基于MATLAB的风电系统中纵向湍流特性的研究

以我国的常用地表粗糙长度为背景,针对风力发电系统中湍流的不稳定性进行分析,运用MATLAB绘出不同标准下的湍流强度图,对经典地层的湍流变化在国内的应用进行了初步的探讨,得出了不同高度和不同粗糙地形的3D谱线比较图,为风力发电系统中湍流的影响提供了一些理论依据。     

消防水炮喷嘴射流特性分析

消防水炮在现代消防灭火作战中起着越来越重要的作用,喷嘴是消防水炮产生射流的关键部件,其结构参数直接影响消防水炮的射流性能。为研究消防水炮喷嘴结构参数对射流特性的影响,该文设计了一种直流喷雾两用型消防水炮喷嘴。采用数值计算方法,利用Fluent软件对喷嘴直流射流和喷雾射流进行了仿真分析。同时具体分析了喷嘴出口直线段长度、喷嘴出口圆环面积、喷嘴喉管结构以及喷嘴芯结构等结构参数对射流特性的影响,得出了最佳的喷嘴结构参数。所设计的直流喷雾两用型喷嘴安装于移动式消防水炮上,初步实验验证射流效果较好。相关结论为消防水炮灭火提供了一定的理论指导。     

风切变对风力机尾流湍流特征影响的研究

采用LES方法,对自行开发设计的100 W小型水平轴风力机在有、无风切变两种入流情况下的尾流特征进行了模拟计算,计算中提取了流场稳定后的x、y、z三个方向的瞬间速度、压力等参数的600个数据样本,计算得到了尾流内轴向速度和湍流强度的方均根值,分析了有、无风切变两种入流情况下风力机尾流内的时间平均轴向速度、湍流强度及涡结构等流动特征。结果表明:无风切变入流情况下,尾流内的叶尖涡、中心涡及轴向速度都呈现对称性;而风切变入流情况下,尾流内叶尖涡螺旋轨迹上面部分的螺距明显大于下面部分的螺距,呈现出了非对称性,而中心涡和轴向速度也都呈现出一定的非对称性,且风切变入流情况下尾流内的涡传播距离更远;在y/d6的近尾流区域内,无论入流是否存在风切变,风力机尾流膨胀现象都不很明显;在相同入流湍流强度条件下,有、无风切变入流情况下尾流内湍流强度的变化规律相似,入流风切变对尾流内湍流强度的影响较小。     

结构参数对自激振荡脉冲射流固有频率特性的影响

运用流体网络理论建立了自激振荡脉冲射流装置的相似网络模型,分析了振荡射流喷嘴结构参数对喷嘴固有频率特性的影响规律,给出了喷嘴的设计原则。     

一种新型内窥镜机器人的特性参数研究

提出了一种新型可进入人体内腔和血管的内窥镜机器人，研究了各特性参数对该机器人轴向牵引力和动压粘液膜承载量的影响，从而为该机器人在内腔和血管中快速地悬浮式运行创造条件。     

表面粗糙度对织构化动压轴承特性影响研究

针对带有表面微织构的径向动压轴承,采用高斯随机粗糙表面模拟轴瓦表面粗糙度,建立了表面微织构和粗糙度耦合作用下轴承油膜特性数学模型;在此基础上,计算不同偏心率及转速下油膜静、动特性参数,并分析了粗糙度对织构化动压轴承压力分布、失稳转速等的影响。结果表明,各偏心下适当的表面粗糙度能够提升织构化动压轴承油膜压力及承载能力;摩擦力及平均温升亦有上升,且粗糙度造成织构化动压轴承失稳转速降低。将理论结果与M2000型摩擦磨损试验机测试结果进行对比,验证了模型的合理性。研究对同时计入粗糙度和织构的滑动轴承润滑机理研究有一定的借鉴意义。     

