超空泡航行体三相流动演化特性

为研究通气航行体的空泡三相流动演化特性,采用CFD仿真软件Fluent对超空泡航行体通气空泡替代自然空泡的复杂流动过程进行了三维数值模拟研究.本文基于RNG k-ε湍流模型和VOF多相流模型,建立通气超空泡航行体三相流动的数值计算模型,并进行收敛性验证,并通过相关实验与模拟结果进行对比验证本数值方法的有效性;数值模拟了...     

超空泡航行体典型弹道特性仿真研究

针对超空泡航行体的弹道及操纵特性进行研究,建立了超空泡航行体在纵平面内的简化运动方程,编制了相应的弹道仿真程序,并对其在90 m/s左右速度区段内的典型弹道特性进行了仿真分析.仿真结果表明,通过对雷顶舵进行典型操舵控制,超空泡航行体可以在无反馈控制的情况下,实现定深直航,以及变航向、变深度等典型弹道机动,可见超空泡航行体的操纵特性良好.     

楔体后部非定常超空泡长度预测

基于势流理论,采用积分方程方法,研究了薄楔体后部非定常自然超空泡流问题。应用时间有限差分离散化方法,得到了积分方程的数值解。预测了楔角和空化数作各种变化时,超空泡长度的非定常变化过程。楔角或空化数变化频率越高,空泡长度的变化越小,相对滞后时间越长。     

超空泡航行体加速段控制设计

为研究超空泡航行体在加速阶段动力学建模及稳定控制设计问题,根据空泡截面独立膨胀原理研究了空泡形态及其轴线的偏移,并考虑了空泡记忆效应、重力、空化器定向效应及航行体攻角的影响.采用细长体理论计算了超空泡航行体各区域的流体动力,建立超空泡航行体加速段纵平面内运动数学模型,设计了基于输入输出精确线性化的深度跟踪控制器,并对此进行数学仿真.仿真结果表明:控制器跟踪效果良好;滑行力在极短时间内变为零,有利于提高航行体的稳定性及减小部分沾湿区的摩擦阻力.     

超空泡航行体尾舵展开过程水动力载荷数值研究

超空泡航行体全沾湿航行阶段尾舵展开过程的流体动力载荷对于航行体稳定性分析以及尾舵机性能设计具有重要影响。建立了基于重叠网格技术和网格域间相对运动思想的尾舵展开过程数值计算方法;结合超空泡航行体设计需求,研究了尾舵不同展开速率、不同攻角状态展开以及尾舵展开前后的水动力载荷变化规律;通过对尾舵附近速度矢量场、压力场以及尾舵表面压力系数分析,揭示了尾舵不同状态的流体动力载荷变化原因。研究成果对超空泡航行体尾舵展开过程流场特性研究具有重要参考价值,同时为尾舵机性能设计提供了重要设计依据。     

水下超空泡航行体流体动力设计原理研究

在对航行体超空泡生成、流型和稳定性水洞模型实验研究的基础上，从航行体运动力学原理出发，研究了超空泡航行体流体动力设计需要解决运动平衡、稳定性与可控制等基本问题．给出了超空泡航行体流体动力设计原理、方法与实现途径；并提出了一种流体动力设计原理方案，设计加工了实验模型，在水洞中进行了验证实验。实验获得的航行体超空泡流型照片和流体动力曲线表明提出的超空泡航行体流体动力设计原理是正确的，方法是可行的。     

水下航行体超空泡外形控制的数值研究

为研究非稳态条件下的航行体空泡形态随空化器阻力的变化规律,采用FLUENT6.2的动网格技术,对传统变阻力空化器的非定常空泡流进行了模拟,比较了不同中心锥角的变阻力空化器的阻力系数和空泡外形,其中阻力系数的计算结果与试验数据吻合较好;研究了传统控制方案下的空泡外形响应速度,结果显示空泡尺寸的变化要滞后于阻力系数;最后提...     

