Experimental study of shell side flow-induced vibration of conical spiral tube bundle

Conical spiral tube bundles are widely used in enhancing the heat transfer via the flow-induced vibration in heat exchangers. The shell side flow-induced vibration of the conical spiral tube bundle is ...     

一种类RNN的改进ISTA稀疏脉冲反褶积

稀疏脉冲反褶积方法对提高地震资料分辨率有着重要作用,迭代阈值收缩算法(ISTA)是其核心算法,首先利用地震数据提取子波,再利用ISTA求解反射系数。当地震子波提取不准确时,反褶积效果不理想。为此,在ISTA基础上,结合循环神经网络(RNN)中反向传播(BPTT)的思想,研究形成了一种类RNN的改进ISTA稀疏脉冲反褶积方法。该算法首先使用常规手段从实际地震数据中提取地震子波,构建反褶积的子波字典;然后将构建的地震子波字典作为已知的初始条件,结合ISTA求取的反射系数;再根据BPTT算法思想,将求取的反射系数与子波褶积并与实际数据进行比较,反向修改地震子波;最终,经过多次迭代修改获得合理的地震子波字典,并利用该地震子波字典求解实际地震数据的反射系数序列。为验证算法的有效性,采用不同信噪比的理论地震记录,给定存在较大误差的初始子波,进行了反褶积计算。采用传统的ISTA和类RNN的改进ISTA进行对比处理,结果表明,改进ISTA具有较好的抗噪能力和子波自适应能力,可使实测地震资料的有效频带拓展约1.5倍,能够较好地适应实际地震资料的反褶积处理。     

基于CSES和MED的滚动轴承微弱故障特征提取

针对高噪声条件下,联合平方包络谱(combined squared envelope spectrum,简称CSES)方法容易受频带内噪声和其他频带特征的干扰,导致对滚动轴承微弱故障特征提取困难的问题,提出了一种结合CSES和最小熵解卷积(minimum entropy deconvolution,简称MED)的滚动轴承微弱故障特征提取方法。首先,使用谱峭度选择不同频带-滤波后的信号;其次,对所选信号进行MED滤波,增强频带内的故障特征;最后,依据CSES原理,计算上一步滤波后信号的平方包络频谱并进行归一化,将其合并得到故障特征明显的强化包络谱。仿真与试验结果表明,该方法能够有效提取滚动轴承的微弱故障特征。     

自适应步长FISTA算法稀疏脉冲反褶积

FISTA算法（fast iterative shrinkage-thresholding algorithm）采用线性搜索方法寻找最佳内部梯度的步长L,而线性搜索只能使L向增大的方向搜索,严重影响了FISTA算法的收敛性。为此,提出了一种基于自适应步长FISTA算法的稀疏脉冲反褶积方法,该方法在FISTA算法的基础上,通过在每一次迭代之前适当减小常数L,然后利用线性搜索的方式寻找最优的常数L,以达到自适应调整L的目的。为了使算法达到理论收敛,通过结合前、后两次的L,对传统FISTA算法的辅助序列进行修改,最终使整套算法在理论上得以收敛。理论模型与实际地震资料的处理、分析结果表明,所提方法具有更好的收敛性,能在不同信噪比下得到理想的反演结果,较常规FISTA算法具有更好的抗噪能力。     

基于电磁轴承单元的铣削力在线测量方法

利用电磁轴承单元实现了铣削力的在线测量.首先,将电磁轴承安装于主轴前端,构建电磁-滚动轴承混合支承主轴系统;然后,建立主轴系统的有限元模型,在开环和闭环控制方式下进行铣削力在线测量的理论推导;最后,利用Matlab进行仿真分析,验证了铣削力在线测量的可行性.     

