变叶片高度环列叶栅的逆命题设计

在文献 [1 ]研究的基础上 ,提出了一种新的基于奇点法的变叶片高度环列叶栅逆命题设计方法。此方法利用叶片给定表面速度分布求解叶片形线。数值验证显示出本方法可有效地克服文献 [1 ]中方法存在的叶片形线上法向速度振荡现象 ,更便于工程应用     

轴流泵叶片曲面方程及曲面优化设计

一、引言多年来人们对轴流泵叶片提出了不少简便的设计方法,如升力法、圆弧法、奇点分布法等。使用这些方法设计出了许多性能优良的泵,其水力效率达80%。但是应该指出:使用这些方法时往往做了某些假设,例如圆柱层     

对叶栅奇点法逆命题求解方法的改进

在文献〔１〕所提奇点法的基础上,提出了一种基于遗传算法的变叶片高度环列叶栅逆命题设计方法。新方法回避了文献〔１〕中可能存在的叶片法向速度振荡现象对叶片修正过程的影响。数值验证显示本方法更可行和更便于工程应用。     

考虑攻角、落后角的反方法叶型设计优化技术

使用势流函数法进行反方法叶型设计,采用了一种非线性优化速度分布的方法分别针对吸、压力面的初始速度分布采用不同的优化手段,可以有效的调节口十型的厚度。并且在设计中可以自由给定攻角、落后角,通过速度分布的优化得到符合工程应用要求的叶型。并依据探索出的速度分布优化准则,设计出了某型压气机第一级静子尖、中、根三个典型截面的叶型。     

连杆曲线形态特征分析的奇点方法

针对连杆曲线形态特征随机构尺度变化的复杂性,借助平面运动几何学、拓扑学相关理论,提出了基于连杆曲线奇点的形态学分析方法。利用现代几何学曲线曲率理论,构建了尖点、二重点和自切点的数学方程,依据平面四杆机构运动的几何约束关系,解算奇点存在的约束方程,分析了尖点、二重点和自切点的渐变特性,实现了对连杆曲线奇点间相对拓扑关系和位置信息的数学描述,获得了连杆曲线的奇点拓扑环。该方法不仅加深了对连杆曲线尺度变化规律的理解和认识,并且可为对连杆曲线突变和渐变宏观规律的快速判断与掌握提供理论依据。     

高斯涡旋光束通过像散透镜后的相位奇异特性

光场相位奇异特性研究在奇点光学研究领域中具有非常重要的意义。本文运用广义惠更斯-菲涅尔衍射积分公式推导出高斯涡旋光束通过像散透镜后的光场分布表达式,并研究了它在几何焦平面上的相位奇异特性。结果表明,高斯涡旋光束通过像散透镜后在几何焦平面上存在相位奇点,相位奇点受到透镜的像散系数、光束束腰宽度和涡旋离轴量等参数的影响。在一定条件下,几何焦平面上出现直刃型位错线或光涡旋。当像散系数为0时,光涡旋出现在y轴上。当像散系数不为0,而涡旋离轴量为0时,会出现直刃型位错线或光涡旋,且各自的位置都非常稳定。当像散系数、涡旋离轴量或束腰宽度改变时,光涡旋会发生移动。这对光学元器件的设计和涡旋光束相位奇点的控制有一定的参考价值。     

滑移线速度场的分析及切削模型的建立

本文分析了滑移线速度场速度方程的三种不同表示方法：直角坐标法、极坐标法和滑移线法．并运用滑移线的理论，建立带限制前刀面刀具切削时滑移线场的切削模型，推导出其速度方程．     