超空泡航行体转弯运动多相流场特性

为研究超空泡航行体转弯运动过程中多相流特性的变化规律,基于有限体积法和VOF多相流模型求解RANS方程,并结合动网格技术,对超空泡航行体转弯运动过程进行了非定常数值模拟研究.通过将数值模拟结果与基于Logvinovich独立膨胀原理的计算结果进行对比,验证了数值模拟方法的有效性.利用数值模拟方法分析了航行体模型的转动中心对航行体转弯运动过程中空泡形态演化过程的影响,并且研究了转弯运动的轨迹半径对航行体流体动力的影响.结果表明:采用动态网格的数值模拟方法可以更好地对超空泡航行体转弯运动的空泡形态进行仿真,航行体的转动中心对航行体的转弯半径内侧还是外侧表面先出现沾湿区域有重要影响;航行体的流域环境在重力和惯性力的共同作用下使得超空泡尾部形态呈倾斜的双涡管分布;转弯运动过程中,航行体表面刚出现沾湿区域的时候,航行体流体动力会出现一个小幅度波动,随着沾湿区面积的增加,流体动力逐渐趋于平稳,转弯运动的轨迹半径对航行体流体动力有重要影响,转弯半径越小,影响越大.     

潜射航行体肩部通气流体动力特性数值研究

为研究潜射航行体肩部通气空泡流对其表面流体动力特性的影响,基于均质多相流理论、标准RNG k-ε模型、Singhal空化模型以及重叠网格技术,建立三维潜射航行体肩部通气模型,开展通气非定常空泡流演变过程数值模拟研究,对比了不同通气量下空泡流形态演化、表面压力分布以及阻力特性.结果表明:当通气量增加到一定值后,通气空泡流...     

超空泡航行体前部线型对空泡生成速度影响实验研究

基于航行体超空泡理论和格兰威尔线型设计方法,设计了3种具有不同前部线型的航行体模型。并针对所设计的3种模型和具有锥形前部外型的航行体模型在西北工业大学水洞进行了超空泡生成速度的实验研究。结果表明:①航行体前部线型对超空泡生成速度的影响程度与航行体的轴向压力分布和斜率分布有关,模型表面的压力和斜率轴向分布曲线越平坦或变化率越小,越有利于提高航行体超空泡生成速度;②航行体超空泡生成速度与通气流量有关,增大通气流量可以减小航行体超空泡生成时间。文中结果为提高航行体超空泡生成速度提供一条技术途径和研究方法。     

Determination of conditions for stable operation of induction motor-resistance load using load flow and fuzzy techniques

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｌｏａｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｈａｖｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｆｆｅｃｔｏｎｓｙｓｔｅｍｄｙｎａｍｉｃｓａｎｄｔｈｕｓｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒ ｔａｎｔｅｌｅｍｅｎｔｉｎｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙｓｔａｂｉｌｉｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｉｎ ｃｌｕｄｉｎｇｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ[1] .ＡｌｔｈｏｕｇｈｃｌａｓｓｉｃａｌｌｏａｄｍｏｄｅｌｓｓｕｃｈａｓｃｏｎｓｔａｎｔＰ Ｑ ,ｃｏｎｓｔａｎｔｉｍｐｅｄａｎｃｅａｎｄｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒ…     

Characteristics of Vibration Induced by Cavitation

Cavitation-induced vibration characteristics and the relations between the vibration and cavitation are studied. Cavitation vibrations are measured around a model hollow-jet valve by an accelerometer under cavitating and non-cavitating conditions. The measurement data is analyzed by FFT method. The corresponding cavitating flow patterns are photographed by a high-speed camera with an xenon flash lamp. The frequency band of the vibration induced by cavitation is determined. To compare the vibration intensities under different cavitation conditions, a definition of vibration acceleration level is introduced based on power spectral density of the vibration. By the analysis of vibration, the definitions of characteristic cavitation number are suggested. According to these cavitation numbers, the cavitation process is divided into three stages, that is, incipient cavitation, subcavitation and supercavitation.     

Cavitation Inception in Turbulent Flows Around a Hydrofoil

For most engineering purposes cavitation de-grades performance.Engineering designs are ai med atproducing geometries and operating conditions thatresist cavitation.It is desirable to identify,under-stand,predict,and control the physical mechanismsleading to cavitation inception.One of the centralproblems in cavitation research has been the predic-tion of the onset or inception of cavitation.The cavi-tation occurring in a flow system is related to thepressure field and viscous flowpatterns[1].…     

诱导轮在轴流泵汽蚀防治中的应用

将诱导轮离心泵的工作原理引入高比转数的大型立式轴流泵中，用以防治轴流泵汽蚀．说明了采用诱导轮的依据，重点分析了轴流泵诱导轮的结构以及轴流泵带诱导轮后对泵的汽蚀和能量特性的影响．     

A new numerical method for determining collapse load-carrying capacity of structure made of elasto-plastic material简

