排出器动力学特性对斯特林制冷机性能影响分析

为分析斯特林制冷机排出器动力学特性对整机的性能影响,建立了斯特林制冷机热力学模型,并与排出器动力学模型耦合,通过仿真计算,分析了排出器板弹簧刚度、排出器质量等参数对系统的制冷量、排出器振幅和相位角等参数的影响.结果表明,排出器支撑板弹簧刚度存在一个最佳值,使得整机的制冷量最大,最佳频率比在0.85左右.     

斯特林发动机配气活塞变密封间隙的优化分析

介绍了自由活塞式斯特林发动机(FPSE)中的3处间隙密封以及间隙密封所产生的损失.根据理论公式计算,总结分析了变径配气活塞热端径向间隙、冷端径向间隙以及长度比对泵气损失、穿梭损失及总热损失的影响规律.     

热声斯特林发动机热动力学特性的CFD研究第二部分:热声转换特性及热声声流的研究

研究了热声斯特林发动机的声场特性和热力特性,计算了波动压力和体积流率振幅及两者的相位差、截面平均温度以及声功流在系统内的沿程分布,与实验及预期的趋势相符合.对热声斯特林发动机内部的Gedeon声直流进行了研究.通过监测系统内截面的质量流率周期分布特性观测到Gedeon直流的存在,计算了直流量的大小及在系统内的分布特性,并采用风扇模型抑制了直流,给出了直流抑制过程中的系统性能变化.进一步验证了CFD研究的有效性.     

斯特林制冷机的计算机辅助调机

通过对双自由度斯特林制冷机振动系统模型的分析 ,建立了计算机仿真调相角模型。在模型求解过程中 ,通过改变弹簧参数来优化斯特林制冷机的压力波和制冷机回热器位移之间的相位差 ,使其接近最优相角要求 ,来辅助调节系统的工作参数。模型模拟的结果与实验结果能较好的吻合     

自由活塞斯特林发电机的负载特性研究

采用Maxwell和Circuit Editor联合仿真,分析了自由活塞斯特林发电机外接阻性负载和容性负载时的性能,分别得到阻性负载和容性负载时的磁感应强度分布与两端电压电流变化规律。通过采用场路耦合法求解自由活塞斯特林发电机的输出功率,发现在外电路串联电容可使发电机达到电路谐振,从而提高自由活塞斯特林发电机的性能。     

斯特林制冷机耦合超长线列焦平面探测器的冷量损失分析

针对超长线列焦平面器件对制冷机性能的要求,开展了斯特林制冷机与超长线列焦平面探测器耦合过程中冷量损失的研究。实验结果表明耦合过程中在导热损失一定情况下,热辐射损失在不同结构中对斯特林制冷机的降温时间和制冷量有较大影响,模拟计算与实验结果一致。     

工作参数对斯特林制冷机性能影响分析

在调试阶段影响斯特林制冷机性能的工作参数主要有:充气压力、工作频率和环境温度.其中充气压力和工作频率是最容易更改的参数,通过分析得到:充气压力影响着斯特林制冷机振子系统的自然频率,而工作频率则影响斯特林制冷机压机活塞和排除器的相位差.利用简化模型分析了环境温度对斯特林制冷机性能的影响.实验验证了充气压力、工作频率和环境温度对制冷机性能的影响,实验结果能较好的满足分析部分.     

蒸汽发生器传热管流体结构耦联动态特性分析

利用流体-结构动力学理论对蒸汽发生器传热管动态特性进行了解析推导,得出了该种传热管的流固耦合动态特性,并用MATLAB计算出其耦合固有频率.利用参数化有限元模型,对传热管进行了流固耦合动态特性数值模拟,所得结果验证了解析推导的正确性,且得到了一些有价值的结论.数值模拟重点研究了管外流体半径的变化对传热管固有频率的影响.     

利用直接边界元/有限元耦合法分析具有夹层流体的水下航行器的振动特性

利用直接边界元法/有限元耦合法分析具有夹层流体的水下航行器的振动特性(1)利用有限元方法得到模型在空气中的"干"模态参数;(2)根据上一步的结果,利用直接边界元/有限元的耦合方法得到模型浸没在流体中的"湿"模态参数.利用该方法计算了带有舵翼结构的水下航行器尾部结构模型的动态特性.并且对不同的计算方法进行了比较,结果表明本方法可以大大减少数值计算的工作量,提高计算精度.     

