柔性电子卷到卷制造中导向辊牵引特性的研究进展

目的 探索柔性电子卷到卷制造过程中薄膜经过导向辊时发生皱褶、划伤和滑移等问题的原因,以期提高柔性电子薄膜的制造精度和效率。方法 总结近年来导向辊与薄膜之间夹带气体流场特性和薄膜对导向辊牵引特性的研究进展,提出进一步需要研究的要点。结果 薄膜与导向辊之间夹带气体的流场特性和薄膜对导向辊的牵引特性是柔性电子薄膜稳定传输的主要影响因素,其对提高柔性电子产品加工精度具有重要作用。结论 有效控制导向辊与薄膜之间的夹带气体流场特性和薄膜对导向辊的牵引特性有助于提高薄膜传输的精度,从而保障卷到卷制造柔性电子产品的生产质量。     

连续粘变条件下的速度场分析

流体的流动状态将直接影响轴承的润滑特性，轴承的润滑特性主要由润滑剂的粘度决定。工作中润滑剂的粘度变化影响其运动速度的变化，从而影响润滑剂的温升及内剪切稀化的程度等。尤其在薄膜润滑中，润滑膜的厚度极小，润滑剂流体粒子间的相对运动速度增大，其润滑剂特性的变化更为突出。以连续变化的粘度修正模型来研究在微小间隙内润滑剂的速度特性，得出间隙内速度的分布规律，为研究薄膜流体温度场和剪切稀化问题提供计算数据。     

空泡在T型微通道中的分裂特性

在不同流速下通过精确控制空气和水的入口速度比,获得了不同体积的空泡.借助高速摄像系统记录产生的空泡在T型微通道分岔处分裂的全过程,并采用计算流体动力学对空泡运动过程进行数值模拟.分析了空泡体积和流场速度对空泡分裂特性的影响,从而得出空泡分裂的判据.结果表明:空泡在T型微通道中的分裂包含5种方式,与流场速度和空泡体积相关—流场速度越大,空泡体积越小,空泡发生分裂越剧烈;微通道尺度越小,流体黏性、表面张力以及流速对空泡分裂特性的影响越显著.     

热端管长度对涡流管流场影响的数值模拟研究

以理想CO_2气体为工质,采用Standard k-ε湍流模型,对涡流管能量分离效应进行数值模拟,分析了管内流体流场的分布以及内旋流与外旋流分离界面的分布。在此基础上,探究了进口温度为298.15 K、进口压力为6.5 MPa、冷流率为0.1时,热端管长度对涡流管内流场分布以及能量分离性能的影响。模拟结果表明:热端管长度在100～200 mm范围内变化时,随着热端管长度的增大,轴向上:轴向速度逐渐增大,切向速度逐渐减小、径向上:轴向速度会出现运动方向相反的情况,切向速度先增大后减小,制冷温度效应呈现先增大后减小的趋势。     

凹版印刷机导向辊的挠曲变形分析及结构优化

目的导向辊是保证凹版印刷机印刷薄膜稳定传输最重要的部件,导向辊在薄膜张力及重力作用下容易发生挠曲变形。对导向辊进行挠曲变形分析和结构优化,在保证挠曲变形不影响薄膜套印精度的前提下,提高导向辊的随动性。方法根据导向辊自身结构特点,基于Ansys将导向辊简化为多体组合的连续简支梁模型,通过施加弹簧单元来仿真轴承对导向辊的作用,对不同壁厚的导向辊进行挠曲变形仿真分析,分析导向辊挠曲变形对印刷套印精度的影响。结果对导向辊建立了多体组合的有限元模型,得到了导向辊的挠曲变形曲线。当导向辊直径为?120mm,筒体长为1100mm,轴头长为110 mm,薄膜和导向辊的包角为90°时,工程实际使用的4.5 mm壁厚导向辊的最大挠曲变形值为51.208。结论导向辊最大挠曲变形发生在导向辊轴线方向的中间位置,其变形值随壁厚的增加而降低,壁厚对导向辊的挠曲变形影响较为明显,根据文中研究结果,对导向辊结构的壁厚进行优化后,导向辊的随动性得到了提高,从而可以提高薄膜传输质量。     

纳米Al2O3电泳沉积成膜的影响因素研究

为研究电泳沉积薄膜沉积量分布特征及影响因素,对纳米Al_2O_3材料进行电泳沉积薄膜试验和仿真研究。试验过程中,对纳米Al_2O_3薄膜沉积的微观形貌、成分及沉积量与电压、沉积时间关系进行了研究;在仿真研究过程中,利用电场、流场、沉积场多场耦合技术研究分析了电场分布、流场特性、沉积时间等对电泳沉积纳米Al_2O_3薄膜的影响。结果表明:电场在阴极正、反两侧强弱分布使得正面沉积量明显大于反面,同时流场的涡流分布特征加速了粒子在阴极边缘沉积。仿真结果与试验结果吻合度较好,验证了仿真模型的有效性,为进一步研究电泳沉积流体流动特性和沉积过程提供了一种新的研究方法和手段。     