Determination of collapse load-carrying capacity of elasto-plastic material is very important in designing structure. The problem is commonly solved by elasto-plastic finite element method （FEM）. In order to deal with material nonlinear problem involving strain softening problem effectively, a new numerical method-damped Newton method was proposed. The iterative schemes are discussed in detail for pure equilibrium models. In the equilibrium model, the plasticity criterion and the compatibility of the strains are verified, and the strain increment and plastic factor are treated as independent unknowns. To avoid the stiffness matrix being singularity or condition of matrix being ill, a damping factor a was introduced to adjust the value of plastic consistent parameter automatically during the iterations. According to the algorithm, the nonlinear finite element program was complied and its numerical example was calculated. The numerical results indicate that this method converges very fast for both small load steps and large load steps. Compared with those results obtained by analysis and experiment, the predicted ultimate bearing capacity from the proposed method is identical.     

考虑区分车辆运行状态的桥梁车载统计分析及模拟

动态称重系统作为桥梁结构健康系统的重要组成部分之一,能提供丰富的车辆荷载监测数据,在此基础上建立能反映实际交通状况的车辆荷载模型,对桥梁结构的安全评估、车致疲劳分析等具有重要意义。提出一种能考虑区分车辆运行状态的随机车流模拟方法和流程,在车辆荷载统计分析过程中通过各时段的车流量密集程度区分车辆运行状态,针对不同运行状态,引入单峰和多峰概率分布模型,对车重、车速、车间距等车辆荷载统计参数进行概率拟合,通过K-S检验获得车辆荷载参数的最优概率分布;通过Monte Carlo抽样模拟随机车流,进而分解为随机加载流;基于某实际桥梁的车辆荷载监测数据,对车辆荷载模拟方法的合理性进行验证。结果表明：采用区分车辆运行状态模拟的随机车流对桥梁结构进行加载,获得的钢箱梁跨中底板应力幅值和应力循环次数与实际车流加载结果接近。相比之下,如果不考虑区分车辆运行状态,得到的应力幅值和循环次数都明显小于实际车流的加载结果,这对于桥梁结构的车致疲劳分析偏于危险。     

试验场关联对汽车可靠性实验影响的研究

利用Somat eDAQ数据采集系统采集了某国产汽车在通县汽车试验场和襄樊汽车试验场部分道路的道路载荷谱, 根据统计学规律,应用Ncode-GlyphyWorks软件进行载荷谱数据处理,把时间序列转化为雨流矩阵,把潜在损伤数据在表格中以百分比数据的形式表现出来。采用道路相关技术和雨流计数得到两个试验场部分道路的当量关系,为汽车可靠性实验提供依据。     

Cavitation characteristics of pit structure in ultrasonic field

Bubble collecting, bubble holding and micro-bubble ejecting characteristics of pit structure and the influence of cavitation bubble on the development of erosion pit are investigated by means of high-speed photography experiments. Pits tend to collect and hold wandering cavitation bubbles. The air holding phenomenon of pits can be a destination of the incubation period in the process of cavitation erosion. The holding bubble tends to eject micro-bubbles from the top of holding cavitation bubble, making the pit a source of nuclei. With bubbles being held in pits, the diameters of pits increase rapidly. But in the given experiment condition, there is a specific stable value beyond which the diameter of pits will not increase. This characteristic will be helpful in understanding and predicting the cavitation erosion process. Supported by the National Basic Research Program of China (“973” Program) (Grant No. 2007CB714105) and the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50539060)     

基于不同角部方案的RC结构抗连续倒塌设计

为了研究不同角部方案下的结构抗倒塌性能,提出了三种不同的钢筋混凝土框剪结构角部布置方案.应用SAP2000软件对偶然荷载作用下的抗连续倒塌性能进行了非线性分析.结果表明,在给定的有拉结情况比无拉结情况下角柱内力有所增大;在给定的荷载组合情况下,对角部竖向承重结构加以拉结(采用模型3的拉结方案),可在一定程度上增加结构抗连续倒塌性能,实现结构抗连续倒塌的目的.     

国外泄水建筑物掺气减蚀研究

泄槽掺气设施是目前较为通用的工程减蚀措施,前人对其掺气机理与布置形式进行了大量的研究工作,其中,国外的工作侧重于机理研究,主要探讨空化空蚀的发生、水流的掺气过程及气体的逸出过程等,而国内的工作则紧密结合工程实际,重点研究掺气浓度的减蚀效果及掺气设施的布置方式。对国外相关研究工作进行了系统的回顾,希望能够在理论及实践上对我国高坝泄洪的掺气减蚀问题提供一定的借鉴。