太赫兹可调谐滤波器设计

为了实现太赫兹信号的可调谐滤波，设计了一种基于柔性材料的太赫兹可调谐滤波器。通过扭曲特氟龙（Teflon）波导形成环型谐振器，实现了160～200 GHz频段的带阻滤波功能。改变谐振腔长可实现自由频谱范围（FSR）和滤波频点的调谐，实验测试了自由频谱范围在1.9 GHz和2.8 GHz间切换以及相应的滤波特性。研究表明，谐振腔长一定时，改变弯曲半径可实现滤波阻带抑制度的调节，柔性材料太赫兹环型谐振器可用于可调谐滤波，且具有较高的自由度。     

微间隙共形圆柱接触力模型的适用性分析

针对目前间隙铰接副接触力模型无法有效表述不同材料耗散阻尼效应,以及不适用于微间隙共形接触的问题,分析各种接触力模型中弹性接触力和耗散阻尼力计算方法的优缺点,提出一种普适性的圆柱内接触力分析模型。该模型将接触力描述为接触深度的显式函数,并将其适用范围有效地扩展至微间隙和低恢复系数工况。采用含间隙铰接副的曲柄-滑块机构进行动力学分析,对所提出接触力进行验证,计算结果表明:所提出的普适性接触力模型体现了微间隙时更高的接触刚度和低恢复系数时显著的阻尼效应,从而可为不同材料和间隙尺寸的间隙铰接副力学分析提供更为完备的计算模型。     

基于Creo和ADAMS的弧面分度凸轮机构建模与运动仿真研究

针对弧面分度凸轮机构建模及运动学进行研究,通过共轭曲面法并借助齐次坐标变换法建立圆柱滚子弧面分度凸轮不可展直纹工作轮廓曲面方程统一模型,推导了共轭接触方程求取共轭接触角,VC设计软件采集了分度期工作轮廓曲面数据点后,导入Creo中完成从点到线到面,再实体化建立了弧面分度凸轮三维模型,通过ADAMS运动学仿真分析了机构运动角速度和角加速度曲线震荡的影响及其产生原因,为机构建模优化和后续加工凸轮调整提供理论指导和帮助。     

考虑流固耦合的Spar型浮式风力机涡激运动特性研究

对弹性支撑单圆柱在均匀流作用下的涡激运动特性进行数值模拟,捕捉到"锁定区"、"拍"、"频率变换"等现象。柱体周围流场采用Fluent求解,将4阶Runge-Kutta方法代码写入用户自定义函数(UDF)求解运动微分方程,运用动网格技术更新流场,实现圆柱与流场的非线性耦合作用。发现随着折合速度的增大,涡激运动响应可分为锁定前支、锁定区、锁定后支3个阶段,在进入锁定区前(折合速度Ur=3)横向运动响应发生拍现象,当跨过锁定区后(折合速度Ur=10)发生频率变换现象。结果表明,横向涡激运动有较大范围的频率锁定现象,频率解锁前后圆柱涡激运动轨迹由"右8字"形变换为"左8字"形。     

临界雷诺数区光滑圆柱振动与气动力研究

临界雷诺数区气动力特性是影响细长圆柱结构大幅振动的重要因素之一。该文通过刚性模型测压风洞试验,对临界雷诺数区光滑圆柱动态气动力分布特性及对临界区圆柱发生大幅振动的原因进行了分析。研究结果表明:圆柱在临界雷诺数区会发生大幅振动,当振动发生时,圆柱沿展向的气动力状态有一定的差异,这种气动力状态的差异说明气动力的非定常特性是引起大幅振动的主要原因。     

圆柱滚子电磁推进装置仿真与推进实验分析

在圆柱滚子双盘直槽研磨加工中，为提高滚子的加工效率，满足滚子连续进料的要求，设计了一种将电磁能转化为机械能的电磁推进装置，将它运用到圆柱滚子的研磨加工送料中。对圆柱滚子电磁推进装置的结构设计，通电状态下磁场的分布、磁场运动情况进行理论分析后，利用ANSYS Maxwell电磁场仿真软件对装置的二维模型进行仿真，查看磁场的分布及运动情况，并得出在不同电源激励条件下各滚子受力及整列滚子受力情况。仿真结果表明：装置通电后，内部会产生沿其轴线方向作周期性运动的行波磁场，并能够向滚子提供方向一定、大小可调的电磁推力，可以满足滚子研磨加工中连续推料的要求。随着电源电压和频率的增大，电磁推力也增大，推力调节方便。搭建了圆柱滚子电磁推力测量实验平台，对比了相同激励条件下仿真和实验所得电磁推力。实验结果表明：滚子受到的电磁推力随电源电压和频率的增加而增加，在相同的激励条件下，实验测得结果与仿真计算结果接近，验证了仿真结果的准确性。该装置可以实现滚子连续进料，具有较大的实际应用价值。     

大尺度展向波形圆柱绕流流场结构的数值研究

针对大尺度展向波形圆柱绕流的减阻特性，通过大涡模拟（LES）研究波形振幅对圆柱体绕流流场结构的影响，获得波形圆柱体绕流气动性能曲线、尾迹时均流速分布和非定常涡量场分布，最后与直圆柱绕流的流场结构进行对比分析。结果表明，波形圆柱绕流的平均阻力系数小于直圆柱体绕流，流向涡的形成改变了圆柱近尾迹区的流场结构，因此，波形圆柱体尾迹涡系表现得更为紧凑，尾迹涡流得到拉伸与破裂。在亚临界雷诺数为3000时，最大阻力系数减少18.3%，最优振幅比为0.152；且波形圆柱体的升力波动大大减少，甚至得到抑制。由于波形表面会形成更稳定的三维自由剪切层，这样的自由剪切层在下游位置卷起漩涡，大大地改变了圆柱周围的流场结构。研究表明振幅比在确定波形圆柱后面的三维涡旋结构中起着至关重要的作用，并对升力波动和流动阻力的降低有着显著的影响。