基于田口法的机电液耦合器永磁体分布优化

为了兼顾纯电驱动和混合驱动的优点,本文主要对基于田口法的机电液耦合器永磁体分布进行优化,研究了一种将电驱动系统和液压驱动系统高度集成的机电液耦合器.针对机电液耦合器参数众多且互相耦合的特点,参照内置式永磁同步电机的优化设计方法,提出了基于田口法的机电液耦合器内置式永磁体分布多目标优化设计方法,分析了永磁体转子的布置形式...     

考虑固液耦合的充液管道系统振动能量流研究

对固液耦合振动研究内容、研究现状,能量流研究方法以及固液耦合振动能量流研究进展进行了较为全面的论述,并对今后开展充液管道系统固液耦合振动研究、声传播及噪声控制的研究进行了展望．     

基于机电液耦合器的液压冷却系统设计

针对机电液耦合器存在的散热问题,本文以机电液耦合器冷却系统为研究对象,提出一种新的液压冷却方案。首先设计了与启动、行驶、上坡、高速、制动和驻车等工况相匹配的液压冷却回路,阐述了各液压元件的型号选择和参数计算过程,并使用AMESim软件对系统冷却能力进行了仿真验证。冷却系统通过高压蓄能器与低压蓄能器的配合使用,使冷却系统在不同工况下,满足机电液耦合器冷却需求的基础上,实现车辆的高效低耗运行。研究结果表明,该液压冷却系统在车辆不同工作状况下,均能够满足系统的冷却需求,有效的实现了制动能的回收和利用,提高了耦合器的能量利用效率,方案设计及元件选型合理。该设计为后续机电液耦合器的开发和研究及相关冷却系统的设计提供了一定的参考。     

输流管道流体结构互动响应研究

基于充液管系轴向流固耦合振动4方程模型,研究了连接耦合、泊松耦合、摩擦耦合 3种形式对充液管道振动响应的影响。介绍了特征线法求解过程,并对水箱-直管-阀门(RPV)管系在阀门瞬间关闭时的瞬态响应进行了数值仿真计算。结果表明,流固耦合作用对充液管道振动响应有较大影响。3种耦合作用中,摩擦耦合影响较小,连接耦合与泊松耦合影响较大。针对气液两相流动,列举了常用的压力波速计算模型,优选了合适的波速计算表达式,分析了含气率对压力波速的影响,旨在为进一步研究气液混输管道流固耦合振动提供一定的理论指导。      

基于ANSYS的含液容器流固耦合模态分析

讨论了含液容器流固耦合动力特性的有限元方程，用ANSYS软件对正方形充液容器进行了模态分析。得出其理论模态特性，结果表明该模型有效可靠。     

混流式水轮发电机系统的动态模型及响应

针对在高水头、大流量水流和强电磁场的共同作用下,水轮发电机组时常发生激烈振动的难题,尝试从全局耦合的角度,运用有限单元法,通过分析水轮发电机组的机电耦合关系和液固耦合关系,建立表达上述耦合关系的发电机单元、主轴单元和板壳单元,在此基础上,建立混流式水轮发电机系统的非线性动态方程,为进一步分析系统的振动机理提供了一种新的模型。     

离心泵液固两相流理论与设计之探讨

本文分析了液固两相流离心泵的特点。根据液固两相一元流基本理论建立了离心泵液固两相一元流动方程．简述了如何运用方程来处理泵的设计问题．     

基于LBM流固耦合算法的桥梁颤振稳定性分析

为有效分析风-桥梁的相互作用和研究桥梁的颤振稳定性问题,发展了一种显式求解流固耦合问题的LBM数值模拟方法。将传统大涡模拟的亚格子涡黏性模型—动态Smagorinsky模型（Dynamic Smagorinsky Model, DSM）引入多松弛时间格式的格子玻尔兹曼方法(Multiple Relaxation Time–Lattice Boltzmann Method,MRT-LBM)中,在MRT-LBM框架下构造了一种显式运算的大涡模拟方法—MRT-LBM-DSM作为流固耦合算法的流场求解器;将结构视为弹性支撑于流场中的刚体,其运动方程采用Runge–Kutta法求解;利用格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)的移动边界技术更新流固耦合面的位置,实现了流固耦合问题的松耦合分区求解。基于LBM流固耦合算法编制计算程序对Great Belt东桥的颤振稳定性问题进行了分析。研究表明由LBM流固耦合算法计算得到的Great Belt东桥颤振临界风速与试验和其他数值结论吻合良好,初步说明LBM流固耦合算法可以较为准确地预测颤振现象的发生。     

