圆碟形潜水器阻力性能研究

提出了一种新型碟形潜水器外形设计.在三维贴体坐标系下,采用有限体积法求解不可压缩的雷诺平均(RANS)方程,使用标准k-ε湍流模型实现方程的封闭,数值模拟了艇体周围的粘性流场.通过对不同雷诺数下的粘性绕流和阻力性能的研究,并与水池实验结果相比较,证明了数值计算在潜水器阻力性能研究方面的应用价值.     

水深对超大型FPSO水弹性响应的影响

结合三维势流理论和有限水深复合格林函数,计算了浅水超大型浮式生产储油系统(FPSO)水弹性响应.该方法首先实现有限水深复合格林函数及其偏导数的数值算法,将其根植于三维势流理论中,形成了用于浅水海洋浮式结构物三维水弹性分析的方法.本文对一艘浅水超大型FPSO进行了数值计算,计算结果表明,船体的振动效应对不同波浪载荷产生不同的影响.     

喷油器控制阀中流体阻尼间隙

建立了共轨燃油喷射系统喷油器控制阀的力学模型,在计算流体动力学和试验的基础上对控制阀阻尼间隙进行了研究.结果显示:在阀芯与阀体之间的阻尼间隙为0.02~0.03 mm时,最能满足控制阀阀芯关闭时反弹的最小要求.     

阶梯状来流中立管的涡激振动响应预报

将变参数受拉柔性梁的有限元模态分析与涡激振动预报结合在一起,建立了变参数柔性立管的横向涡激振动预报模型,考虑到海洋立管的模态信息与涡激振动响应高度耦合,为合理计算附加质量对模态信息的影响,模态分析与涡激振动响应预报迭代进行.其中,使用有限元方法对立管进行模态分析,考虑了质量、拉力、抗弯刚度沿立管轴向的变化;在此基础上,涡激振动响应计算在各个模态上分别进行.在出现多模态参与的情况时,比较各模态的振幅,对模态受力进行折减.与近期阶梯状来流作用下立管涡激振动实验结果的比较显示,本文模型是有效的.     

自由曲面检测中点云偏差色斑图的显示

针对基于实体CAD模型的数字化检测过程中可视化偏差表示的效率问题,提出了一种采用K-D树的近似偏差可视化表达方法.与点到自由曲面精确偏差表达不同,首先对待测CAD模型曲面进行指定尺度的离散,形成CAD模型点云数据.然后,利用K-D树的分治搜索策略,使点与面距离计算近似地表达成点与点的距离计算,使算法的运算复杂度由O(N3)降低为O(N2logN),其表达精度达到全局性观测的目的,并在ACISRⅡ与HOOPS800图形平台上通过结点颜色插值实现点云色斑图的显示.最后,以某型号车灯零件为例进行验证,取得了较好的效果.     

基于UPPAAL的虚拟生产系统仿真

虚拟生产系统(VPSs)是一种为应对易变的和不确定的制造环境而提出的新型生产资源结构形式.针对VPSs的特点,提出了基于自治与协调机制的控制结构.应用赋时自动机理论以及在UPPAAL的辅助下,对VPSs进行了DEDS的建模.为获得期望的性能(生产流程和时间)和行为特性(避免冲突和死锁),设计了基于启发式调度规则的自治与协调监控器,并进行了系统分析和时间最优调度的计算与仿真,从而构建起兼顾控制和调度问题的VPSs闭环监控系统.     

产品设计知识的表示与重用技术

通过研究知识工程(KBE)技术在产品设计中的应用,根据产品设计知识的形式对其进行归类,利用面向对象的方法表达产品的总体参数、零件的独立参数、设计经验及规则,采用框架结构表示产品的结构配置树,将设计知识存储到模型库、数据库和规则库中.把编写好的KF(Knowl-edge Fusion)类加载到产品模型,并根据新设计条件和约束来驱动产品设计.最后,通过观光电梯的应用实例验证设计知识的重用.     

基于部分平衡的曲柄滑块机构DFC方法

提出了一种基于部分平衡的机构设计理论方法,用来提高由伺服电机驱动的单自由度闭链机构的运动学和动力学性能.该方法通过对初步设计好的机构进行惯性力部分平衡而使其质量重布,以优化系统的动力学模型,从而有利于控制器的设计.以曲柄滑块机构为例,应用所提的方法进行设计,给出了仿真计算结果.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

质子交换膜燃料电池性能影响因素的数值分析

为研究交指流场质子交换膜燃料电池的输出性能,分析影响其性能的因素,寻找改善其性能的可行措施,探讨了使用交指流场流道的必要性和优越性,建立了包括质子交换膜燃料电池阴极/阳极侧流道、扩散层和催化层以及质子交换膜在内的完整的稳态、三维、两相数学模型.基于计算流体力学方法,用该模型对交指流场质子交换膜燃料电池的全流场进行了统一的数值计算以模拟其输出性能,分析了流场流型、氧化剂种类、反应气体进气速度、质子交换膜厚度和双极板筋宽对质子交换膜燃料电池输出性能的影响,确定了提高质子交换膜燃料电池输出性能的一些方法.将理论模型的模拟计算结果与实验结果进行比较,两者较为吻合.     

跨临界二氧化碳汽车空调系统的动态仿真与实验研究

建立了跨临界二氧化碳汽车空调系统的动态仿真模型.利用集总参数法和移动边界法分别对蒸发器、气冷器和中间换热器建立了集总参数模型;由于压缩机和节流阀的热惯性较小,利用经验公式对它们建立了准稳态模型.计算结果同实验数据的比较表明,该动态模型能比较准确地体现空调系统实际的动态性能.