面向流体机械仿真的层次化并行计算模型

随着流体机械基础并行算法的发展,传统的单核处理器已经不能很好地满足先进流体机械研发的技术需求,为此本文深入研究了流体机械的物理模型以及高性能计算机架构特点,设计并实现了能够充分表达物理模型并行性的高效的面向流体机械仿真的层次化并行计算模型(HP2H)。HP2H模型充分考虑流体机械的多层几何结构以及高性能计算机的多层逻辑架构,深入挖掘计算平台、计算模型以及物理模型的并行性,实现从物理模型到计算资源的高效任务映射。依据具体的轴流压气机转子数值模拟的实际应用背景,结合粗粒度并行和细粒度并行对模型进行实现。对HP2H计算模型进行了功能测试和性能测试,当计算核心从36核提升到432核时,计算性能提升约12倍,并行效率达到了100%。实验结果表明,HP2H计算模型不但在正确地对流体机械进行数值模拟的前提下实现了较好的计算性能,并且由于HP2H计算模型结合了粗粒度并行与细粒度并行,因而可以在不同的计算平台上运行,还可以便捷地实现计算规模的扩展,具有良好的可移植性与可扩展性。     

变结构模糊控制器在吊杆调速系统中的应用

论述了舞台吊杆计算机控制系统的软、硬件配置及结构,并将变结构模糊控制器引入吊杆控制系统中,成功地解决了舞台吊杆不同运动模式的控制及其准确定位问题．     

金属垫圈密封性能的研究及法兰连接系统的整体分析

对金属垫圈的密封性能进行了广泛的试验研究，测定了垫圈预紧密封比压参数ｙ和垫圈系数ｍ值，并与ＡＳＭＥ规范值进行了对比。采用ＡＢ试验方法，对垫圈的典型密封特性进行了研究。此外，通过对法兰连接系统的整体分析，得出了从安装状态到操作条件下螺栓载荷的变化规律。在上述基础上，讨论了一种新的密封设计方法，并给出有关计算式。     

三轴可调倾角非球面加工夹具运动学分析

三轴可调倾角非球面加工夹具可以消除楔形非球面加工中由于二次装夹而造成的误差且提高加工效率.为了精确控制工作台面倾角及位姿,根据机器人学中三自由度机械手臂的分析理论,建立夹具的D-H坐标系,进行正向、反向运动学分析,求解其雅可比矩阵,给出了工作台面与各运动构件之间位置、姿态、速度的关系,并运用ADAMS分析验证相关理论分析结果,为夹具控制软件的设计提供依据.     

袋型阻尼密封转子动力特性的多频单向涡动预测模型

为了满足宽频域下阻尼密封转子动力特性的计算要求,针对单频涡动模型计算量大的问题,提出了采用动网格技术和非定常数值方法来预测袋型阻尼密封转子动力特性的多频单向涡动模型.以转子多频单向涡动位移作为激励信号,采用非定常方法和动网格技术进行了三维ReynoldsAveraged Navier-Stokes (RANS)方程的数值求解,从而获得了袋型阻尼密封的瞬时流体激振力.通过快速傅里叶变换,在频域内计算了10个频率的8个转子动力特性系数,并与实验值进行了比较.结果表明:数值计算得到的袋型阻尼密封转子动力特性系数与实验值吻合良好,从而验证了基于多频单向涡动模型的数值方法能够可靠预测袋型阻尼密封转子动力特性.     

动压型指尖密封泄漏特性的分析

指尖密封其密封,性能的好坏直接体现在气体泄漏量的大小上。影响指尖密封气体泄漏量的因素有压差、主轴转速、迟至率,以及转轴的跳动等。主要研究密封两端气体压差以及主轴转速对动压型指尖密封气体泄漏量的影响。利用有限元软件ANSYS、CFX,对在不同压差、不同主轴转速条件下,动压型指尖密封靴部的变形以及气体泄漏量进行了分析。研究表明压差、主轴转速对动压型指尖密封的密封性能有很大影响,为动压型指尖密封的设计提供了一定的参考。     

基于ABAQUS有限元的110 t折弯机结构优化

针对工作载荷为110 t型折弯机的加工精度不足和主要性能指标较差等缺陷,应用ABAQUS有限元软件对110 t折弯机进行分析与优化设计.通过分析机身中工作台和侧板的强度与刚度,解决机身过度变形导致的工件精度低下的问题,并根据滑块竖直方向的变形曲线优化设计机械补偿装置的结构.有限元分析结果显示,优化后机身质量仅增加188...     

非机械漏水探知检测技术

在管道漏水探测领域,除了常用的漏水探测仪器外,文章对几种漏水探知技术进行了阐述.     

面向复杂系统运动仿真的信息物理融合建模

传统运动仿真的虚拟建模缺少针对复杂系统中信息子系统与物理子系统的动态性融合建模。融合传统运动学虚拟建模与信息计算的优势,针对运动仿真的精度和实时性难以满足实际工业制造需求的问题,提出面向复杂系统运动仿真的信息物理融合建模方法,并以机械臂的运动学控制为仿真案例进行验证,解决了实际环境中机械臂的驱动与仿真环境虚拟机械臂运动不一致的问题。搭建了复杂系统运动仿真虚实映射平台,集成了虚拟建模环境CoppeliaSim,融合实际机器人的运动反馈,和虚实映射计算模型,确定工业机器人运动方程的唯一位姿解。实验结果表明本文提出的方法实现了工业机器人的虚实映射实时运动仿真。     

柔性空间机械臂的模糊控制及抑振最优控制

讨论了载体位置不受控、姿态受控的情况下,漂浮基柔性空间机械臂系统的轨迹跟踪和振动抑制问题。对系统进行输入输出反馈线性化,并采用奇异摄动理论,得到了慢变子系统和快变子系统。然后,设计了两种时间尺度的模糊逻辑控制器,以控制柔性空间机械臂的载体姿态和机械臂关节铰协调地来完成各自在关节空间的期望运动。慢变子系统用模糊控制来进行轨迹跟踪,而快变子系统用最优线性二次型控制来主动抑制柔性杆的振动。系统仿真结果说明了控制器的可靠性和有效性。