不同流量对催化裂化烟气轮机内部气-固两相流动的影响

基于欧拉-拉格朗日模型,对催化裂化烟气轮机内部气固流动特性进行数值研究;采用可压缩流体的k-ε双方程湍流模型,分析2种入口烟气流量对催化裂化烟气轮机内部流场及颗粒运动的影响。结果表明,随着流量的增大,静叶流道内静压、静温、分子黏度、动叶出口截面的气流速度有增大的趋势,颗粒的运动轨迹呈现向动叶叶片靠近的趋势,颗粒浓度在叶片上的分布呈增大的趋势,颗粒沉积速率较大的区域范围呈扩大的趋势。     

叶轮式湍流磨单相流动数值模拟

采用计算流体动力学方法对叶轮式湍流磨内部流场进行单相流动数值模拟;通过分析不同转速、不同出口压力下磨腔内部气体温度、压力、速度、速度梯度、湍动能等流场参数,探讨物料粉碎机理及湍流磨工作特性。结果表明:叶轮与轴向齿槽间隙内切向速度梯度大于15 000 s~(-1),且存在峭壁结构,为主要研磨区;湍流磨转速大于6 000 r/min时温升较大,且随转速增大温升越来越剧烈;出口段气流存在强烈旋转,表现为强迫涡流,涡流使气体沿径向形成压力梯度,管道中心出现负压,进而引起回流。     

基于CFD-DEM耦合的径向移动床反应器数值模拟

针对径向移动床反应器内颗粒及流体分布不均的问题,采用计算流体力学(CFD)-离散单元法(DEM)耦合的方法,对6种不同开口面积和分布形式的中心管的移动床反应器内的颗粒与流体的运动行为进行数值模拟,分析反应器内部气体流场特性及颗粒运动特性的变化。结果表明,开孔面积与进口面积的适宜比例为0.8~1.12,最优比为0.96;改变中心管两端开孔的分布能使流场均布,避免端效应的产生。     

低质量比舵系统流致振动特征研究

考虑到舵的展弦比对其振动特性可能造成影响,将经典两自由度系统动力方程进行参数修正。方程中代表惯性效应的项引入附加质量修正系数,而环量项引入环量修正系数,并通过MATLAB编程求解方程得到了不同来流速度时舵系统的时历曲线以及相轨线;随着来流速度的增加,相轨线的形状趋于扁平化,这意味着系统的动能可以转化为更大的势能;此外,利用有限体积法结合半隐式积分法对计算区域进行离散,并选择SIMPLE算法对离散后的控制方程进行求解,从而模拟了流体作用下舵系统的瞬态运动,分析了舵系统发生颤振时的绕流场变化。发现在舵的上表面,前缘和刚心之间的涡不断向后缘扩散,并在刚心和后缘之间形成了明显的涡层,此时舵的上表面形成一个完整的涡层,这与系统做衰减运动时有所不同;并且系统会出现大角度的俯仰运动,此时前缘和刚心之间出现较大的涡量。     

基于P型法的中间支承运动纸带横向振动特性研究

北人PRC250凹版印刷机,其承印物-纸带为200~300 g/m²的薄型纸板,多色印刷中的支承滚筒对印刷薄纸板形成中间支承和简支约束,可用板壳理论研究其动力学特性。该研究提出采用新型P型高阶微分求积升阶谱法求中间支承运动纸带动力学特性。根据Hamilton原理,推导运动纸带的能量泛函变分式,利用新构C1单元混合插值正交张量积形函数,对给出的能量泛函变分式进行求解,分析中间支承和速度对运动纸带横向振动特性的影响。结果表明:在对边简支对边自由约束条件下,运动纸带的复频率随中间支承的设置而增大,随速度的增大稳定区域逐渐变小;通过CAE软件Hypermesh有限元对比试验,证明该研究提出的方法求解中间支承运动纸带动力学特性,比有限元软件具有更良好的数值稳定性、平滑性和收敛性。     

立磨选粉机操作参数对分级流场影响的数值模拟

采用离散相流体模型和RNG k-ε湍流模型,对涡轮式立磨选粉机内的气-固两相流场进行数值模拟,对比分析不同操作参数下的速度场、压力场和设备分级效率,获得转笼转速和系统风量对选粉机分级流场的影响规律,并进行相关的试验研究。结果表明,较低的转笼转速和过大的系统风量均会引起叶片间退行面处正漩涡的产生;转笼转速过高或系统风量较小时,分级叶片间的进入面处会出现反漩涡。正、反漩涡的产生均加剧了分级叶片间的速度波动,严重影响了分级流场的稳定性,同时也导致选粉机循环负荷的增加。综合数值模拟与试验分析,系统风量为5 500 m3/min与转笼转速为55 r/min是SMG5500型立磨选粉机的最佳参数匹配。     

