气液脉冲两相流耦合激振数值模拟与试验

提出了一种气液耦合激振方式,通过控制气路和液路交替产生的高压脉冲两相振荡流,利用其产生的激振力实现对液压系统管道内壁的污染物去除.首先,建立了高压脉冲两相流动力学模型,开发了气液脉冲两相流试验系统,利用Ansys Fluent模块进行数值模拟与仿真分析;其次,湍流模型采用k-ε二方程模型,气液两相流采用流体体积函数(v...     

海洋机器人进气集水箱仿真分析与试验

油电混合动力海洋机器人进气管路设计有水气分离功能的进气集水箱。针对某海洋机器人原理样机的进气集水箱积水喷溅问题,利用CFX软件对箱内气液两相流作用机理进行数值模拟,确定水箱结构不合理导致积水受高速气流扰动,被气流夹带发生喷溅;设计一种折流式、气液流场隔离的新型进气集水箱,并对其进行气液两相流数值模拟,结果表明新进气集水箱有效避免了高速气流对积水扰动;利用Euler-Euler气液两相流模型进一步对新进气集水箱水气分离性能进行数值模拟,结果表明新进气集水箱水气分离效率达99.94%,达到了预期效果。试验结果表明,数值模拟结果与试验结果一致,数值计算模型正确。     

轴流式止回阀数值模拟研究

基于轴流式止回阀的结构特点,应用SolidWorks软件创建轴流式止回阀三维模型,划分流道网格,导入ANSYS Workbench软件进行数值模拟研究,分析不同开度下压力、速度、流阻因数的变化规律。同时对轴流式止回阀进行数值模拟与试验对比分析,得到不同流速下轴流式止回阀的进出口压差和流阻因数,验证数值模拟的可靠性,进而为阀门的设计和优化提供参考。     

双轮铣槽机泥浆管内部固液两相流动的仿真分析

应用Fluent数值模拟软件中的Mixture多相流模型、可实现的k-ε湍流模型及SIMPLEC算法,对双轮铣槽机泥浆泵送系统的泥浆管内部固液两相流场进行了数值模拟,初步揭示管内的流动规律,并分析了不同圈数、不同来流速度、不同颗粒体积浓度及不同颗粒直径对流动的影响.仿真结果可以为双轮铣槽机的泥浆泵选型及施工时泥浆泵的控制提供参考.     

某舰船海水系统用膜片式电磁阀流通能力分析及试验

某舰船海水系统用膜片式电磁阀,其流通能力对系统的稳定运行有着一定的影响,针对此要求,建立电磁阀仿真模型进行了数值模拟,探讨其全开状态下流量系数和流阻系数,并搭建试验台进行了试验验证,结果表明:电磁阀流量系数试验测试值和数值模拟值均满足系统设计要求,二者在分析过程中具有相同的变化趋势,都是随测量段压差增大,流量也相应增大;电磁阀流量系数模拟值大于试验值,误差约为6.2%;流阻系数模拟值小于试验值,误差约为13.8%,二者误差相对较小,在系统允许范围之内,试验验证了数值模拟方法的适用性和正确性,具有一定的参考价值。     

航天502所掌握卫星在轨加注关键技术

正中国航天科技集团公司五院502所于近日完成了在轨加注地面演示系统试验平台的搭建,成功进行了在轨加注接口对接、循环泵式流体传输、残液吹除、在轨加注接口分离等全过程地面演示试验。该演示试验是国内首个基于循环泵式的卫星在轨加注全过程演示验证试验,标志着该所已初步掌握了卫星在轨加注关键技术。卫星推进剂在轨加注技术是满足未来航天任务多样     

软性磨粒流超声强化机理及试验研究

针对固液两相软性磨粒流加工时间长,效率低的缺陷,提出一种软性磨粒流超声强化方法。该方法基于流场的欧拉-欧拉多相流模型和k??双方程湍流模型,将Navier-Stokes方程的声场模型与流场模型进行耦合。利用CFD流体分析软件,在有无加载超声波的两种情况下,对两者流场内的压力、速度及湍动能等相关参数进行对比研究分析,通过流体方程的求解得到流道内磨粒流的压力和速度分布情况。运用canny边缘检测算法对模拟图进行轮廓提取,结合Bwmorph等功能函数对轮廓图降噪去毛刺,得到处理后的数值模拟分析图,在数值模拟的基础上,利用粒子成像测速(Particle image velocimetry,PIV)系统观测流道内的流场变化,同时设计软性磨粒流循环加工系统,搭建其试验平台,对有无加载超声波两种情况下的加工效果进行对比试验。数值模拟和试验结果显示:数值模拟中加载超声波的矩形流道出现了大量速度较小、压力较大的空化区域,不断发展撞击壁面,并且数值模拟结果与PIV试验结论相一致;超声波作用于软性磨粒流,明显缩短了加工时间、提高了加工精度及效率。     

