涡轮增压器叶轮流固耦合模态分析

为了研究流固耦合场对涡轮增压器叶轮模态参数的影响,采用基于湍流模型理论建立了涡轮增压器压气机的流场模型.并进行了流场网格划分和边界条件的加载.通过计算获得了流场内部的流速、压力分布,把流场压力分布加载到叶轮固体表面上,并计算考虑流固耦合场的叶轮模态.计算结果表明,流固耦合场主要影响叶轮结构的模态固有频率,对模态振型的影响较小.     

矩阵肋式涡轮叶片气热耦合数值模拟研究

对某燃机高压涡轮导叶冷却结构进行分析,采用气热耦合计算方法对叶片复杂结构的内外流场和温度场进行了数值模拟,并对叶片的换热效果进行了分析。     

重卡驾驶室的声固耦合模态分析

利用有限元法建立某重卡驾驶室车身结构和车室空腔模型,并建立了考虑结构与空气之间相互作用的车室声固耦合系统模型。使用Nastran软件对三个模型的模态进行仿真计算,对结构的模态频率和变形部位、空腔声学模态频率和声压分布情况以及耦合系统中结构和声学空腔模态频率和振型的变化进行了详细分析,为下一步的车身设计和改进提供了依据。     

风机叶片气固耦合特性研究

针对风机叶片外形复杂的特点,假设结构浸入无限大的气流场中,可运用虚质量法。对风机叶片和周围空气选用相同的三维等参单元进行离散,应用Galerkin法计算气体内任意点压强,气体通过质量矩阵直接与结构耦合,推导出风机叶片与周围气体耦合微分方程模型。运用威尔逊-θ法求解耦合微分方程,得到考虑周围空气作用时风机叶片的模态,并用试验测试风机叶片在空气中的模态,比较两种方法得到的模态。利用模态分析理论对风机叶片颤振、噪声辐射特点等进行分析,研究风机叶片与周围媒质耦合对叶片颤振、声辐射的影响。     

轿车车室声固耦合系统的模态分析

车室声学模态分析是汽车NVH特性研究的重要内容,识别系统模态对避免声学共振、降低车内噪声有重要意义。利用有限元法建立某轿车车身结构和车室空腔模型,并建立了考虑结构与空气之间相互作用的车室声固耦合系统模型。列出三个系统的有限元方程式,使用MSC.Nastran软件对三个模型的模态进行仿真计算,对结构的模态频率和变形部位、空腔声学系统的声学模态频率和声压分布情况以及耦合系统中结构和声学空腔模态频率和振型的变化进行了详细分析。测量车内纵向对称面上的等声压线以验证仿真结果。结果表明：结构与空气的相互作用将改变原系统(车身结构或车室空腔)模态的频率和振型,并将引起另一个系统产生相应模式的振动;系统第一阶声学模态为纵向声学模态,其振型的试验结果与仿真结果在分布特点、变化趋势等方面符合较好。     

气冷涡轮叶片气热耦合数值模拟研究

采用气热耦合计算方法进行气冷涡轮气动性能-传热分析,这种方法无需指定对流换热系数和热流密度等经验参数,只须要给出气流与固体之间的流动换热物理条件.利用该方法对某三维涡轮导叶进行数值模拟,计算结果表明,气热耦合计算的叶片温度场更接近真实情况,针对该叶片尾缘烧蚀问题,利用气热耦合计算方法,研究了叶片尾缘冷却设计方案,通过对在尾缘开缝冷却方案的分析计算,结果表明,该设计方案可以使得尾缘最高温度下降了130K.     

深水采油树过油管道热固耦合分析

针对某1500m水深的采油树上的过油管道建立有限元热应力计算模型，进而对采油树过油管道进行由温度到结构的热固耦合有限元分析。分析结果表明，与管道内、外压力差所产生的应力相比，过油管道的热应力是内、外压力所引起应力的92．95倍。因此，采油树上的过油管道必须进行保温设计。通过计算，保温设计后的热应力减小了62．53％，满足了工程设计的需要。     

基于气固耦合的航空发动机叶轮应力有限元分析

应用NX软件对航空发动机叶轮结构进行实体建模，用Nastran软件对叶轮气流场进行数值模拟，分析了叶轮表面的压力随不同工况的变化情况，基于气固耦舍利用Nastran软件对叶轮施加静力载荷，进行应力应变分析，并就其结果进行了分析和总结。     

减温水调节阀样机的热固耦合分析研究

主要阐述了减温水调节阀的热固耦合分析研究。建立了热应力分析模型对调节阀样机进行了分析研究并验证了网格独立性,获得了该阀门的薄膜应力、薄膜加弯曲应力等应力状态,在应力最大处选取应力评定线进行等效线性化处理,并结合相关分析设计标准进行应力评定,结果表明:该阀强度合格且安全裕量较大。     

涡轮盘结构模态分析

某火箭发动机涡轮盘在热试车中出现严重的裂纹故障,为确定故障原因,分析涡轮盘在高温及高转速下的模态特性.对比热试车涡轮泵试验数据,分析结果表明,改进前结构存在与转速6倍频耦合的涡轮盘模态,而改进后结构明显避开了耦合模态.同时,分析结果为后续结构动态响应研究提供准确的输入数据.     

