提出了一种微尺度下的均匀梁模型,通过表面弹性理论和广义Young-Laplace方程引入剪切变形。微梁的总应变能除了基于经典弹性理论的应变能外,还考虑了由旋转梯度和表面效应引起的应变能。利用Hamilton原理,推导得到了微梁的平衡方程和边界条件。使用微分求积单元法研究了微梁在不同边界条件下的静态弯曲问题,并把简支条件下微梁弯曲挠度的解析解与数值解进行对比。结果表明,由微分求积单元法得到的数值解与解析解得到的结果基本一致,验证了数值解的正确性。分析了偶应力、表面效应和微梁的厚度对微梁弯曲挠度的影响。该模型得到的微梁的弯曲挠度与经典弹性理论得到的结果相比具有显著的不同,证明了微梁尺度效应的存在。     

水相变过程的热力学耦合及结霜机理

为了得到合适的结霜机理以指导生产生活中的抑霜和除霜,运用孤立系统的热力学耦合和广义Carnot定理对水蒸气在冷表面凝华结霜过程进行热力学分析,研究发现结霜过程中热量的传递和转换符合自发放热过程驱动非自发广义做功过程的广义Carnot热机模型,正熵产率的水蒸气自发放热过程驱动了负熵产率的非自发结霜过程。     

纯水液压锥阀中二级节流的抗气蚀性能研究

为了研究二级节流结构在水压锥阀中的抗气蚀特性,首先从理论上进行分析,然后通过CFD软件,对不同锥角二级节流锥阀的三维流道进行气穴流场的数值模拟计算。通过仿真计算,得到相应的压力分布云图和气体体积百分比分布。分析压力分布对气体体积数的影响,并将结果与一级节流进行对比分析,采用二级节流使得节流口进出口压降减小,经过阀口的最低压力升高,气体体积百分数明显降低;在开度为0.4mm、阀芯半锥角为30°时,没有产生气泡,直接抑制气蚀的产生。因此,二级节流结构能够有效地减轻水压锥阀的气蚀现象。     

应变梯度弹性固体表面效应对弹性波传播的影响

研究应变梯度固体表面效应对弹性波传播的影响,通过应变能密度推导出应变梯度固体中的平衡方程和界面条件,根据非传统界面条件推得弹性波反射和透射的振幅比,推导以能流密度表示的振幅比.用法向能量守恒验证了数值计算结果,根据数值计算结果,讨论了表面参数对弹性波反射和透射的影响.     

结冰对风电机组载荷的影响研究

风电机组在低温环境中运行,叶片、轮毂、机舱和塔筒等往往会出现结冰现象,尤其在一些寒冷地区,全年风电机组结冰甚至能达3～4月之久。风机大部件结冰后改变了原来的形状,增加了重量,改变了整个风电机组的固有频率,进而影响机组的载荷特性。本文以某2.5MW机组为研究对象,采用GH Bladed软件建立风电机组模型,结合寒冷地区特定环境特点,考虑结冰、不结冰对机组载荷的影响,分析了结冰前后机组大部件极限载荷和疲劳载荷的变化情况,为设计低温型机组提供参考。     

轴流式止回阀启闭阀瓣受力及运动状态分析

针对阀门启闭过程中阀瓣持续运动,传统的静态模拟无法对瞬时变化计算区域进行分析的问题,采用动网格及自定义函数技术,对轴流式止回阀开启和关闭过程进行非定常的二维数值模拟,得到了阀门开启过程不同时刻速度场分布图、液动力曲线图以及关闭过程阀瓣运动速度曲线图.结果表明:止回阀的开启过程是一个反复震荡最终达到平衡位置的过程,阀瓣受力极不平衡容易产生振动.通过模拟不同弹簧力作用下止回阀的启闭过程,得到了不同刚度系数下阀门启闭所需时间以及关闭时阀瓣的速度,总结了弹簧刚度系数对阀门动态特性的影响.研究结果为止回阀的设计和动态数值模拟提供了一定的参考.     

液化天然气微槽道沸腾换热研究

针对低温阀门阀盖和阀杆之间的介质冷量损失,对阀盖和阀杆之间的微槽道进行合理简化.采用有限元分析方式,利用几何重构和界面追踪方式获取相界面移动和变化,计算中考虑了重力、表面张力和壁面黏性的作用,分析了在不同大小的通道中流型的变化、对流换热系数的变化及系统内压力的变化.结果表明:通道内介质的流动沸腾过程依次经历了液相单相流...     