应力,瓦斯压力在煤和瓦斯突出发生中作用的数值试验研究

本文在煤和瓦斯突出固流耦合失稳理论数学模型基础上，利用固流耦合有限元程序，采用数值模拟试验的方法，分析了应力、瓦斯压力对突出发生情况的影响。数值模拟的结果将为防治突出提供数值依据。     

光滑粒子动力学方法的固液二相流研究

为了精确、高效地模拟生物工程和化工生产领域中的固液两相流动、指导设备设计和改进生产工艺，在光滑粒子流体动力学方法（SPH）的基础上，提出了一种考虑固液双向耦合作用的固液二相流算法.其中，固液两相被离散为拉格朗日粒子，流体和固体力学的控制方程则转化为相应的粒子间作用力.模型由初始状态启动后，粒子在这些力的作用下运动演化.由粒子携带的信息，通过插值核函数可以求得流场和固体的运动参数.通过标准算例的模拟，验证了控制方程组和边界条件的正确性.使用该方法模拟二维球形固相在水中的运动，初步分析表明模拟结果是合理的，因而采用该方法模拟化工生产中的固液二相流问题也是可行的.     

基于FLUENT 液压储油单元中颗粒沉降数值分析

基于FLUENT 软件提供的多相流混合(Mixture)模型,分析储油单元中液固耦合两相流流动的状态,采用理论计算与数值模拟相结合的方法,建立了在液压油回流进储油单元过程中液固耦合两相流动和颗粒沉降的数值模型,讨论了回油管道浸入储油单元中的深度对颗粒沉降的影响。结果表明：当液压油流量一定以及回油管道深度为整个储油单元体积的3/4 时,在储油单元中靠近挡板右侧偏底部的位置,颗粒的体积分数值更大,分布范围更广,沉降效果更明显;对于整个液压系统而言,能更有效地减少固体颗粒对其产生的影响。     

Ge—Ag—Ni空心波导锥形耦合器

透镜耦合器的耦合系数对横向错位十分敏感，因而容易受震动等环境条件的影响。介绍了一种把ＣＯ２激光器的１０．６μｍ辐射耦合到Ｇｅ－Ａｇ－Ｎｉ空心波导的锥形耦器，以及该耦合器的设计和制作，并对两种耦合器的耦合系数进行了对比分析。结果表明，在抗震和长期稳定性方面，锥形耦合器的性能优于透镜耦合器。     

脉动流诱导振动的双向热流固耦合强化传热机制

脉动流诱导振动换热管强化传热技术是实现过程换热设备节能降耗的一种有效途径。基于热流固双向耦合理论,研究了脉动流诱导振动换热管的边界变形运动与近壁脉动流动的双向耦合作用对流固共轭耦合传热特性的影响。结果表明:脉动流诱导振动边界变形运动与近壁脉动流动的热流固双向耦合作用能有效强化近壁壳程流体的传热,且其热流固双向耦合作用和强化传热强度随脉动流的脉动频率加快而增加。研究发现热流固双向耦合作用是通过传热驱动力温差的增大和近壁壳程流体产生的内涡流所诱发的微对流来强化壳程流体的传热,当脉动流频率为50 Hz时,可使换热管的壳程传热系数增加24.3%,强化传热效果明显。     

气力提升管内流型识别的实验研究

以压缩空气、水和麦饭石陶瓷颗粒作为实验介质,利用高速摄像仪对气力提升管内的气液两相流流型及气液固三相流流型进行可视化分析识别。实验结果表明,采用高速摄像技术有效识别了气力提升管内的流型,观察到气液两相流中存在着4种流型:泡状流、弹状流、泡沫流、环状流。以气液两相流流型特征为基础参考,将观察到的气液固三相流流型归分为弹旋流、旋涡流、波浪流、聚泡流和环柱流5种。并对各流型间的转变机理进行了分析阐述。     

二维光子晶体耦合器耦合特性分析

基于平面波展开法计算了光子晶体能带结构和带隙分布图,利用FDTD对具有四方晶格的光子晶体耦合器的传输特性进行了研究,讨论耦合作用长度和耦合臂间距对耦合比的影响,并给出传输场分布.研究结果显示,光子晶体可以实现耦合器的功能,耦合作用长度比耦合臂间距对耦合特性影响大,耦合臂间距达到一定程度则不会发生耦合.适当的设计耦合器耦合作用长度和耦合臂间距可以实现任意分光比的光耦合器,这些对于研究光子晶体器件和光子集成回路具有一定的参考价值.     