基于实测数据的近地层风特性分析研究

根据世界风能技术中心实际测风塔测到的大风天气下近地层不同高度处的风速风向数据,对该风场的平均风速与风向、湍流度、阵风因子、湍流积分尺度和脉动风速功率谱进行分析。结果表明：当平均风速曲线出现较大的尖峰时,平均风向会出现低谷;顺风向湍流强度和湍流积分尺度都明显大于横风向和竖风向相应的湍流强度和湍流积分尺度,各分量比值大致为1∶0.121 3∶0.188 6;文献［1?2］中建议的经验公式均能较好地反映顺风向阵风因子与湍流强度的变化关系,并借助实测数据通过曲线拟合给出了相应的经验公式;顺风向湍流积分尺度有随平均风速的增大而减小的趋势,而竖风向湍流积分尺度随平均风速的增大呈幂指数增长;纵向实测脉动风速功率谱与Von Karman和Kaimal经验谱吻合较差,竖向脉动风速功率谱与Panofsky经验谱在高频段有所偏差,通过拟合得到的经验谱与实测谱更为接近。     

微磨料空气射流加工特性研究

通过微磨料空气射流加工普通平板玻璃的试验研究,分析了加工时间、空气压力、磨料流量、喷射距离、喷射角度、磨料种类、喷嘴结构和尺寸等加工工艺参数与微磨料空气射流加工的材料冲蚀率及玻璃表面冲蚀加工凹坑尺寸（凹坑直径和凹坑深度）之间的关系,得出了这些工艺参数对微磨料空气射流加工效果的影响规律。结果表明：喷射距离对材料冲蚀率和冲蚀凹坑的尺寸影响最大,存在一个可以获得最大冲蚀率和加工深度的最佳喷射距离;喷嘴的形状、尺寸和喷射角度的不同直接改变加工凹坑的轮廓,是影响微磨料空气射流加工轮廓结构形状的关键因素。     

湍流射流点火器的设计和结构优化

为实现湍流射流点火的稀薄燃烧,本文设计并试制了一款集成了火花塞、喷油器和预燃室的湍流射流点火器,并基于该射流点火器开展了初步发动机试验。进一步地,根据试验结果和耐久性结果对该射流点火器进行了结构优化,优化后的结构明显提高了发动机的性能,并且大大改善了喷油器因高温而损坏的情况。     

玻璃圆管中圆形截面杆柱位置的测定

杆柱在井眼中的屈曲是石油工业中的常见现象,屈曲的形态直接影响杆柱的强度。为了从实验中分析屈曲的形态,考虑受压的杆柱在玻璃圆管中的形变测量问题。应用针孔相机模型,并考虑玻璃对光的折射现象,从光线的传播路径分析了一个断面上实际玻璃圆管中杆柱断面中心与照片边缘之间的几何关系,推导出由杆柱像的边缘得出通过实际杆柱断面中心的直线方程。结合照片边缘检测方法,可由两幅不同角度的照片,得到实际杆柱断面中心的位置。该公式和方法可用于玻璃管约束的杆柱后屈曲构型测定的实验研究。     

三相电压型整流器SVPWM控制简化算法研究

提出了应用于三相电压型脉宽调制整流器的空间矢量简化算法。该算法采用输入电压空间矢量定向,合成所需参考电压,结合直接电流控制的方法进行电流跟踪控制,提高了整流器的整体性能,实现了单位功率因数整流。     

基于数值仿真的某型火炮身管设计压力曲线系统分析

火炮身管设计压力曲线给出火炮发射过程中身管各截面承受的最大压力,是设计身管壁厚的依据。高低温压力法只考虑了装药温度变化对膛压的影响,从系统的角度考虑,装药质量、药室增长量、弹丸质量变化也会对膛压造成影响。通过对某型火炮内弹道模型进行数值仿真,分析上述因素变化对膛压和身管设计压力曲线的影响,并给出了各因素综合作用下的身管设计压力曲线。研究表明,装药质量、装药温度和药室增长量变化均对膛压有较大影响;装药质量和装药温度直接影响身管设计压力曲线的组成。     

基于Hopkinson压杆试验的小钎杆动态应力特性研究

在对锥体连接钎杆和整体钎杆2种典型小钎杆的应力传播模型进行理论分析的基础上,通过Hopkinson压杆试验系统对这2种钎杆杆体中部和钎头端部进行了动态应力测试。测试结果表明:2种钎杆杆体中部应力幅值基本没有差异,但锥体连接钎杆接头处具有30%的应力波反射,而整体钎杆没有;整体钎杆钎头端部最大入射应力波幅值的平均值比锥体连接钎杆的相应均值高出23%,使得整体钎杆的凿速比锥体连接钎杆的要高,但其损坏更快,预期寿命只有锥体连接钎杆寿命的18%,故整体钎杆更适用于软岩钻孔作业,而锥体连接钎杆更适用于硬岩钻孔作业,该试验研究为技术人员如何选用钎杆提供了理论指导。     

