基于CFD仿真的喷气增焓管压力脉动分析及改善

涡旋压缩机喷气增焓管路内部的强压力脉动易与喷射阀阀体共振导致阀体破损,为了解决这一问题,采用CFD仿真研究了喷气增焓管内压力脉动产生和传播的机理,并基于此提出了孔形和孔数目优化等压力脉动衰减技术方案,通过压力脉动测试发现所提出的方案ARI30-120四个转速下OA值(0～1000 Hz)的降低幅度平均约为30％,验证了压力脉动产生机理分析和所建立CFD仿真方法的有效性,研究可为喷气增焓涡旋压缩机压力脉动导致的振动和噪声改善提供理论依据及具体方案.     

基于软件无线电架构的EVM通用测试模型与不确定度分析

基于软件无线电思想,设计了一种灵活、开放的EVM通用测试模型,给出了测试模型的总体架构与软件架构,并分析了基于该模型的EVM测试系统误差来源,确定了影响EVM测试不确定度的主要因素,利用极限误差法量化分析了EVM测量不确定度,最后通过实际应用对模型的有效性进行了验证,为通信设备EVM测试和结果估算提供了可靠的技术基础。     

电磁兼容性测试用冲击电压分压器设计及实现

基于"场-路"耦合的思想,通过电磁场仿真计算提取电阻分压器的杂散参数,建立了冲击电压下电阻分压器的等效电路模型,进而研究了电阻分压器结构参数对测量结果的影响.依据仿真分析结果,设计并实现了电磁兼容性测试用10kV冲击电压分压器与冲击电压测量系统.经测试该系统测量冲击电压峰值的扩展不确定度、测量波前时间的扩展不确定度、测量半波时间的扩展不确定度等,均满足电磁兼容性测量要求.     

基于CFD仿真的喷气增焓管压力脉动分析及改善

涡旋压缩机喷气增焓管路内部的强压力脉动易与喷射阀阀体共振导致阀体破损,为了解决这一问题,采用CFD仿真研究了喷气增焓管内压力脉动产生和传播的机理,并基于此提出了孔形和孔数目优化等压力脉动衰减技术方案,通过压力脉动测试发现所提出的方案ARI30-120四个转速下OA值(0～1000 Hz)的降低幅度平均约为30％,验证了压力脉动产生机理分析和所建立CFD仿真方法的有效性,研究可为喷气增焓涡旋压缩机压力脉动导致的振动和噪声改善提供理论依据及具体方案.     

LES和k-ε湍流模型对斜向淹没射流的数值模拟研究

采用k-ε和LES大涡模拟两种湍流模型对斜向射流入水垫塘的流场进行了三维数值模拟研究,得到了射流的流速、涡量、压力等水力特性,并与粒子成像测速仪(PIV)得到的结果进行对比。结果表明,射流入水垫塘后其流态为典型的三维流态,受射流上下游紊流涡的影响,射流轴线、速度及压力分布呈现时空随机性的特征。k-ε湍流模型因对涡的各向同性假设,其计算结果不能反映斜向淹没射流流场结构的随机性特征,而LES大涡模型则可获得斜向淹没射流流场的时空随机性流场结构,如射流轴线、流速矢量分布、涡量场和压力场,准确揭示斜向淹没射流入水垫塘的流场演变过程和消能的剪切、混掺机理,并与PIV测试结果吻合良好。     

基于水库能的水电站发电模型

首次对水电站大型水库水体进行分级处理,采用数学微元分析思想,揭示压力引水管入水口处水体微元的能量形成机理,建立水库水体的水能综合利用模型.在此基础上,利用能量转换守恒定律,建立水电站系统的详细水机电耦合模型.探索电能形成与水体微元动能、势能、压能和水库能之间的关系;研究压力引水管倾斜角度、发电机组分布位置、水库调节能力和水库水体的最大利用小时数等因素对瞬时发电量的影响规律.通过仿真分析与比较,验证了所建详细水机电耦合模型的正确性和实用化水机电耦合模型在确定水电站装机容量及其发电规划时的相对保守性,为水电站建设和经济运行提供理论依据,对实现水能到电能的高效转换具有重要意义.     

