基于连续小波变换的二维边界层分离点判定

边界层分离点位置的检测是实现主动流动控制的基础和关键,采用可挠性的微型热膜传感器阵列对二维边界层分离点进行实时在线测量是一种新方法。针对小波变换在边界层分离流多尺度旋涡处理方面的优势,采用Morlet连续小波变换对传感器阵列信号进行时频域分析,根据边界层分离前后脉动旋涡频率段在时域上的百分比来确定分离点位置。结果显示采用该方法可以有效地判定出边界层分离点振荡区间。     

低速流体边界层分离检测试验

结合边界层分离点附近的切应力变化规律,对边界层分离特性进行研究,确定边界层分离点的判定依据.采用分立元件通过表面贴装工艺来实现柔性微型热膜传感器阵列的集成,并研究该传感器阵列中敏感元件、柔性衬底的设计及传感器的排布,解决柔性传感器阵列对微细加工工艺要求较高的难题.根据边界层分离点判定依据,在低速风洞试验中对传感器阵列的性能和传感器阵列输出信号采用统计量算法和傅里叶变换功率谱算法进行处理判断,并与计算流体力学仿真结果对比,结果表明制造的微型热敏传感器阵列能够实现对流体边界层分离位置的在线测量.     

轴流通风机端壁边界层的计算

给出了一个端壁边界层的求解计算方法，并将端壁边界层的计算结果与无粘主流进行迭代，最终计算得到的转子叶片出口轴向速度与试验结果相吻合的结论。     

微型柔性热敏传感器阵列应用研究

边界层分离点检测是实现分离流主动控制的前提和基础，也是气动控制灵巧蒙皮系统研究的重点和难点。以流体边界层分离点检测技术为研究对象，以流体边界层分离点判定的风洞实验为验证目标，设计制作微型热敏传感器与聚酰亚胺柔性衬底，并首次利用微装配技术集成分立敏感元件与柔性衬底形成热敏传感器阵列。首先，采用分立元件通过表面贴装工艺来实现柔性微型热膜传感器阵列的集成，并研究该传感器阵列中敏感元件、柔性衬底的设计及传感器的排布。然后，在低速风洞实验中对传感器阵列的性能和传感器阵列输出信号采用统计量算法的方式进行处理判断，判定圆柱翼型的流体分离点位置。最后，对实验的结果所作的分析表明，该微型柔性热敏传感器阵列满足流体分离检测系统实时性、动态性的要求。     

轴流通风机端避边界层的计算

给出了一个端壁边界层的求解计算方法，并将端壁边界层的计算结果与无粘主流进行迭代，最终计算了得到的转子叶片的出口轴向速度与试验结果相吻合的结论。     

边界层分离点实时检测方法

微型剪应力传感器以尺寸小、时空分辨率高的特点在边界层分离点测量中表现出了突出的优势。通过分析用于检测流体参数的微型热敏剪应力传感器的工作原理,设计了柔性热敏剪应力传感器阵列和恒流驱动电路。使用DAQPCI6024E及LabVIEW软件完成数据采集与实时信号处理,并提出采用均值变化量判断分离点的位置。风洞试验结果表明:该方法可行有效,可精确确定边界层分离点的位置。     

用于边界层分离点检测的微型压力传感器阵列研究

基于边界层流动与分离的特性,探讨了根据表面压力分布变化,检测物体表面边界层分离点的测量方法.根据边界层分离点测量的特点,给出了一种基于柔性衬底的微型压力传感器阵列的结构设计,并对背引线技术进行了初步研究.设计的微型压力传感器阵列可有效满足边界层分离点的检测要求,进一步拓展了MEMS器件的工程应用范围.     

基于柔性传感器阵列的边界层分离位置测定实验研究

结合边界层分离点附近的剪应力变化规律，提出针对在飞行器外表面贴附微型传感器的分离点检测方法，给出了相应微型剪应力传感器阵列的设计方案。研制了在柔性聚酰亚胺衬底集成微型热敏传感器的柔性传感器阵列，解决了柔性传感器阵列对微细加工工艺要求较高的难题。在低速风洞实验中对传感器阵列的性能和传感器阵列输出信号的处理判断方式进行了验证，实验结果分析表明，研制的微型热敏传感器阵列能够实现对流体边界层分离位置的在线测量。     

径向无叶扩压器内三维湍流边界层分离点的计算

依据三维边界层理论,提出了一个计算径向无叶扩压器内三维湍流边界层分离点的简单近似方法;并利用此方法计算了不同扩压器进口条件下的边界层分离点的位置的变化规律;在此基础上,讨论了在某些条件下离心式压缩机无叶扩压器内发生的旋转失速现象及由此导致的离心式压缩机的喘振机理。     

