渐扩缝隙罗茨鼓风机内部流场的数值分析

利用FLUENT软件对带渐扩缝隙预进气结构机壳的罗茨鼓风机内部流场进行了可压缩非定常流动的数值模拟,较真实地反映了带渐扩缝隙预进气结构机壳的罗茨鼓风机内部湍流流动的流场分布和气流脉动的特征规律.计算结果表明,渐扩缝隙这种壳体结构的优化设计确实能够削弱甚至避免排气口处高压气体的急剧回流,降低排气过程中的气体动力性噪声.文中数值分析结果可为罗茨鼓风机的降噪和壳体结构的优化设计提供有价值的参考.     

基于CFD的罗茨机械增压器减小气流脉动方法仿真研究

针对罗茨机械增压器工作时排气口高压气体向基元容积回流所引起的气流脉动现象,通过FLUENT动网格技术分别并对传统、逆流冷却和渐扩缝隙三种不同壳体结构的机械增压器进行数值模拟分析,描述机械增压器内部湍流流动的流场分布和气流脉动特征规律,计算结果表明:不同壳体结构影响增压器内部气流漩涡尺度大小,且逆流冷却和渐扩缝隙壳体结构能有效地消减排气时的气流脉动。本文数值分析结果,可为研究机械增压器气流脉动和壳体结构设计优化提供依据。     

渐扩缝隙开启角度对罗茨鼓风机流场的影响

罗茨鼓风机是一种常见的气体输送机械,内部气体流场情况复杂,但是过大的噪声影响了其使用。为了降低罗茨鼓风机运行时的风噪,利用流体动力学仿真软件,建立了罗茨鼓风机数学模型,对罗茨鼓风机内部流场进行数值仿真,得到鼓风机不同渐扩缝隙开启角度时进出口质量流量变化曲线和内部流场的速度曲线。仿真结果表明,渐扩缝隙开启角度50°时有最大的进出口流量,并且鼓风机内部流场速度变化最小,有利于降噪。     

基于CFD柴油机进气系统防爆栅栏结构优化设计

进气系统防爆栅栏作为防爆柴油机重要的组成设备,可有效防止发动机进气系统带来的爆炸危险发生。根据防爆要求,对柴油机进气防爆栅栏进行设计。基于CFD仿真分析柴油机进气系统的压力云图和温度云图;对圆柱形进气栅栏进行结构分析和流场分析;根据压力和温度云图,将进出口圆管分别加大一倍,再改为渐扩管阻火器的结构和性能研究,分别对120°、127°、134°、141°渐扩角进行分析;获得压力损失、出口流量与渐扩角之间关系;基于防爆柴油机试验台,对不同的优化方案下柴油机功率进行对比分析,以获取最优设计。结果可知:进气阻火器占整个进气系统压力损失的94.2%;当渐扩角134°时,压力损失随着渐扩角的增加而降低,流量随之增加;当渐扩角≥134°时,压力损失随着渐扩角的增加而上升,流量随之减小;在试验所测的转速范围内,渐扩角进气防爆栅栏的柴油机功率随损失最小,比原方案高15%,这说明改进方案是有效的,所以改进进气防爆栅栏的结构来减少进气阻力对于改善柴油机的经济性动力性是十分必要的。     

电池组风冷系统结构设计与仿真优化研究

针对动力电池组在夏季高温时电池间温差过大的问题,对结构内流道的尺寸、出风口的尺寸、不同出风口开闭时与电池组温度场之间的关系进行了研究。提出了一种含有4个出口的风冷电池箱体结构,通过Fluent软件,对不同流道尺寸的电池组进行了散热模拟,并针对箱体的4个出口,做了单开、双开、全开等多种开闭策略的模拟。研究结果表明:两个流速较慢的流道采取5 mm流道设计,其他9个流道采取3 mm的流道设计时,该结构冷却效果最好;在打开1、2出风口或3、4出风口时,该型风冷结构可对出风口对应的电池强化冷却;以一定的周期规律性地开闭1、2出风口和3、4出风口,可以较好地改善电池组内的温度不一致性。     

基于ANSYS Workbench的天然气渐扩管冲蚀磨损仿真模拟

为了研究含砂天然气集输管道渐扩管的冲蚀磨损现象。运用ANSYS软件建立渐扩管流场的Euler多相流、流固耦合及冲蚀模型,分析渐扩管的应力分布、流动特性及冲蚀效果,并与突扩管进行比较;通过改变管道入口流速、颗粒粒径、颗粒质量流率等参数,对渐扩管流场特性及冲蚀规律进行分析。结果表明,渐扩管应力集中在喉部及出口管段内壁面,冲蚀区域集中在出口管段下表面及出口处,出口管段冲蚀区域呈“椭圆形”,出口处冲蚀区域呈“U”形;突扩管应力集中在进口管段与出口管段交界处的上壁面,冲蚀区域位于进口管段;渐扩管冲蚀速率随入口流速增加先增大后减小再增大,随颗粒粒径的增加先增大后减小最终趋于稳定,随颗粒质量流率增加呈线性增长;相同条件下,突扩管最大等效应力是渐扩管的1.73倍,变形位移是渐扩管的1.77倍,而渐扩管冲蚀较为严重,最大冲蚀速率是突扩管的1.7倍。     