基于Simulink/Stateflow和RTW的电池SOC估算软件开发

介绍了一种基于模型开发自动代码生成的电池荷电状态(SOC)估算的软件开发方法。以动力电池SOC估算为研究对象,在Simulink/Stateflow中建立仿真策略模型;确定了三种测试工况验证模型仿真的正确性;使用Real-Time Workshop工具将SOC估算模型生成标准的C代码;在软件Code Warrior IDE环境下,利用CPU为飞思卡尔MC9S12DT128芯片的电路板进行了实测。测试结果与仿真结果一致,生成代码的尺寸满足芯片的处理能力要求,软件能够稳定运行。     

风机用永磁无刷直流电机的设计与电磁分析

采用基于Ansys软件中的RMxprt模块,对风机用永磁无刷直流电机的模型进行初步电磁设计,确定电机各部分的尺寸及相关参数。然后将其转化成Maxwell 2D模型,利用电磁场有限元分析法对电机空载时的相关特性进行仿真与分析。最后对样机实验测试,将得到的实验数据与仿真结果进行对比,分析各项性能指标,进而验证仿真模型和分析的可行性和准确性。     

汽车性能虚拟测试系统的设计与实现

提出了一种基于虚拟现实仿真技术的汽车性能虚拟测试系统实现方案。采用3D技术构建测试对象模型及测试场景;利用虚拟现实工具Virtools的building blocks（BB）脚本语言进行逻辑编程,实现对象物理化、碰撞检测、动态跟踪、测试数据实时处理等系统关键技术;并结合数据库技术使试验数据管理更加方便安全;利用测试平台对东风标致307进行了车辆动力性能仿真测试,测试结果与实际情况相近,初步验证了测试平台的可行性。     

惯性导航系统电子设备热仿真研究

应用基于CFD的热分析软件Flotherm,本文对捷联惯导系统的电子设备进行了热仿真研究,讨论了热分析的方法及理论,分析了仿真模型的建立方法,其中对电路板和电子元器件的建模方法及元器件热功耗的确定方法进行了具体研究.在常温条件下,对电子系统进行了稳态的热仿真,得到了系统的温度场分布,并与温度测试结果进行对比,验证了仿真结果的正确性.研究结果作为惯导系统热仿真的基础,将起到关键的作用.     

风储海水淡化孤立微电网运行与控制实时仿真试验研究

建立风储海水淡化孤立微电网对于海岛地区可再生能源的利用、淡水资源的供给都具有重要意义。搭建基于PXI和PC的实时仿真平台,对风储海水淡化孤立微电网运行与控制进行了实时仿真试验研究。介绍了实时仿真平台的搭建、各部分数字仿真模型的建立并详细阐述了孤立微电网协调控制方案。该协调控制方案利用海水淡化负荷的可控性,协调控制超级电容、锂电池储能,维持孤立微电网的功率平衡与稳定。最后,通过实时仿真实验验证了所提出的协调控制方案的可行性。     

射频干扰对消技术在大型舰船平台的应用

针对大型舰船平台中电磁环境复杂,不同设备之间互相干扰的问题,研究了射频干扰对消技术.分析了射频干扰对消的数学原理、系统模型,并对对消性能与幅度误差、相位误差的关系进行分析.通过分析自适应滤波器的原理,结合大型舰船平台X波段雷达的特点,提出了一种射频干扰对消技术.该方案采用最小均方误差(LMS)算法,通过仿真验证了该对消方案算法实现的可行性.仿真结果表明,该射频对消系统的对消比可达40 db左右,能够实现高对消比.     

四旋翼飞行器姿态控制建模与仿真

四旋翼飞行器是典型的欠驱动、非线性、强耦合系统。其姿态控制精度和抗干扰问题一直是研究热点之一。为了实现小型低成本四旋翼飞行器姿态准确控制,详细分析了四旋翼飞行器受力情况,利用牛顿-欧拉方程建立了四旋翼飞行器非线性动力学模型,针对四旋翼飞行器在实际飞行过程中经常会遇到阵风、气流等不确定外界干扰,设计了基于小扰动的PID控制器,并通过对俯仰通道、横滚通道、偏航通道MATLAB/Simulink仿真模型进行仿真测试和结果分析。结果表明:所设计控制算法能够满足四旋翼飞行器姿态控制要求,并具有较好的抗干扰性能。     