开缝叶片技术的研究及应用

相对于常规叶片,开缝叶片技术能抑制叶片上的流动分离,增加升力减小阻力,这种技术综合了分流叶片和边界层吹气两种技术的特点。综述了开缝叶片的原理和结构形式,主要有叶片的弦向开缝和横向开缝,介绍了不同开缝方案具体参数的设置,揭示了具体的开缝位置和开缝的几何形状与尺寸对叶片性能的影响。阐述了开缝叶片的优点以及开缝叶片技术在压气机、风力机中的应用。开缝叶片技术对改善垂直轴风力机的启动性能,提高其风能利用率具有指导意义。     

离心泵无分离条件下叶片型线方程研究

通过对压力面边界层分离条件的分析得出叶片型线方程并给出计算实例。着重强调在离心泵设计时除了重视叶轮出入口参数的选择之外,更不能忽略叶片曲度对微观流动即边界层流动的影响。叶片型线的选择应满足边界层不分离条件及由欧拉方程——泵的基本方程所确定的理论扬程条件。     

基于2D激光扫描的基准检测技术研究

在机器人自动制孔系统中,基准孔检测的准确性会直接影响整个机器人制孔过程的位置精度。为获取基准孔孔位准确信息,采用激光扫描的方式对基准孔进行检测。设计了2D线激光扫描在基准平面内点云的三维转化方法,通过分析基准孔在扫描仪坐标系下点云的分布特点,提出了一种基于坐标差值的基准孔边界提取算法。通过设定相邻点云在线激光扫描仪坐标系下z轴的坐标差值获取边界点,实验验证该算法能有效地去除点云中的噪声点,获取准确的基准孔边缘特征信息,进而得到准确的基准孔孔位信息。     

低速风洞试验中的热图技术

通过热像仪测量平板翼型在低速风洞中附面层转捩点的变化情况,把红外成像技术应用于航空领域。介绍了附面层的产生及特性、层流附面层和紊流附面层的区别和转捩点的概念;用热像仪采集了平板翼型附面层的热图;根据不同迎角和速度下平板翼型表面的温度分布分析转捩点的变化情况。该文对研究附面层表面的阻力、附面层气流的分离和飞机的气动特性具有一定的参考价值和指导意义。     

基于Flow Simulation的油气分离器流场分析及优化设计

用数值模拟的方法研究喷油螺杆压缩机油气分离器部件内的流场,对气液两相流场采用离散相模型计算。通过对油气分离器建立多个单一变量模型并设定相应边界条件,对计算结果分析发现,除合理设定内筒内外截面面积比外,油气分离器入口截面形状及出气口相对位置对提高分离效果也具有积极作用,据此提出优化设计方案和为认识油气分离器内部流场提供参考。     

极低比转速叶轮内流体的流动分析和叶轮的设计

通过分析得出影响低比转速离心泵效率的主要原因是在叶轮出口存在二次流、边界层的分离等而引起的射流一尾迹结构并提出了改进的方法。实例表明文中提出的加大叶轮出口宽度,采用较大的叶片出口安放角,较大的叶片包角和叶片的线型前部采用较小曲率半径,后部分采用较大的曲率半径等叶轮设计方法能够设计出具有较高效率和较好性能的低比转速离心泵。     

导叶周向布置位置对核主泵压力脉动的影响

基于RNG k-ε湍流模型和滑移网格模型,对核主泵导叶在不同周向位置缩比模型的内部流动进行全三维非定常数值计算。研究导叶周向布置位置对叶轮出口、叶轮-导叶间隙处以及泵壳内压力脉动的影响规律,并分析导叶周向位置对导叶下游流动的影响,结果表明:导叶周向位置对模型泵内压力分布影响较大,在时域图中,导叶位置主要影响模型泵内压力脉动的波动幅度,导叶在α=0?时压力脉动的主波动幅度最小;在频域图中,导叶位置主要影响压力脉动能量幅值,导叶在α=0?时脉动能量幅值最小。叶轮出口的压力脉动能量幅值最大,泵壳内的能量幅值最小,压力脉动主要由动、静叶间的相互干涉引起。叶轮出口、叶轮-导叶间隙处的压力脉动频率主要受叶频影响,泵壳内的压力脉动频率仅与转频有关。导叶周向位置对导叶下游的内部流动影响较大,导叶在α=0?时截面B—B内的压力分布均匀、压力梯度小。合适的导叶周向位置可有效改善泵内的压力脉动分布,进而降低泵的振动。     

宽厚板板形测量系统与标定方法研究

针对当前宽厚板板形在线智能化检测的需求,设计一种单激光器多相机的宽厚板板形测量系统,提出一种基于唯一激光平面的多相机坐标系姿态校准标定方法。板形测量系统由分别位于宽厚板矫正机前后的两个相同的子系统组成,子系统采用多相机测量视野拼接的方式,实现宽厚板板形的检测;利用相邻相机公共视野中同一姿态标定板世界坐标系的唯一性,将多个相机的坐标系映射在基准坐标系下,根据实际激光平面的唯一性将多个相机坐标系统一为同一姿态,并通过统一坐标后相邻相机点云数据的位置关系,实现多相机测量数据的快速拼接,完成多相机结构光测量系统坐标系的标定。试验结果表明,该方法准确有效,为大视场结构光三维测量提供了一种有效的测量标定方法。