纵向振动圆管流场与阻力特性的数值模拟

在绝大多数换热设备中,流体绕流诱发的管束振动现象普遍存在,并在很大程度上决定强化换热的效果.由于对换热管束振动条件下的流场与换热特性缺乏深入的分析,影响了流体诱导振动强化传热技术的推广应用.利用CFD流场软件对换热管束强迫振动条件下的流场分布、换热特性及振动阻力状况进行了数值模拟研究,考察了管束振动频率在0.33～50 Hz范围内漩涡生成与脱落形态以及换热管束的局部场协同程度.数值模拟结果表明,管束较高频率的振动显著改善了流场的场协同度,提高了换热效率.     

基于随机种子的多孔含油保持架建模方法研究

多孔含油保持架凭借其内部微孔隙结构存储和释放润滑介质实现自润滑效应,对保持架自身微米、亚微米级孔隙结构的几何建模是其多力场作用过程及自润滑机理分析的前提.针对现有多孔材料建模方法孔隙率大、局部失真等问题,基于冷压烧结工艺的成型原理,提出一种面向多孔保持架二维及三维结构的数字化快速建模方法.基于随机种子方法确定颗粒中心位置及颗粒几何尺寸,结合堆叠原理模拟颗粒在烧结过程中随机堆叠挤压过程,采用伪随机数发生器确保多次堆叠过程的颗粒中心及尺寸的随机性.在此基础之上,借助Rhino软件完成三维建模并与真实多孔含油保持架结构进行对比验证.最后通过COMSOL Multiphysics平台开展多孔保持架二维几何建模及多场耦合分析,从微孔隙内部的流动与传热过程分析验证了本文建模方法的可行性与正确性,为小尺度孔道、小孔隙率三维模型构建提供了新思路.     

喷嘴结构对高速滚动轴承油气润滑两相流特性的影响

基于油气两相流基本理论,采用 Fluent 仿真软件建立油气润滑系统喷嘴、轴承腔的油气两相流模型,分析油气两相流流经直接喷射型和内圈喷射型2种结构喷嘴后在轴承腔内的流动状态,分析内圈喷射型喷嘴的竖直管道与倾斜管道夹角及喷嘴出口结构等关键设计参数对轴承内部油气两相流分布状况的影响。仿真结果表明：内圈喷射型喷嘴具有更好的润滑效果,减小了油气润滑系统的耗油量和耗气量;竖管与倾斜管道夹角越小,越利于环状流的保持,供油均匀性越好;突扩管结构设计,有利于缓解因油气波动造成的供油不均匀。     

二维串列双圆柱层流对流传热的数值分析

基于流场分析软件,结合UDF编程技术和动态网格技术,分别对二维串列放置的静止和振动的双圆柱在不同间距比时的对流传热特性进行了仿真分析.结果表明:二维串列双圆柱对流传热时,静止和振动条件下的间距比均存在一个临界值3.5,小于该临界值时,传热较弱,大于该临界值时,传热增强且随间距比的变化波动较小.在相同间距比下,振动时圆柱面平均Nu明显增大,对流传热能力显著提高.在不同间距比下,二维串列双圆柱绕流时,速度场和温度梯度场之间的协同程度不同,双圆柱的振动使场协同进一步得到改善,从而提高了双圆柱的对流传热能力.     

基于动态子结构的空间螺旋弹性传热管振动特性研究

弹性传热元件振动的诱发与控制是流体诱导振动强化换热技术的关键,对弹性传热元件固有振动特性的研究至关重要。弹性传热元件一般是多根弯曲管束,通过连接体胀接后悬臂支撑,其结构的复杂性导致直接求解其固有振动特性的困难。依据动态子结构理论,通过超单元技术求解各子结构的刚度矩阵和质量矩阵,并利用固定界面模态坐标综合法数值计算了空间螺旋管束的固有振动特性,分析了不同结构参数对其振动特性的影响。结果表明,空间锥形螺旋管束的振动主要表现为轴向振动;锥度、截面直径等参数对其振动特性的影响较大,管壁厚度、螺旋节距等参数对其振动特性影响较小。