Methods of measuring the vibrations of a gun tube under impulse loads

In many respects, accelerometers are convenient for measuring the lateral vibrations of a gun tube under impulse loads. Reliable measurements by accelerometers must overcome two issues: exceedingly large acceleration at high frequencies due to stress waves, and the elimination of drifts accumulating through the integration of acceleration signals. In this paper, we use a mechanical filter that reduces the effect of stress waves. Also, we propose a new double integration algorithm based on multi-resolution wavelet decomposition. Using a test-rig, we measure the vibration characteristics of commercially-available damping materials. Based on the test results, we design a mechanical filter and experimentally verify the performance of the filter. The proposed double integration algorithm is shown to be as effective as other existing algorithms without arbitrary selection of parameters.     

基于PLECS的三相隔离BUCK仿真研究

为研究三相隔离BUCK电路,使用PLECS对其进行了建模。对三相隔离BUCK的拓扑原理,换流过程和ZVS参数,占空比丢失等问题进行了分析,并根据分析对电路的参数和控制策略进行了优化设计,确定了换流控制和占空比补偿策略,确定了实现ZVS的关键参数。最后使用PLECS软件建立了仿真模型,研究结果表明,仿真结果与分析结果相吻合,一方面验证了之前电路分析的正确性,另一方面也验证了利用PLECS进行开关电源电路仿真的有效性。为使用PLECS软件对电路拓扑进一步分析奠定了基础。     

双P调速系统中PWM整流器的研究

在三相PWM整流器一般数学模型建立的基础上,阐述了坐标变换的原理.并利用同步旋转变换构建了三相电压型整流器(VSR)的dq模型,提出了解耦控制策略,建立了系统的MATLAB仿真模型.利用此模型在Matlab-Simulink环境中进行了抗扰性能和能量可逆性的仿真.仿真结果证明,该系统具有很好的动/静态性能、网侧单位功率因数,且能量双向流动.     

自动炮用圆柱分度凸轮轻量化研究

某自动炮的间歇机构选用了圆柱分度凸轮机构,为了适应武器平台的总体轻量化要求,圆柱分度凸轮是自动炮进行轻量化的目标之一.为了能够准确地对圆柱分度凸轮进行轻量化,依据结构参数建立了圆柱分度凸轮的数学模型,并运用UG NX软件的运动仿真模块实现了圆柱分度凸轮的精确物理建模;再以轻质材料应用为轻量化途径切入点对圆柱分度凸轮进行...     

Research on a new type of squirt gun for cleaning

A new type of squirt gun, which is similar to a jet pump and can better induce formation of cavitating water jet, is presented. The scheme of design of this new squirt gun is discussed. An investigation of effect of different area ratio, length of throat pipe, standoff distance, nozzle type, and suction air amount on decontamination ability was made by experiments. This new squirt gun is experimentally compared with conventional one. Test data indicate that under the same operating condition the new type of squirt gun have the advantages of better decontamination ability, lower energy consumption and less water consuming over conventional one. The optimum operating parameters of this new device are put forward on the basis of test results. This paper was presented at the 9^th Asian International Conference on Fluid Machinery (AICFM9), Jeju Korea, October 16–19, 2007.     

Swirl effect on the spray characteristics of a twin-fluid jet

In the liquid fuel combustion chamber, employed fuel must be atomized before being injected into the combustion zone. Therefore, the complete fuel atomization is the most important condition for the combustion efficiency. The atomization quality strongly affects the combustion performance, exhaust pollutant emissions, and flame stability. Therefore, the whole process of spray atomization is of fundamental significance. During past decades many experimental and theoretical studies in this field have been carried out and some improved results have been obtained. Two-phase atomizers, having a variety of advantages such as spray uniformity, appreciable atomization, and smaller SMD with an increase of ambient gas, are considered to be applied in various industrial processes. The purpose of present study is to investigate the mean velocity, turbulence shear stress, turbulence intensity, mean drop size distribution, and droplet data rate in a two-phase swirling jet using PDPA systems.