挖掘机阀前补偿负载敏感系统特性分析

为研究阀前补偿负载敏感系统的动态特性,通过建立负载敏感泵以及阀前补偿多路阀的AMESIM数值仿真模型,对不同工况下系统的特性进行研究,分析产生饱和工况的原因,为阀前补偿负载敏感系统的抗饱和研究提供参考。     

灰体球内表面的辐射传递系数

针对内表面为灰体的球形目标,分析了发射微元的辐射能量在球腔内的多次反射过程,利用角系数公式计算了各次能量交换过程中每个微元吸收、反射的能量,推导了灰体球内表面微元间的辐射传递系数理论计算公式.同时,利用蒙特卡洛方法计算了不同发射率条件下,发射微元对各球面微元间的辐射传递系数.理论推导结果表明,当灰体球内表面各微元的发射率相同时,微元间的辐射传递系数等于微元间的辐射角系数,与表面发射率无关.蒙特卡洛方法在不同发射率条件下的数值计算结果验证了理论公式的正确性.     

有黏结预应力混凝土结构性能研究

预应力混凝土结构的性能对于道路桥梁工程具有重要的影响。本研究以有黏结预应力混凝土结构为对象,通过理论推导和数值模拟手段,对其力学性能进行研究。建立预应力混凝土结构中钢筋与混凝土界面摩擦作用的力学模型,对结构内部界面剪力进行了推导。在有限元软件ABAQUS中建立数值模型,对结构整体性能进行分析。研究结果表明：钢筋—混凝土界面剪力在端部出现峰值,由端部向内呈现先减小后增大的规律,并且在剪力改变方向的位置轴力出现峰值。预应力施加完成后,拉应力主要由受拉区的混凝土及钢筋来承担。当荷载值不断增大时,混凝土跨中开始出现细观裂缝并逐渐扩展,模型进入弹塑性阶段,拉应力逐渐由混凝土向钢筋传递。直到荷载达到某一极限值,下部受拉钢筋达到抗拉强度,发生屈服。     

非线性本构关系下两端固定梁的弯曲变形

基于经典梁理论和非线性本构关系,研究两端固定梁在横向分布载荷作用下的弯曲问题。首先假设材料弹性模量是应变的线性函数,推导了本构关系非线性情况下弯曲问题的基本方程。运用数值方法求解该支承条件下的弯曲问题无量纲方程的数值结果,分析了本构非线性参数和载荷对弯曲变形的影响,将大挠度问题与小挠度问题结果进行了对比。结果表明:对于非线性本构关系材料的梁的弯曲问题,即使在变形较小时也应采用大挠度方程求解。     

锥阀阀口能量损失分析及阀座结构改进

通过对锥阀在不同锥角、不同阀口开度及不同压差条件下的速度场和压力场进行分析,类比电路基本理论,得到了在不同压差条件下压力及速度梯度变化的规律,并分析了锥阀阀口的能量损失规律;与此同时分析锥阀阀口涡流产生的原因,通过对阀座结构进行改进,以减少涡流大小,从而达到降低能量损失的目的,为锥阀的设计提供了理论参考依据。     

FGM圆板考虑面内振动的动态响应

为研究考虑面内振动时FGM圆板的动态响应,首先基于经典板理论,同时考虑横向振动和面内振动,并利用Hamilton原理推导出轴对称情况下功能梯度材料圆薄板线性自由振动的控制方程。采用打靶法对无量纲控制方程进行数值求解,并将方程退化为一般均质板,求解其固有频率,得到了与相关文献非常接近的结果。对具体问题的数值结果进行对比分析,结果表明,面内振动会影响FGM圆板振动频率大小,忽略面内振动的影响会过高估计FGM板的频率。     

菲涅尔反射系数S分量和P分量与入射角的关系

本文推导出菲涅尔反射系数S分量和P分量与入射角的关系,并就几种特殊情况进行了讨论,这些结果可用来分析有关的理论问题与实验现象。     

液控单向阀的气穴现象分析

采用计算流体动力学(CFD)的方法对液控单向阀进行两相流的数值模拟,得到其在反向开启时的压力分布图、速度矢量图和气体体积分数分布图,分析了气穴现象的产生和影响,并对液控单向阀阀口结构进行优化设计。发现增大阀芯锥角不易产生气穴现象,为液控单向阀的设计提供了理论依据。     

希尔肌肉方程在速滑肌肉动态分析中的应用

以动态希尔肌肉方程为理论基础 ,对在速滑过程中肌肉产生的力、功率、效率等问题进行了分析研究 ,以股二头肌为例进行了数值计算 ,其数值结果同实测情况吻合     

一种新型长周期光纤光栅透射谱的数值计算

对采用高频CO2激光脉冲写入的新型长周期光纤光栅的透射谱进行了理论分析.把这种新型长周期光纤光栅的折射率调制类型近似为三角波,以耦合模理论为基础,采用三层介质光纤模型,推导了耦合系数和耦合模方程.考虑光纤的材料色散,对透射谱进行了具体的数值计算,数值计算与已有的实验结果基本吻合,验证了提出的理论模型的正确性.