动力模型拟静力修正方法及误差分析

摘 要：为了降低动力模型修正过程中的计算复杂程度,提出了拟静力模型修正方法。借助特征载荷的概念,将基于动力测量信息的动力模型转化为静力模型进行修正,避免了模型修正过程中特征值和特征向量的计算。利用样条插值方法,解决了测量信息与计算信息间的匹配问题。采用复域灵敏度分析方法对修正过程中的参数灵敏度进行计算,提高了修正过程中的计算效率。研究了测量误差对修正结果的影响,给出了修正参数的统计特性,为评估修正结果的可靠性提供了基础。通过数值算例对提出的方法进行了验证,结果表明本文的方法是有效可靠的。利用建立的方法对润扬大桥北汊斜拉桥桥塔模型进行了修正,修正结果较为精确可靠。     

新型谐振管耦合型双效斯特林制冷机的数值模拟

结合经典双效斯特林制冷机结构与热声理论,提出一种谐振管耦合型双效斯特林制冷机,采用声学谐振管耦合斯特林发动机与斯特林制冷机,从而实现热驱动制冷,具有结构简单、潜在效率高、可靠性高、绿色环保的优点,在小型天然气液化、冷电联供以及空间探测领域有较大的应用潜力。针对实验室现有发动机和制冷机的参数,采用模拟软件Sage搭建了计算模型,计算验证了该结构的可行性。计算结果表明,在充气压力为3 MPa,工作频率为50 Hz,发动机压比为1.3条件下,该系统在80 K的制冷温度可获得210 W制冷量,整机效率为11.3%。同时进一步探究了系统内声场分布和主要部件损失,研究表明回热器内部声场偏离行波声场,谐振管中粘性损失较大和制冷机输入声功偏小是当前整机效率较低的主要原因。如果进行合理的优化设计,此类系统可以实现25%以上的整机效率。     

箱形船体波浪和波浪压力的非线性时域模型

该文将耦合计算模型应用于计算固定箱形船体上非线性波浪压力,研究了将该准三维模型应用于物体三维波浪压力的计算能力.为了提高计算强非线性波浪的能力,在方程中加入了高阶非线性项,并进行了箱体波浪压力的测量模型实验,以验证计算结果.计算模型将船体底面以下水域取为内域,其余水域为外域.内域用欧拉方程计算,外域采用Boussine...     

并联运动振动筛的筛分特性研究

并联振动筛具有良好的筛分效果,其研究已成为振动筛研究的热点.为便于对其进行优化控制,需对其筛分特性进行深入研究.通过考察并联振动筛的结构及其工作过程,得到了筛分特性曲线,分别用参数回归法和最小二乘法确定其特性参数,由此建立筛分模型.将理论计算结果与实验结果对照,经误差分析可知,最大误差为084%,平均误差为026%.所得模型精度高,构建方便有效.     

双喷嘴挡板伺服阀工作过程的数值模拟

为从理论上研究双喷嘴挡板伺服阀的工作性能,需对其建立较为精确的数学模型。针对电液伺服阀工作过程固有的机电液耦合特性,选择可统一处理多能域复杂系统的键合图法作为建模工具。根据衔铁、挡板组件和阀芯的运动规律,考虑喷嘴射流液动力等非线性因素,采用集中参数构建了系统的键合图模型,并推导出描述伺服阀工作过程内部能量供给、传递、转化和消耗的状态方程。结合某型伺服阀的相关参数,采用四阶Runge-Kutta法进行数值求解。数值模拟结果表明:伺服阀输入阶跃电流后,预测的负载流量阶跃响应的变化趋势能与试验结果较好吻合,并且模型能预测伺服阀系统内部状态变量的动态特性,为伺服阀结构参数优化研究和动态性能分析提供了理论依据。     