轴流式血泵流体特性CFD研究

 在轴流式血泵的研发中,通常将血液当作牛顿流体来处理,考虑到当动脉存在局部狭窄等几何突变情况时,动脉局部流场中可能产生流动剪切率非常低的区域,因此有必要考虑血液的非牛顿特性．建立了轴流式血泵模型,通过CFD仿真分析得到血泵转速和流量的变化对血泵出入口流场的影响,以及血泵导叶对泵体内流场的影响规律,并通过对设计的血泵进行泵水实验,测量了轴流式血泵输出流量和压力参数.结果表明所设计的血泵在驱动性能上和仿真是相符的．     

冷藏车冷风导流系统的设计及热流场分析

目的 为了使冷藏车在运输过程中冷风分布更均匀,提高对货物的冷却效果。方法 设计一种冷藏车冷风导流系统,建立其三维几何模型及冷藏车制冷时的热物理模型。利用计算仿真的方式分析了冷藏车在运输苹果过程中车厢内冷风流向及温度场随时间变化情况,分析了冷风导流系统及其气孔直径、气孔间隔、导流槽尺寸、回风道宽度、入口风速等关键参数对运输过程中冷却效果的影响。通过分析的结果确定了冷风导流系统的关键尺寸。结果 发现设计的冷风导流系统可将运输过程中货物温度最大值降低5.9 K,回风道宽度在150 mm左右为宜。结论 文中设计的冷藏车冷风导流系统可有效提高冷却效果,相关的方法可为冷藏车设计提供一定的参考。     

对转圆柱滚子轴承动态特性分析

针对内外圈对转圆柱滚子轴承内部复杂的运动特性及相互作用力,通过分析轴承径向游隙的影响因素以及考虑滚子与滚道的接触变形和热效应对油膜厚度的影响,利用拟静力学法建立了轴承的分析模型,并采用NewtonRaphson法进行求解;同时,利用该模型对滚子打滑率进行计算,以验证所采用分析方法的正确性和可靠性。然后,进一步探讨了不同工况下对转圆柱滚子轴承内部组件的转速变化规律与接触特性。结果表明：滚子的自转转速、滚子与滚道的接触载荷均随径向载荷的增大而增大;内、外圈转速变化会使受载区滚子与滚道的接触载荷以一定的规律重新分配,且转速对最小油膜厚度的影响较径向载荷更为明显。研究结果可为对转圆柱滚子轴承的结构优化和生热机理分析提供理论依据。     

牛顿流体两辊间隙施涂过程的理论建模与分析

目的通过理论建模分析涂膜厚度的成型机理,从而实现对涂膜厚度的精确控制。方法针对牛顿流体在五辊涂布系统存胶辊与计量辊之间微间隙处的流动过程,在机理分析与适当假设的基础上,建立流体流动的数学模型,推导出涂膜厚度与其影响因子之间的关系方程,并分析影响液膜厚度的关键因子。应用CFD软件对流体的流动过程进行数值仿真,通过仿真流场对理论模型与理论推导的边界条件及结果的合理性进行分析。结果表明理论模型与仿真流场一致,理论结果与仿真结果吻合度较高,该理论建模具有相当的合理性。理论结果表明,影响涂膜厚度的因素有涂液粘度和表面张力、计量辊转速、辊径以及辊间间隙,它们与涂膜厚度之间存在较复杂的关系方程。结论有助于在工程实际中快速找到获得理想涂膜厚度的有效工艺参数。     

五辊无溶剂涂布涂层厚度数学模型与影响因子分析

目的研究如何实现高效的无溶剂涂布,获得稳定的预定厚度涂层。方法在建立两辊间隙间涂布液流动数学模型的基础上,从涂布液辊间间隙分流分配关系和总结构内涂布液流量平衡两方面,分析无溶剂五辊顺转涂布系统涂布厚度的影响因素。结果转移钢辊和涂布钢辊的速比,计量辊和转移钢辊之间的间隙以及橡胶转移辊的压力等是对涂层厚度有直接影响的因子,毛细准数是涂层竖条道缺陷的主要影响因子,而涂布液的非牛顿特性会加重竖条道缺陷。结论设计无溶剂五辊顺转涂布系统时,需要综合考虑辊的直径、施加给橡胶辊载荷大小的范围、橡胶辊的硬度、适用涂布液的粘度范围和速度极限等因素。     

水中高速运动体内置测速涡轮装置空化特性研究

水中运动体高速下会发生空化而改变流场结构,研究测速涡轮装置空化特性对提升运动体自主环境感知能力具有重要意义。该文基于内置测速涡轮的防空化结构设计,针对水流速度为10 m/s下的不同空化数、有无偏角情况,利用空化水洞实验和数值仿真模拟对测速涡轮装置的空化情况、涡轮转动情况和涡轮装置的空化特性进行了研究。结果表明:与无涡轮装置样机相比,空化区域发生了明显变化,云状空化团脱落明显加快,云状脱落范围更小。同时,该涡轮装置具有隔离外部空化的能力,在外界空化数高于临界空化数(σ_Cr=0.4)的情况下,能够保证涡轮装置位于线性测量范围。