吸水池进口结构对自由液面影响研究

利用PIV试验和数值模拟两种方法研究了三种进口结构对吸水池自由液面的影响,试验利用PIV系统测量自由液面,数值模拟采用VOF两相流模型,并对两种方法进行了对比,发现数值模拟方法可以模拟自由液面的变化,在细部结构的刻画上需要改进.研究结果表明,三种进口结构收缩段后面的自由液面均发生了跌水现象,不同结构对自由液面的形态和吸水池内的湍流度影响很大,采用扩散锥管可以降低湍流度,台阶增加吸水池的湍流度,提出了在吸水池的进口设计上采用无台阶的扩散型.     

基于Fluent的异形油箱内气泡与油液融入规律的研究

液压油箱作为液压系统主要辅件,其结构和充气参数对溶解在油液中的气泡与油液的分离、融入现象等具有重要影响.以紧凑式特种车辆异形油箱为研究对象,利用Fluent多相流模型中的欧拉-欧拉模型,对特种车辆异形油箱内部流场进行气液两相流三维数值模拟,通过油箱出油口气体体积分数变化的监测,研究液压系统油箱内不同充气压力、液压泵不同...     

基于Simulink实时工具的小卫星姿控物理仿真

针对小卫星姿态控制系统的设计和研制需要,应用高精度单轴气浮台模拟小卫星在轨运行时的微重力、无摩擦的环境,借助Simulink模块库建立了实时控制系统软件模型,利用反作用飞轮、光纤陀螺、数显表、控制计算机等物理设备快速构建了简化的小卫星姿态控制仿真硬件系统,并进行了姿态控制物理仿真实验,实验结果表明,仿真系统具有较高的姿态指向精度和稳定度,能够达到小卫星姿态控制仿真要求.     

基于CFD软件的两栖车辆仿生推进装置翼盘仿真模拟

采用RNGk-ε湍流模型与SIMPLE算法,应用CFD软件对两栖车辆仿生推进装置的翼盘在不同速度工况下进行数值模拟。通过分析不同速度工况下翼盘所能产生的推力和翼盘外流场的分布情况,直观揭示了2种翼盘的运动情况,为两栖车辆仿生推进装置的研制提供了一定的参考依据。     

某型火炮反后坐装置液压阻力数值仿真分析

为深入了解反后坐装置工作时各流路液压阻力大小,采用数值仿真方法,研究了某型火炮后坐和复进过程中液压阻力在总阻力中的比例、驻退机各流路液压阻力的大小关系。研究表明：后坐和复进时,液压阻力均为总阻力的主要阻力;后坐时驻退机支流液压阻力远小于主流液压阻力,复进时三条流路液压阻力较为接近。液压阻力的大小除了与漏口面积有关外,与液流速度有很大关系。     

仿生推进装置翼盘变速运动的数值模拟研究

根据仿生推进装置运动的特点,考虑推进翼盘推进过程中运动速度的变化,运用FLUENT软件,通过自定义非定常入口边界实现推进翼盘在变速运动中的三维流场数值模拟,得到了速度、压强、阻力等流场参数.绘制出不同驱动速度下翼盘的推进力曲线,并分析了负推进力产生的原因.所得结论为仿生推进装置的优化提供了理论参考依据.     

MEMS固体化学推进器设计与建模研究

研制了一种基于MEMS(微机电系统)技术的固体化学微推进器。给出了推进器的结构设计、工艺流程,以及推进剂加注方法。建立了推进器点火过程热传导模型,利用该模型分析了不同因素对点火延迟时间的影响。同时,通过建立推进器性能模型,进行了推进单元推力和冲量的预测,给出了仿真结果。结果表明:减小点火电阻衬底材料的密度、热导率和比热可以减小点火延迟时间和点火功率;在一定条件下,增大喷管出口与喉部面积比能够提高推进器真空推力和冲量;MEMS在推进系统中的应用,能够满足微小型卫星对星载推进系统小型化、微推力、高精度的要求。     

