共轭梯度法在三维复杂流动数值分析中的应用

将多块网格技术运用于三维T型管复杂流场的网格生成，利用不完全乔列斯基预处理共轭梯度，双共轭梯度方法求解N－S方程的离散方程。计算表明上述方法有良好的收敛特性，适合于诸如T型管等复杂流动的分析。     

用改进遗传算法求取曲面间最小距离

曲面间最小距离的求解，广泛应于复杂曲面零件数控加工的刀具半径选择和干涉处理中，利用遗传算法求解两自由曲面的最小距离，并对标准的遗传算法作了改进，采用竞赛法产生被复制的个体，并且，在新一代群体中加入两个特殊的个体，使得群体始终充满多样性，使算法在较小的种群数目下，能以较快的速度逼近全局最优值，经验证，该方法能求得两曲面间的全局最小距离，且相对于标准的遗传算法，算法的收敛速度及可靠性明显提高。     

基于变量分离的修正有限元数值计算

采用有限元方法直接求解粘性不可压缩流动N—S耦合方程，本文从离散化的动量方程和连续方程出发，得到了替代连续方程的压力简化统一方程，将各个求解变量分离开来，建立起直接从方程中求解压力场的有限元数值计算方法，有效地消除了压力场的伪震荡。通过对层流和紊流典型算例的分析比较，证明了本文方法是令人满意的。     

任意扭曲叶轮五轴数控侧铣的算法研究

为提高任意扭曲叶轮五轴整体铣制的加工质量和效率,在粗铣阶段,拟合出一个"加厚"的单一直纹面叶片来包络任意扭曲叶片,实现用侧铣来完全代替点铣加工;在半精加工阶段,对侧铣粗加工作出改进,选取符合条件的原设计任意曲面的型值线作为分界线,分段进行直纹面的拟合,实现分段侧铣,同时兼顾高效性和叶片成形面精确度要求。并以某型号叶轮为例,通过整体建模、数控编程以及实际加工验证了算法在实践中的可行性。     

涡流发生器在流体机械流动控制中应用研究进展

从实验测量和数值计算两个方面对涡流发生器流动控制的基础研究和应用研究进行评述,介绍了涡流发生器在流体机械流动控制中的应用及其取得的主要研究成果,最后指出了涡流发生器发展存在的问题和发展方向.     

多层高速旋转过盈配合圆筒的应力分析及径向尺寸优化设计方法研究

为了完善离心力作用下的多层圆筒过盈配合理论以及得到一定约束条件下较优的过盈配合设计方案,该文首先推导了多层旋转圆筒应力和变形分析解析公式以及多层旋转圆筒过盈配合设计公式,然后基于以上理论,以所定义的旋转圆筒最小安全裕度为适应度函数,采用遗传算法优化名义半径使圆筒的最小安全裕度最大化。根据优化并取整后的名义半径,采用有限元软件(ANSYS Workbench)建立磁悬浮轴承转子三维模型模拟了最大过盈条件下装配过程,并且比较了解析方法与有限元的等效应力结果。研究结果表明:所采用的名义尺寸优化方法提高了旋转圆筒的安全系数,增加了转子的安全性;本文模型中的最外层圆筒内壁为最危险环面,此处有限元方法所得最大等效应力比解析方法结果高18.72%,仅采用解析方法预测结果时应适当提高校核安全系数;所给出的解析方法与数值分析方法所得结果总体结果吻合良好,因此所提解析方法可以用于多层旋转圆筒的过盈配合初步设计、分析以及提供理论指导。     

叶轮加工中清根刀心轨迹的生成

叶轮数控加工中的清根是一个较难的问题。提出了一种求解清根时刀心轨迹的方法。先得到叶片和轮盘的等距面,再求出叶片等距面上的参数线与轮盘等距面的一组交点,根据这些交点反算出其B样条曲线控制点,从而获得叶轮清根刀位轨迹,实施结果表明,该方法简单易行、效率高。     

Modeling of single film bubble and numerical study of the plateau structure in foam system

The single-film bubble has a special geometry with a certain amount of gas shrouded by a thin layer of liquid film under the surface tension force both on the inside and outside surfaces of the bubble. Based on the mesh-less moving particle semi-implicit(MPS) method, a single-film double-gas-liquid-interface surface tension(SDST) model is established for the single-film bubble,which characteristically has totally two gas-liquid interfaces on both sides of the film. Within this framework, the conventional surface free energy surface tension model is improved by using a higher order potential energy equation between particles, and the modification results in higher accuracy and better symmetry properties. The complex interface movement in the oscillation process of the single-film bubble is numerically captured, as well as typical flow phenomena and deformation characteristics of the liquid film.In addition, the basic behaviors of the coalescence and connection process between two and even three single-film bubbles are studied, and the cases with bubbles of different sizes are also included. Furthermore, the classic plateau structure in the foam system is reproduced and numerically proved to be in the steady state for multi-bubble connections.     

基于PD控制的电磁轴承-转子系统非线性振动研究

针对比例-微分控制(proportional-derivative, PD)控制下轴向电磁轴承-转子系统,运用多尺度法详细研究了控制器比例增益、微分增益以及扰动力对系统软硬弹簧特性的影响,并根据骨架线方程推导出判别软硬弹簧特性的条件;使用四阶Runge-Kutta法探究转子非线性振动及分岔。研究结果表明：扰动力对软硬弹簧特性没有影响;无量纲比例增益K_p增大时系统会在软弹簧与硬弹簧特性之间切换,K_p>2时表现为软弹簧特性;微分增益较大时幅频特性曲线发生分裂,稳态解不再具有多值现象;随着扰动频率的增加,发生二次Hopf分岔,转子振动由周期-1变为拟周期振动,拟周期情况下振动形式为拍振,在基频f₀附近存在相近的频率f₀±f_b。     

侧铣不可展直纹面模具原理性加工误差计算方法

分析了侧铣不可展直纹面模具的原理性加工误差的来源及特点，提出通过计算被加工表面各点到刀具旋转轴扫掠面的距离以确定误差分布，为刀位主动补偿和后续加工提供了依据。采用有限次离散和平面替代的方法求取点到曲面之间的距离，根据求解精度要求确定曲面最小离散次数，提高了计算效率，平面替代法将问题简化为可精确求解的点到平面的距离问题。实例通过与三坐标测量结果的对比验证了算法的可靠性。