辐流式沉淀池液固两相流力学特性二维数值模拟

采用两相流混合模型和Realizable k-ε湍流模型,对辐流式沉淀池液固两相流力学特性进行二维数值模拟.采用有限体积法离散微分方程;速度与压力耦合求解使用了压力隐式算子分裂(Pressure-Implicit with Splitting of Operators,PISO)算法.通过模拟获得了速度场、紊动能和污泥质量浓度等参量在空间的分布规律,并根据模拟结果分析讨论了挡板距离与挡板长度对流场和污泥沉淀特性的影响.模拟结果在一定程度上反映了沉淀池内部水力参数的变化规律,表明所采用模型是研究辐流式沉淀池液固两相力学特性的一种有效方法.     

考虑液固耦合水池地震反应分析方法及其应用

本文以钢筋混凝土水池为研究对象,采用势流体理论,建立液固耦合分析模型,给出相应的地震反应分析方法.采用上述分析方法对水池结构进行简化,改变水池的各设计参数对水池结构液固体系进行地震反应分析,研究给出考虑液固耦合作用对水池抗震性能的主要影响因素,并总结液体-固体耦合相互作用的规律,为这类钢筋混凝土水池的抗震设计、抗震规范制定和抗震安全性评定提供理论基础和依据.     

鼓泡床中电石渣液相碳酸化反应流动特性表征

搭建了气液固鼓泡床实验系统,对碱性固体废弃物电石渣固定CO₂进行实验研究. 流动特性对鼓泡床反应器传质、产率和产品质量都有较大的影响. 通过压力脉动信号采集与分析,对实际反应体系CO₂-H₂O-电石渣的流动特性进行表征,给出重要参数液固比对三相反应流流动特性的影响机制. 结果表明:基于时间域的概率密度函数和自相关函数分析发现,在低气速0.062 m·s^-1下,增大液固比,压力脉动分布变化较小,但自相关分析可进一步揭示液固比的增大加大了气泡运动的不稳定性. 在气速0.102 m·s^-1下,液固比增大会加大压力脉动分布范围,且延迟时间增大,自相关性降低,表征床内流动表现出更多的随机性和混沌特征. 结合流动图像,液固比增大使大气泡容易聚并生成. 基于时频域的Hilbert-Huang变换分析,获得了时间-频率-幅度谱图. 低气速下,三相流运动频率高,幅值低,增大液固比后,三相流运动频率降低,幅值增大,揭示液固比增大后,三相流系统中高频的小气泡运动特性降低,大气泡聚并发生促进能量幅值增大,该结果为进一步研究流动对碳酸化反应影响机理奠定了基础.     

高桩承台桥受船撞击过程中水流作用分析

概述了在对高桩承台桥结构受船撞击数值仿真分析过程中考虑水流压力作用效应的必要性,阐述了基于波浪理论并考虑附加水质量计算水流力的简化流固耦合分析方法,同时简要介绍通用桥规及经典水力学理论中关于水流力的计算方法.基于动态非线性有限元技术分别建立无水流作用情况及采用上述三种水流力计算方法的有限元模型,分析比较验证了基于波浪理论并考虑附加水质量计算水流力的简化流固耦合方法的合理性及计算精确性.结果表明,对比通用桥规中计算静水压力及经典水力学计算绕流阻力的方法,按简化流固耦合方法计算的桥墩各部位响应更大,运用该方法对于桥墩防撞设计或结构安全评估将偏于保守和安全.     

流体输送管道的固-液耦合特性

用有限元法推导流体输送管道固－液耦合振动方程，得到反对称的固－液耦合阻尼矩阵和对称的固－液耦合刚度矩阵。用QR法计算管道的前四阶固有频率。分别讨论了流体流速、压强变化以及固－液耦合阻尼和刚度对管道固有频率的影响；给出了不同边界条件管道的临界速度和管道前四阶固有频率－流速曲线。这对于火箭发动机燃料馈给管道、水轮机供水管道、城市集中供热干管、输水母管、石油集输管线等的研究与设计都有参考意义。