一种Buck变换器大信号非线性模型

多变换器系统广泛应用于航天航空、舰船电源以及新能源发电中。随着应用条件的变化,多变换器系统的工作点大幅改变,其大信号稳定性是系统分析与设计的关键。由于电力电子变换器的复杂性,多变换器系统大信号详细建模往往面临阶数过高、工作模式过多等问题。首先以平均电流控制的Buck变换器为例,分析了变换器不同工作模式的特征;然后,基于变换器平均模型给出一种大信号非线性模型,该大信号模型在DCM和CCM模式下具有统一的数学表达,并实现了系统的降阶;最后,通过逐周期仿真,验证了该模型的准确性。     

新型推进变压器在船舶电网谐波抑制中的应用

电力推进船舶电网不同于陆上电网,由于发电容量有限,供电系统相对独立,对非线性负荷的抗干扰能力差。针对传统滤波方法存在的问题,文中提出一种利用新型推进变压器结构实施谐波抑制的新型感应滤波技术,并对推进变压器绕组结构设计、滤波原理进行介绍。对基于新型推进变压器的6相交-直-交推进方式船舶电力系统进行了Simulink仿真,仿真结果验证了文中所提出方案的正确性和可行性。     

小型浮动冲击平台水下爆炸数值仿真与验证

舰载设备抗冲击能力对舰艇生命力十分重要,实验测量因消耗大且危险性高不能大量开展,数值仿真技术的发展为舰载设备考核提供了新的手段。通过基于声固耦合法的有限元分析技术对某小型浮动冲击平台(FSP)进行数值仿真实验,并与实爆实验结果对比,验证了缓冲平台基座处冲击加速度峰值和冲击谱仿真计算的正确性。结果表明,该方法可为舰载设备提供准确的冲击环境输入,可对该型FSP进行准确的冲击环境预报,研究成果可推广应用到中大型FSP。     

基于FPGA的浮动式船舶吃水检测系统的研究

在向家坝升船机试通航阶段,为保障通航安全并核实船舶实际吃水,文中设计了一套基于FPGA的浮动式吃水检测系统.该系统主要依据向家坝升船机辅助闸室内的超声波水下传播模型,超声波指向性模型,获得超声波传感器的实时幅值点矩阵,采集倾角传感器数据获得实时设备姿态进行数据补偿,同时结合动态水压值检测系统实时坐标系,最后计算得出通航船舶的实际吃水值.通过向家坝升船机现场试运行,并经过专家质询认证,样机系统达到设计要求,方案科学合理,实用性强,精度满足现场测量需求.     

数值模拟对比研究微挑消力池水力特性

为研究＂微挑消力池＂水力特性,本文采用三维RNG k-ε紊流模型对其及反弧消力池、跌坎消力池、陡坡消力池进行了数值模拟,对比分析了微挑消力池的水面线、流场结构、临底流速、出池流速及时均压力、动水压力分布等的特点;研究结果表明,微挑消力池入池段＂微挑＂的体型特征,使有限的结构空间得到较充分的水体紊动,底流入池方向有利,临底流速衰减较快。     

突扩突跌侧空腔掺气水力特性大涡模拟

基于模型试验和大涡模拟紊流模型及具有自由面追踪功能的VOF单流体模型,对中闸室出口处突扩突跌掺气设施侧空腔长度和侧墙上的水力特性进行了试验和数值模拟研究。试验与数值模拟结果表明：大涡模拟可以更为精细地揭示近壁水流特性。本文的掺气设施可形成较长的侧空腔,水流与侧墙接触后侧墙上未见负压区存在,水流对侧墙的动态冲击会在靠近侧墙的下游水流中形成大量气泡;较大的水翅不利于侧空腔的掺气,并会引起下游水流产生不利的流态。     

核电站重要厂用水系统两阶段关阀方案分析

核电站重要厂用水系统负责把设备冷却水系统收集的热量输送至最终热阱（一般为大海）,该系统必须长期安全、稳定运行。为便于核电站重要厂用水系统的设计和优化,以某核电厂为例,利用PIPENET软件对水力瞬态的计算功能,对其重要厂用水系统停泵后水锤过程进行建模模拟计算,分析泵后止回阀在不同的两阶段关阀方案下的液柱分离、阀后压力以及水泵机组倒流百分比等问题。经多方案比选后,提出止回阀两阶段关阀推荐方案：阀门快关时间为4 s,缓关时间为7 s。模拟结果表明,该方案既显著降低了泵的反转率,又保证了水锤产生的压力低于设计压力。