盾构机液压推进系统故障分析与仿真研究

针对盾构机液压推进系统的故障诊断问题,以在芜湖长江隧道项目过程中所使用的大型液压驱动型泥水盾构机为研究对象,分析了盾构机液压推进系统的工作原理,总结了推进系统中液压缸泄漏、换向阀泄漏及溢流阀泄漏故障模式的发生机理及其对推进系统造成的影响。利用AMESim平台建立推进系统模型,对液压缸泄漏、换向阀泄漏及溢流阀泄漏3类故障进行仿真分析,并提取液压缸推进速度、推进行程、无杆腔流量和系统压力4种推进参数的仿真数据。仿真结果表明：发生液压缸泄漏故障时,活塞杆无法伸出,推进速度为0;发生换向阀泄漏故障时,液压缸出现自走现象,推进速度明显降低;发生溢流阀泄漏故障时,系统压力明显降低,液压缸无法克服阻力向前推进。为后续盾构机推进系统的故障诊断和预测提供了有价值的参考。     

斜置双瓣止回阀内部流态的模拟与试验研究

为了改进普通止回阀存在的开启角度小、流阻系数大等不足,设计一种新型斜置双瓣止回阀,对其在30°、50°、70°、80°及全开工况下的内部流动特性进行分析,计算出流阻系数及流量系数。对其进行压力损失特性试验及流量特性试验,计算出每个工况下的流阻系数及流量系数,将其与模拟数据进行对比分析。研究结果表明,斜置双瓣止回阀的模拟结果与试验结果比较接近,开启角度大,压力损失小,流阻系数小,流量系数大,通流能力好。通过对斜置双瓣止回阀进行数值模拟及试验研究,斜置双瓣止回阀的设计对流体系统节能具有指导意义。     

不同柔性变形参数对仿鱼形水下航行器推进性能的影响分析

以开发适用于小型潜器的仿生操纵与推进系统为研究背景,利用计算流体动力学软件Fluent对三维全鱼模型进行了数值模拟,建立了仿鱼形水下航行器的数值计算模型,研究了柔性变形系数下三维全鱼模型的推进性能以及流场结构结构特点,结果表明随着柔性系数的增加,阻力系数的幅值增大,从而为开发新型、高效的仿生推进系统提供设计依据和技术支撑.     

在液体中运动的新型微机器人动力学模型研究

研究一种采用智能型材料驱动的、在液体中运动的新型微机器人。分析了微机器人在液体中运动时驱动翼产生的推进力和所受到的阻力，通过实验测量了微机器人实际所受到的阻力，建立了微机器人的动力学模型，并进行了相关仿真。实验和仿真表明：微机器人在液体中运动受到的阻力不仅包括迎流阻力，还包括不能忽略的液体摩擦阻力；微机器人的运动速度随着驱动翼动作频率的增大而逐步增大，但过大的驱动频率将导致微机器人不能在液体中运动；此外，液体环境对微机器人的运动具有一定的影响，但影响效果有限。     

圆管式压电喷头的液体分配

针对用于喷墨打印的圆管式压电喷头建立了计算模型,并且根据它的驱动特点选择了合适的边界条件。介绍了仿真软件针对自由表面流动问题的计算原理。然后,以乙二醇水溶液为例,计算了压电喷头分配该溶液的分配过程;利用液滴成像系统获取了不同时刻的液滴图像,验证了建立的模型和数值算法的正确性。最后,计算了压电喷头在不同输入位移、不同黏度以及不同表面张力下的液体分配过程。仿真结果显示:液体分配性能与激励位移密切相关,在72.5mN/m的表面张力作用下,10nm的输入位移很难分配黏度为4.0mPa·s的液体,而15nm的输入位移在分配黏度为4.0mPa·s液体时却能够产生卫星液滴。因此,对于某种液体寻找一个合适的激励条件非常重要,过小的激励产生不了液滴,过大的激励则会产生较大甚至多个卫星液滴;增大黏度会延缓或阻滞液滴形成过程,增大表面张力却能加快液滴形成过程。本文的计算方法对于研制新式喷头或者研究喷头的喷射能力均具有指导意义。     

基于CAD/CAM的产品工艺实现与自动编程

以某型手机外壳为研究实例,分析并验证了CREO/NC环境下的产品数控加工基本流程与实现方法,研究内容包括制造模型构建、工艺参数设定、刀具轨迹仿真及NC代码编译等。通过探索CREO/NC模块的自动化加工运行模式,明确了CAD/CAM系统的一体化设计与制造流程,为工业产品的数字化设计、自动化加工及信息化管理提供了重要支持。