基于剪切涡流运动的自激振荡脉冲射流减阻特性

流体运动特性对管道近壁面阻力变化有重要影响。以速度梯度和切应力线性表示壁面摩擦阻力,分析了自激振荡腔室出流管道剪切涡流演变规律及圆截面涡流层次分布状态变化。采用大涡模拟数值方法,计算得到出流管道某轴切面及法向面的瞬时速度和平均速度、不同上下游管径比下出流管道的壁面切应力以及不同长径比下出流管道的法向速度梯度。研究结果表明:自激振荡脉冲射流流动受反向助推涡影响具有强烈三维特性,射流流型呈现"波浪式"运动且发生周向偏转,射流流速及流型均发生周期性波动变化;当自激振荡腔室上下游管径比大于1时,出流管道壁面切应力开始减小,且随腔室上下游管径比增大,切应力缩减率最大达到约30%,壁面摩擦阻力随之减小;自激振荡腔室长径比在0.55时射流最大法向速度梯度波动幅值达到最大,当长径比继续增大时,出流管道内射流法向速度梯度逐渐减小,摩擦阻力亦随之减小。研究结果可为自激振荡脉冲增输装备设计及优化提供理论基础与科学依据。     

周期性壁面吹吸扰动在湍流边界层内的发展演化

用IFA300热线风速仪和双丝热线探针,在风洞中精细测量施加不同频率周期扰动前后的平板湍流边界层不同流向和法向位置的流向和法向速度分量的时间序列信号,采样频率高于Kolmogorov耗散时间尺度对应的频率。采用周期相位平均技术,从湍流边界层瞬时流向和法向速度分量信号中提取周期扰动速度信号的周期相位平均波形。对不同频率的扰动波在湍流边界层内沿流向和法向的衰减进行实验研究,测量不同扰动频率的流向、法向速度分量的扰动振幅在湍流边界层内沿流向和法向的分布,应用流动稳定性理论,计算扰动信号幅值的增长率在湍流边界层内沿流向和法向的分布,并与已有的理论、计算和实验结果进行对比分析。     

圆柱滚子轴承载荷分布的三种计算方法比较

根据滚动轴承载荷分布理论,采用传统的连续函数模型估算法、离散方法模型计算法和有限元分析法对圆柱滚子轴承的载荷分布进行了计算,计算结果表明,3种方法所求出的载荷分布规律相同,但计算精度不同,改进后离散模型方法和有限元分析方法计算的精度相当,连续函数模型估算法计算精度最低。     

风机叶片的剖面翼型反设计优化技术

使用反方法进行风机叶片的翼型设计，采用了一种非线性优化速度分布的方法，分别针对吸、压力面的初始速度分布采用不同的优化手段，可以有效地调节翼型的厚度。并且在设计中可以自由给定攻角、落后角，通过速度分布的优化得到符合工程应用要求的风机叶片的翼型。并依据探索出的速度分布优化准则，设计出了三种风机叶片的翼型。     

空气耦合Lamb波在单晶硅中的传播特性和缺陷检测研究

单晶硅是制造硅太阳能电池的主要材料之一,但其中的各类缺陷对其光电转换效率影响颇大。针对这些问题,采用空气耦合Lamb波检测方法对单晶硅产品的质量进行快速评价。理论计算Lamb波在各向异性的单晶硅中的频散曲线,得到Lamb波在不同方向上的理论速度分布;利用空气耦合超声传感器在(001)晶面的单晶硅中激励出A0模态的Lamb波,研究200 k Hz频率下Lamb波的入射角度与信号幅值的关系,确定最优入射角度为13°。采用相位谱的方法计算A0模态的相速度,试验结果与理论值吻合良好。利用波包幅值法和相关函数法分别计算A0模态的群速度,结果说明相关函数法测得的群速度与理论值误差更小;采用扫描方法对单晶硅进行缺陷检测,通过计算接收信号与参考信号的相关系数,确定出缺陷的位置和大小。     

摆线齿轮成形磨削温度场数值模拟及分析

成形法磨齿是对摆线齿轮进行精加工的一种方法。成形砂轮磨齿过程中,当磨削工艺参数选用不合适时,磨削区内产生的瞬时高温将会造成齿面烧伤。为了优化磨削工艺参数,防止齿面烧伤,对齿面温度场分布情况进行数值模拟是非常必要的。运用理论分析计算出磨削过程中的磨削能量及热量分配比,运用有限单元法和计算机仿真软件对摆线轮成形磨削过程中的温度场分布情况进行仿真,得到齿面温度随磨削时间的变化情况以及温度场在齿面的分布情况。通过仿真分析发现,砂轮沿摆线轮轴向方向移动速度vw和沿径向进给磨削深度ap对齿面温度场分布情况有较大影响,整个磨削过程中齿面瞬态温度场最高温度出现在摆线轮齿面尾部靠近齿顶位置,仿真结果与理论分析结果最大误差在10%以内。研究结论对预测齿面温度场分布情况及合理选用磨齿工艺参数有重要的应用价值。     