基于SAGE的30 K空间双级斯特林制冷机设计

瞄准未来空间应用的双级斯特林制冷机,开展了结构设计和详细的热力学设计。通过商业软件Sage建立了计算模型,分析了工作频率、充气压力、一二级排出器长度等参数对制冷性能的影响规律,得到了30 K双级斯特林制冷机合理的结构和工作参数,为开展详细的结构设计和参数调试提供参数依据。     

基于材料性能时变特性的复合材料固化过程多场耦合数值模拟

针对热固性树脂基复合材料固化过程中各种复杂的物理化学变化之间的相互影响,建立了基于材料性能时变特性的复合材料固化过程的二维多场耦合计算模型。该模型由已知的3个经典复合材料固化过程子模型构成,包括热-化学模型、树脂黏度模型和树脂流动模型。在此基础上,将固化过程中材料性能的时变特性引入多场耦合计算模型中。通过与文献中实验结果的比较,证明了所建立的模型具有较高的可靠性。对AS4/3501-6复合材料层合平板的固化过程进行了数值模拟,重点研究了固化过程中纤维体积分数变化及材料参数的时变特性对固化过程中温度、固化度和树脂压力等参量的影响。分析结果表明:考虑纤维体积分数变化和材料性能的时变特性后,固化过程中复合材料层合板中心温度峰值明显减小,树脂压力随时间的变化将有所滞后。     

自配流型液压冲击器建模与仿真

液压冲击器是工程施工中常用的液压设备。其工作过程中运动部件的高加速度及惯性工作油压的特性,使得其与常规液压设备工作状况有很大区别。在液压冲击器的研究过程有必要快速准确地建立计算仿真模型。在AMESIM系统中基于功率键合原理搭建的液压冲击器仿真系统,综合考虑了液压冲击器主要功能和特点,可快速实现对冲击器主要仿真参数的计算。利用现有的YYG250型液压凿岩机的冲击器设计参数进行仿真后,计算结果与实测工况参数之误差在5%之内,说明了仿真模型的正确性和可靠性。该模型对不同系列的冲击器的参数设计和冲击特性研究提供了良好的平台。     

夹层输流管道弹性波频散特征分析

对无限长夹层输流管道的管壁弹性波频散特征、管内流体声波频散特征,以及弹性体与流体声固耦合的波传播频散特征进行了研究与分析.基于铁木辛柯梁模型构建弹性体管道的波数解析式.考虑声固耦合效应,对无限长夹层输流管道的管壁弹性波与管内流体声波相互耦合的波数和模态振型进行了求解.运用参数化扫描,分别计算了管内流体域为水和空气情况下...     

梁板耦合建模中连接负载对系统功率流特性影响研究

为了能够更准确预报梁、板耦合系统的功率流特性,在功率流模型解耦过程中引入梁、板连接负载,分析了输入梁、板的功率流,与有限元的分析结果对比,验证了含有连接负载的耦合模型的正确性,从而表明功率流的耦合建模中需要引入连接负载。通过改变结构参数、边界刚度,研究了忽略耦合模型连接负载引起功率流特性分析的误差规律,数值仿真结果表明:随着梁板长度比增大,结构边界刚度的减小,忽略连接负载造成的功率流分析结果误差增大,此时在梁板耦合建模中必须考虑连接负载;梁与板厚度接近时,考虑与不考虑连接负载的仿真数值相近,为了方便计算,可以在建模中忽略连接负载。     

基于流固耦合-集总参数组合法的悬架液压衬套建模

为解决汽车悬架液压衬套动特性分析中流固耦合有限元仿真模型计算效率不高问题,提出采用流固耦合-集总参数方法对液压衬套进行仿真建模。首先,在分析液压衬套工作原理基础上,建立液压衬套集总参数数学模型,并搭建AMESim仿真模型;其次,在Hypermesh软件中对液压衬套的固体和液体部分进行网格划分,将离散化网格导入ADINA中形成流固耦合有限元模型,通过流固耦合模型提取出液压衬套的物理参数。最后,将所提取的流固耦合参数代入AMESim模型中,计算液压衬套动特性并与实测数据对比。结果表明:所提出的流固耦合-集总参数组合模型方法可以对液压衬套性能进行高效、准确仿真,可为液压衬套的进一步优化和整车匹配奠定基础。