变频调速所致水击的关联控制模型研究

高效节能的变频流量控制技术的应用日趋广泛,而由变频流量控制所致水击现象成为该技术应用的关键技术问题。针对变频流量控制所致水击过程的特点,建立了避免变频流量控制所致水击的流变性能参数的关联控制模型,为水击压力精确控制奠定了理论基础。     

熔体粘弹性流变性能参数对聚合物共挤成型离模膨胀影响的数值分析

共挤成型中,聚合物粘弹特性与过程参数波动的耦合作用会产生波动的挤出胀大,使得根据共挤制品的形状设计相应的共挤定型口模在工程上仍是一项技术挑战,文章基于这一技术问题,建立了全三维稳态等温粘弹性共挤成型的理论模型,并通过DEVSS/SU,Mini-Element法和罚函数法等稳态有限元技术,建立了与该模型相适应的快速收敛的稳态有限元数值算法,并通过有限元数值模拟,系统研究了粘弹性流变性能参数对共挤成型离模膨胀的影响规律,通过理论分析,揭示了其离模膨胀机理。研究表明,共挤口模芯壳层熔体离模膨胀是由于口模出口处的二次流动引起,口模出口处的芯壳层熔体的第一、第二法向应力差随着芯壳层熔体松弛时间增加而增加,其口模出口处的二次流动增强,从而导致共挤口模芯壳层熔体离模膨胀随着芯壳层熔体松弛时间的增加而增加。     

气辅共注成型中熔体充填过程的数值模拟研究

基于流体体积法的纯有限元技术，采用体积加权平均共享的思想，建立了气辅共注成型中熔体充填过程的理论模型。采用高效稳态混合有限元数值算法，实现了气辅共注成型中熔体充填过程的全三维数值模拟，最终给出了数值模拟算例，并根据对比验证了数值模拟的可靠性。     

黏度对低比转速离心泵性能的影响

利用CFD对整个泵输送水和黏油进行了流体动力学模拟,重点研究了液体黏度对泵水力性能的影响以及黏度引起的口环中的量纲一化角速度和泄漏率,并将CFD结果与实验数据进行了对比,结果表明:输送黏性流体时低比速离心泵扬程、流量和效率严重下降;在小流量工况下,黏度对泵性能的影响程度小于设计工况下和大流量工况下;但是随着雷诺数减少,通过口环和平衡孔的泄漏量明显降低,容积效率显著增加,由于盖板处的量纲一化旋转角速度明显减少,随着黏度增加圆盘摩擦损失显著增加。研究结果对输送黏性液体的离心泵设计具有指导意义。     

电磁阀内部流场数值模拟

在液体火箭发动机系统仿真过程中,对于控制发动机脉冲工作的电磁阀,其数学模型建立的准确性将对仿真结果产生很大的影响.本文采用商用CFD软件Fluent,对某电磁阀分别进行了稳态流场和非稳态流场的数值计算.通过稳态流动模拟,得到了电磁阀出口的质量流量和阀门前后压降的关系式.通过非稳态流场的计算,得到了电磁阀出口的质量流量以及阀门前后压降随阀门关闭过程的变化情况,并对流量和压降的这种变化进行了分析.结果表明:使用Fluent软件对阀门内部流场进行数值模拟,较好地反映了其工作状态,是建立电磁阀数学模型的基础.     

基于非正交结构网格有限体积法的铝型材挤压过程数值模拟关键技术

文章基于非正交结构网格,建立了大变形铝型材非稳态挤压过程有限体积法数值模拟的数学模型。给出了非正交结构网格上有限体积法的基本控制方程,研究了非正交网格上有限体积法模拟铝型材挤压过程的关键技术。将流体体积法(VOF)应用于三维非正交网格来捕捉材料流动前沿,采用塑性剪切模型施加了摩擦边界,结合本构方程和粘度迭代,开发了铝型材挤压过程数值模拟程序。针对一大挤压比的典型薄壁铝型材挤压过程进行了数值模拟,得出了速度场、等效应力、等效应变速率等。将模拟结果与有限元软件DEFORM-3D的模拟结果进行对比,验证了该文所建立数学模型的可行性和正确性。     

三维粘弹性异型材气辅挤出成型过程的数值模拟研究

在挤出成型中,聚合物粘弹特性与过程参数波动的耦合作用会产生波动的离模膨胀,使得生产尺寸精确且形状复杂的聚合物异型材在工程上仍是一项技术挑战。文章提出了一种高效节能,且能消除离模膨胀,实现异型材尺寸精确自动控制的新型聚合物异型材气辅挤出成型工艺,并基于建立的描述其成型过程的三维等温粘弹性理论模型和稳态有限元数值算法,通过有限元数值模拟,系统研究了聚合物异型材气辅口模挤出成型过程的机理。通过与传统异型材挤出成型对比分析,揭示了聚合物异型材气辅口模挤出成型工艺消除离模膨胀和翘曲变形的机理。研究结果表明,异型材气辅挤出成型离模膨胀率,随进口流量的增加而不变,这为实现挤出的高速化生产的实现提供了技术前提条件。此外,随着松弛时间的增大,口模出口附近气辅段的第一法向应力差增加,从而导致离模膨胀和两侧壁向内的翘曲变形均增大。     

五坐标龙门加工中心主轴系统热特性的数值分析

根据A、C双摆头五坐标龙门加工中心的工作特点,基于热弹性力学和有限元理论,建立热力耦合变形的有限元方程.用该方程对主轴系统热特性进行数值分析,在确定内部热源、传热途径和边界条件的基础上,计算得到稳态时的主轴系统的温度场分布和热变形值,并对结果进行评价,为A、C双摆头主轴系统的设计提供技术支持.     

铝型材挤压过程有限体积法数值模拟技术研究

采用有限体积法对Euler基本公式进行离散,利用SIMPLE算法,辅以边界条件的施加,建立铝型材稳态挤压过程数值模拟的数学模型,研究铝型材挤压过程有限体积法数值模拟关键技术,并开发了相应的模拟程序。分别以截面形状为圆形、工字形的平模挤压过程为例进行模拟,得到挤压过程的三维稳态速度场、温度场,并根据求出的速度场,得到其等效应变速率场,验证了所建立的铝型材挤压过程有限体积法数学模型的可行性。     

钢包吊摆-液晃耦合建模与动态特性研究

为研究钢包吊运过程中钢液晃动与吊摆的耦合情况及影响因素,根据等效动力学原理建立了钢包吊运系统的质量-弹簧-阻尼模型,推导出了其运动方程,建立了钢包吊运系统的多体动力学-两相流有限元耦合模型进行有限元数值模拟,验证了三阶模态等效模型的有效性。然后基于等效模型分析不同参数对钢包吊运系统的影响。结果表明：钢丝绳摆动幅值随着绳长的增加先增加后减小,在钢丝绳长8 m附近时达到最大值,且摆动幅值随着小车加速度的增加而增加。钢液晃动的剧烈程度随着钢包载液率的增加而减小。钢液晃动会随着钢丝绳长的增加而减小,但是随着钢包载液率的增加,这种影响越来越小。该等效模型可为钢包吊运系统的精准定位控制方案提供理论基础。