一种计算离心泵叶轮内部流动的方法

本文提出了一种计算离心泵叶轮内部流动和性能的势流一边界层迭代解法。势流计算采用表面奇点分布法,可以准确地反映叶片形状对流场的影响;三元边界层计算采用积分法,可以考虑边界层内部的二次流。     

离心通风机整机损失数学模型的研究及优化

采用两类相对流面的三元流动理论，即准三元流动理论，求解出离心通风机中叶轮、蜗壳等主要元件流道中速度分布的规律，建立起依赖于此速度分布的损失计算公式。考虑各项损失之间的相互关联影响，建立起一个包含２６个风机整机损失数学模型。利用民的后向式离心通风机的试验数据，采用最优化的方法确定损失模型中的各有关系数。并通过实验检验此模型的可靠性，结果是令人满意的。     

离心通风机整机损失数学模型的研究及优化

采用两类相对流面的三元流动理论,即准三元流动理论,求解出离心通风机中叶轮,蜗壳等主要元件流道中速度分布的规律,建立起依赖于此速度分布的损失计算公式。考虑各项损失之间的相互关联和影响,建立起一个包含２６个系数的风机整机损失数学模型,利用已有的后向离心通风机的试验数据,采用最优化的方法确定损失模型中的有关系数。通过试验检验了此模型的可靠性。     

基于多物理场耦合的高温掺合阀温度场数值模拟研究

为了研究柱塞式高温掺合阀在实际生产中流体域内温度场、速度场、压力场及阀耦合温度场的分布规律,分别采用理论计算方法和基于ANSYS的有限元方法对实际生产工况条件下该阀的流场、温度场进行耦合计算。给出了理论计算过程,为模拟分析提供依据,给出了流体域内温度场、速度场、压力场及阀耦合温度场的计算过程和结果。结果表明:阀内流体域分布中速度场分布与温度场分布整体吻合,态势良好;热流出口段窗口处温度梯度较大,且由于热流段流速较快,耦合过程中有一定射流现象;热流入口处沿径向温度梯度较大,说明隔热件发挥作用,隔热效果较为明显。     

蜗壳式混流泵的设计及电子计算机在叶片计算中的应用

本文介绍了蜗壳式混流泵准二元理论设计,并提供了计算程序,对厂方工程技术人员有一定参考价值。本文推导的叶片轴面流线方程,可直接计算出各流线的节点,且不必进行迭代计算。流场测试表明,本文得出的轴面速度分布规律,其趋势和凸向与实测的轴面速度分布趋势和凸向比较一致,从而有利于提高叶片的水力性能。     

空间曲柄滑块机构的运动分析

应用矢量回转法对空间曲柄滑块机构—RSSP机构进行了运动学分析,计算出滑块位移、速度、加速度函数。并基于Pro/E软件平台,对该RSSP机构进行了三维建模、运动仿真,得到滑块的位移、速度、加速度曲线,与理论计算进行对比,结果表明,两种方法所得结果完全一致。所得结论可为该机构在机床设计中的应用奠定理论基础。     

攀爬机器人动力学建模与分析

针对一种攀爬机器人越障过程中动力学特性与真空模块力系平衡问题,建立了一种基于李群李代数与旋量理论在越障运动过程中攀爬机器人动力学特性分析方法。通过指数积空间的形式推导得到了空间速度雅可比矩阵进而减少因微分求导而产生的奇点,基于李群李代数与旋量理论通过拉格朗日方程建立了物理意义明确、计算复杂度低的动力学方程,建立了真空模块的力学模型,求解得到直角面越障过程中真空模块的最佳吸附力,并应用coppeliasim仿真求解出机器人关节驱动力矩,验证了李群李代数与旋量理论建模的正确性及动力学模型的有效性,通过吸附实验验证了真空模块吸附能力。