基于MATLAB的气缸运动建模与仿真

本文基于MATLAB SIMULINK研究气缸排气运动过程的建模与仿真,并对仿真曲线进行分析。由于系统采用真实参数,仿真结果具有一定说服力。     

透平低压排气缸流场的数值模拟

采用适体坐标法和空度法描述了排气缸复杂 的结构,开发了排气缸三维网格自动生成软件。以数值模拟为手段,描述了透平低压排气缸内部复杂的三维可压缩湍流流场。编制了三维可压缩湍汉流场数值模拟软件,采用模型吹风试验校核了数值模拟结果,为排气缸的设计提供了新的途径。     

考虑气动管路的双腔气缸动态特性分析与实验

通过对双腔气缸运动特性及气动回路的分析,建立了双腔气缸工作系统的动态特性模型,在建模过程中考虑了电磁切换阀及其到气缸之间的气动管路.在此基础上,采用Matlab对所建模型进行仿真;同时,搭建了气缸动态特性实验系统对建模对象———气缸进行了实验.仿真及实验结果表明,文中所建模型可以较准确地从理论上描述双腔气缸工作系统的动态特性.     

双行程集成气缸的设计及动态特性研究

设计了一种新型结构的集成式双行程气缸,在对其运动过程进行分析的基础上,利用热力学和空气动力学的基本理论对集成气缸的动态特性进行分析,建立了动态特性数学模型,并以MATLAB软件作为仿真平台,采用四阶Runge-Kutta法进行仿真并输出各腔的压力、活塞杆位移和速度曲线.     

带导叶气缸随转滑片式膨胀机性能的数值模拟

为向中小型发电场合提供适宜动力部件,提出了一种新型带导叶的气缸随转滑片式膨胀机,其设有随转子转动的气缸以减小磨损摩擦,缩小转子以增大腔室容积,且在进、排气流道中增设用以改善流动的导叶结构.结合动网格技术,选取RNG k-ε湍流模型,采用FLUENT软件对滑片数目分别为6和12的膨胀机方案进行动态模拟,并分析其内部流场特征及排气质量流量、温度和泄漏流量的变化以优化各方案性能.结果 表明:增加滑片数目有利于增强排气连续性,但膨胀机性能及效率略有下降;若将排气终边延后25°,则能减弱余隙容积的影响,使膨胀机性能提高,其平均排气质量流量增大2.42％,平均排气温度降低4.56 K,等熵效率提高2.08％,平均泄漏流量减少5.71％.     

气缸气缓冲特性的实验研究

研究气缸气缓冲特性,建立计算机辅助测试系统.通过调节气源压力和缓冲针阀开度,测试不同工况下缓冲腔及主气路压力、气缸行程以及振动加速度等参数,并分析过缓冲、欠缓冲及最佳缓冲等几种典型的气缓冲特性.实验结果表明:气缸活塞与端盖的机械碰撞是造成振动冲击的主要因素;一些过缓冲过程仍存在机械碰撞,从而造成缓冲效果变差;最佳气缓冲只存在于某些工况.     

活塞式氧压机一级气缸进气压力作提高改造与动力分析

通过热力学计算，提出了氧压机一级气缸进气压力作提高改造的原则、方案及改造意义。对改造后压缩机的承载及机器运行稳定性进行了分析，为氧压机的改造提供了理论依据。     

含初始弯曲裂纹转子振动特性

基于简单铰链裂纹模型，建立了含初始弯曲裂纹转子的动力学模型，得到了裂纹转子振动响应的仿真解；讨论了含初始弯曲裂纹转子的亚谐波共振特性及其与无初始弯曲裂纹转子频率成分的差异；数值仿真研究了刚度变化、初始弯曲、质量偏心以及质量偏心角对裂纹转子轴心轨迹的影响，从而为裂纹转子的故障诊断提供了依据．     

旋转气缸压缩机缸体的静动态特性

利用流体动力润滑理论,建立了旋转气缸压缩机缸体的静、动态特性计算模型,以1台XG-0.36／7型旋转气缸空气压缩机为例,求解了机器缸体的轴心轨迹等动态特性以及缸体的摩擦功耗等静态特性,并对计算结果与有关实验进行了对比。     

摆动气缸位置伺服系统特性实验研究

该文通过大量实验对比例流量阀控摆动气缸位置伺服系统的典型非线性特性进行了研究,主要包括:研究分析了工作点位置、负载大小、摆动气缸两腔初始压力等工作参数对系统特性的影响;指出了系统存在的粘滑振荡、位移波动、"停滞"等现象,并分析了其产生的原因.研究得出:在摆动气缸行程范围内的不同位置或摆动气缸两腔初始压力不同时,系统呈现出不同的特性;摆动气缸的摩擦力及其两腔压力较慢的动态过程引起了系统的"粘滑振荡"等典型非线性现象.     

Simulation on the impact pneumatic cylinder with a reservoir

We proposed a novel impact pneumatic cylinder with a reservoir connected to the inlet chamber so that the pneumatic cylinder can achieve a high speed. A reservoir with high-pressure air enabled the cylinder to achieve considerable acceleration when it began to work. We established a mathematical model to simulate the behaviors of an impact pneumatic cylinder, focusing on the relationships of the maximum piston speed with the air supply pressure and the reservoir volume. The results show that the reservoir can help significantly enhance the pneumatic system velocity. When the reservoir volume is less than double the cylinder volume, an increase in the reservoir volume is more effective in increasing the maximum piston velocity.     