翼面热环境的并行迭代耦合方法及热模态分析

为了准确分析翼面热环境,提出了一种并行迭代耦合方法。气动加热和结构传热分别采用有限体积法(finite volume method,简称FVM)和有限元法(finite element method,简称FEM)求解,且采用基于虚拟空间的插值方法进行数据传递。进行了圆管算例分析,2s时刻驻点温度计算值与试验值相对误差为5.16%,验证了并行迭代耦合方法的精度。进行了翼面热环境和热模态的分析,结果表明翼面最高温度与马赫数呈近似线性关系,且非耦合方法获得的翼面最高温度比耦合方法高342.2K,这是由于非耦合方法未考虑气动热与结构传热之间的耦合效应。相比热应力引起的结构附加几何刚度,热环境下材料刚度的降低是翼面刚度和固有频率下降的主要因素,并且随着马赫数的增加,低阶比高阶固有频率下降得更快。     

湿式离合器热固耦合仿真分析与试验研究

基于混合动力变速箱湿式离合器的换挡滑摩过程,考虑油液强制冷却的热对流传热,建立摩擦副热仿真模型,采用热固耦合仿真分析方法,应用Abaqus有限元软件,得到滑摩工况下摩擦副应力与温度分布。通过离合器台架温升试验验证,对比仿真与试验数据之间的误差值,验证了仿真模型的准确性。     

基于单向流固耦合的潮流能水轮机叶片强度及模态分析

叶片作为潮流能水轮机叶轮的关键部件,在其工作过程中受到水流的作用力,会对其安全性与稳定性有一定的影响。文中基于Workbench,先用CFX软件对水平轴潮流能水轮机叶轮在正常流速和最大流速情况下所受流体作用力进行了稳态数值模拟;然后在Workbench内完成流体域和结构域两个物理场之间数据的传递,采用单向流固耦合的方法将流场载荷施加到叶片结构上并对其进行了强度分析,得到了叶片变形及应力的变化情况;最后对叶片进行了模态分析,得到叶片各阶模态振型、频率及最大变形量,并且对结果进行了分析。     

柴油机气缸盖热-固耦合分析

在建立气缸盖实体模型的基础上,利用相关边界条件计算了气缸盖上各区域的换热系数,并对气缸盖进行了温度场仿真计算;分析了在多种工况下气缸盖的应力,确定了结构上的薄弱区域。认为当气缸盖受到热-固耦合共同作用时,气缸盖内部拉压情况变得更加复杂,各部分应力呈现明显的非线性。     

基于流热固耦合燃气轮机压气机叶轮强度分析

在ANSYS Workbench中建立的流热固耦合计算平台,同时考虑压力、温度和离心力的综合作用,对某新型燃气轮机跨音速压气机叶轮进行综合载荷下的强度分析。计算方案涵盖三大计算模块及其数据传递,给出了计算过程中的技巧和策略。采用CFX对压气机进行全模型三维流场分析,将流场分析得到的耦合面温度和压力分布分别传递到叶轮耦合面,在热稳态分析模块进行叶轮热稳态计算,将计算得到的结果传递到结构分析模块,最后对叶轮进行压力、热应力和离心力综合作用下的强度分析,验证了计算方案的可行性和精度,为此类叶轮强度分析和压气机的可靠设计提供了工程设计计算方法。     

柴油机缸盖热固耦合强度故障诊断与优化设计分析

本文利用一维热力学、三维流体力学、三维有限元法和虚拟疲劳强度预测方法,系统的对某机型柴油机的缸盖进行模拟计算,针对缸盖中的裂纹失效进行故障诊断、找到故障原因,并提出优化方案,最终通过试验验证方案的有效性。采用热固耦合计算方法完成了缸盖结构的失效模式分析,同时,文中对柴油机缸盖故障诊断和改进设计过程中值得关注的细节也做了详细分析,试验结果证明该分析方法对缸盖结构优化和改进工作有重要的工程指导作用。     

配气台管路系统气固耦合振动特性分析

针对配气台管路振动问题,采用传递矩阵法和有限元模态分析法,建立管道系统振动频率的计算模型.运用MATLAB,ANSYS和AMESim软件分析计算,得到气柱固有频率、结构固有频率及扰动频率三者之间的关系,确定配气台管路振动的原因,并提出有效的解决措施.研究表明:由于扰动频率与管路内气柱低阶固有频率相近,激发配气台管路剧烈...     

基于模态叠加法的声固耦合噪声仿真与实验

在ANSYS中建立了长方体箱体的有限元模型,并计算结构模态。将有限元模型和结构模态导入Virtual Lab,计算空腔声模态,用模态叠加法计算耦合声场对激励的响应,得到了声压级分布云图和场点频率响应曲线。设计了长方体箱体的振动噪声实验,将声卡采集得到的噪声信号在Matlab中进行傅立叶分解,得到声场内一点对激振频率的响应曲线。仿真数据与实验数据有较好的一致性。     

涡轮增压器叶轮模态特性的探究

针对增压器常发生的由于叶片振动产生的叶片损害现象,利用三维CAD建模软件对废气涡轮增压器叶轮进行建模,并 采用有限元分析软件对其进行振型模态分析,找出发生共振的频率,为叶轮的优化设计提供了理论依据。