不同弹体对高压气瓶的撞击性能分析

运用ANSYS／LS‐DYNA软件对弹体撞击高压气瓶的过程进行数值模拟,得到弹头形状、子弹质量和接触面积不同时子弹穿透高压气瓶的临界速度和临界动能,分析了不同因素对子弹撞击性能的影响。结果表明,弹头形状对穿透动能的影响不大;在接触面积相同的情况下,随着子弹质量的增加,其穿透瓶体的速度逐渐降低,而所需的穿透动能逐渐增大;子弹与瓶体接触面积越大,需要的穿透动能越大。     

Direct numerical simulation on the particle flow in the wake of circular cylinder

The spectral-element approach is used to simulate the gas-solid two-phase flow behind of the circular cylinder. Based on the method of a high accuracy calculation for the gas phase flow, the particle dynamic field is put into practice. Two key influence factors, Stokes number and Reynolds number, are investigated. The simulation results give a clear pattern of the physical characteristics of gas-particle flow. Due to the construction properties of the eddies in the wake of the circular cylinder, the suction is the main dispersion mechanism of particles near to the centric axis. This effect can make the small particle sucted to the near wake of the circular cylinder. The particle dispersion is also induced by the pressure gradient which is caused by the strong velocity gradient of gas phase.     

液压缸平稳性分析

建立了液压缸的数学模型,对液压缸的动态特性进行了仿真,得到了稳态速度,对影响液压缸稳定性的因素作了初步分析和研究;揭示了液压缸低速爬行现象,阐述了爬行现象的成因并提出了消除爬行现象的措施.     

数值模拟圆柱统流旋涡生成、分离及演化

本文应用有限差分方法求解涡量－流函数形式的Ｎ－Ｓ方程，数值模拟了圆柱瞬时起动后流动分离，旋涡生成、脱落以及随时间推进涡街产生和长期非定常演化过程，包括对称涡的生成，二次涡形成的α结构及卡门涡街等．本文方法效率较高，数值模拟结果与实验结果吻合较好，可推广到模拟其他复杂钝体在中等或高雷诺数下的非定常绕流问题．     

Mixed convection around a heated vertical cylinder embedded in porous medium

Numerical simulation has been performed to investigate the combined effects of wake flow pattern and buoyancy on the characteristics of the flow and heat transfer for the mixed convective flow around a vertical cylinder embedded in porous medium. Three-dimensional Darcy's equations are solved. The discretization procedure for the governing equations is based on the finite-volume method. Peclect number and Rayleigh number are two major independent parameters representing the effects of the flow and heat transfer, respectively. The flow pattern, temperature distribution, and Nusselt number distribution are investigated in wide ranges of these independent parameters. Correlation results for the onset of the secondary flow and enhancement of the heat transfer are presented and discussed.     

Large-eddy simulation of the compressible flow past a tabbed cylinder

The compressible flow past a tabbed cylinder has been studied numerically using large-eddy simulation for a free-stream Mach number M∞=0.75 and a Reynolds number based on the diameter Re=2×105. Because of the passive control of the flow past a tabbed cylinder, the mean drag coefficient of tabbed cylinder is less than that of a corresponding circular cylinder with a drag reduction up to 33%. The fluctuating lift coefficient is greatly suppressed to be nearly zero. Drag reduction due to the shearing process prevails over that due to the compressing process in this flow. Through investigating the mechanisms relevant to passive control of the tab, it is found that suppression of the shear layer instability can lead to a higher-base-pressure distribution, which can reasonably be associated with drag reduction and suppression of the lift fluctuations. The analysis of convective Mach number and self-sustained oscillations phenomenon inside the shear layers indicates that both the compressible effect and high-frequency forcing result in suppression of the shear layer instability of tabbed cylinder.     

圆柱绕流N一S方程数值解的非线性特性分析

数值模拟并分析了二维圆柱绕流向混沌转捩的情形．通过时间延迟技术和维数嵌入方法对速度时间序列重构相空间，并利用蛎线性动力系统理论方法（诸如相空分析、频谱分析、Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射），以及通过对混沌计量（如关联维数、Ｋｏｌｍｏｇｒｏｖ熵、Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数等）的计算，对不同雷诺数的Ｎ－Ｓ方程解的特征作了分辨．结果表明，在一定的雷诺数范围内解的是周期或周期的，并且有一个复杂的公叉途径向混沌转捩．     

矿用立爪式装载机小臂油缸性能优化方法

首先提出了矿用立爪式装载机的小臂油缸工作过程中存在的2个问题,然后针对这2个问题提出了优化方法,即采用缓冲油缸和差动油缸。用AMESim软件对缓冲油缸的效果进行了仿真分析．最后对差动油缸的速度和推力进行了计算,提出了比较合理的优化方案．     

圆柱绕流水动力学特性的数值模拟

应用计算流体动力学软件FLUENT对低雷诺数(Re)(Re≤300)下圆柱绕流问题进行数值模拟。采用分区结构化网格及层流模型求解不可压缩Navier-Stokes方程,在未施加任何扰动的条件下获得了圆柱绕流2种特殊的绕流场,系统分析了壁面压力系数、平均阻力系数、脉动阻力、升力系数及旋涡脱落频率等水动力学特性参数随Re数变化的规律,结果与实验研究吻合较好。