基于Fluent的小型人工气候室出风口风场的模拟及优化

为了使小型人工气候室内的风场更加均匀,采用Fluent软件对13种不同的出风口结构进行风场模拟和结果比较,得出最佳出风口结构。运用MRF多重参考系法建立风扇的动域产生不均匀风场,不均匀风场经过出风口得到优化。对模拟结果的假人室横截面进行截取获得该截面风速分布矢量图,计算截面速度的CV值比较分析。结果表明:导流板加圆形出风格栅的出风口结构对气候室内的风场均匀性有很大提高,当圆形格栅的直径为30 mm,宽度为70 mm时出风口的风场均匀性优于其它方案。     

渐扩型流道空化特征的实验研究

渐扩型流道是液压元件中最常见的一种阀口结构,为了研究渐扩型阀口结构中的空化流动特征,该文设计了一种渐扩型阀口流道结构,通过实验研究了随进口压力的提升,阀口空化现象的变化。实验研究发现,空化首先出现在阀口拐角上侧;随着进口压力的提升,空化体积向着类三角形形态发育;渐扩型阀口空化体积随进口压力的提升,呈线性分布。     

渐扩底流口旋流器分级性能试验研究

针对在磨矿分级系统中,旋流器高底流浓度易出现绳状排料现象,导致底流口堵塞,造成溢流跑粗,降低了分离精度等问题,提出了一种渐扩底流口结构,并对底流口结构进行试验研究,分析了在不同浓度下底流口渐扩角度对产物浓度、粒度、综合分级效率、底流产率等的影响规律。结果表明,随着旋流器进料浓度升高,底流排料散射角度减小,当进料浓度大于10%时,旋流器出现绳状排料现象,改用渐扩底流口可减轻绳状排料现象,旋流器底流排料散射角度随着底流口渐扩角度的增加呈现出先增加后减小的趋势;当旋流器进料浓度大于10%时,旋流器底流排料散射角度与旋流器分级性能呈整体对应关系,在不同的进料浓度下,合理选用相对应渐扩角度的底流口可以使旋流器分离效果达到最佳;在进料浓度为25%时,旋流器常规底流口溢流产物中+20μm粒级含量为62.44%;相较于常规底流口,渐扩底流口结构可使旋流器溢流中+20μm粒级含量降低22.54%;底流口渐扩角为60°时,旋流器-40μm粒级综合分级效率最高,相较于20°渐扩角底流口分级效率增加了15.72%。     

光刻机浸没单元结构参数对流动状态的影响

不同的浸没单元结构会影响缝隙流场的流动状态,为了研究浸没单元结构参数对缝隙流场流动的影响规律,通过计算流体动力学(CFD)仿真,对浸没流场的流动进行了数值模拟,开展了不同的浸没单元的注液口形状和流场高度所形成的缝隙流场的流动状态分析.研究结果表明:90°～150°的注液口和0.7mm～1 mm的缝隙高度为理想的结构参数...     

车辆减振器速度台试验系统设计

速度特性图、示功图是车辆减振器的重要动力特性参数,设计了一种机械式速度试验机。为克服传统的机械式试验机磨损快,滑块质量过大的缺点,设计了特殊的润滑与密封装置。同时广泛采用弹性铰链以消除联结间隙,大大降低了噪声。本机还设计了慢速装置(0.05m/s)以测量滑动摩擦力。用试验机对三轮汽车减振器进行实测,结果表明系统测量可靠,操作快捷、方便。     

基于多摄像机的鲁棒运动结构重建方法

考虑大尺度噪声对测量矩阵的影响,提出了一种基于多摄像机的鲁棒运动结构重建方法.通过引入一种用于低秩矩阵恢复的数学模型,将丢失数据和大尺度噪声造成的不完整测量矩阵求解转化为凸优化问题,并使用鲁棒主成分分析方法对其求解,利用多摄像机下的矩阵分解理论实现多摄像机下运动结构重建.实验结果表明,提出的方法能够有效解决大尺度噪声的存在造成多摄像机运动结构重建方法失效的问题,准确地重建物体三维结构.     

低噪声轴承异音的小波包分析法

运转中的异常声音是国产低噪声轴承的重要质量问题。理论分析并实例说明了峰值、峰值因数等轴承振动时域统计参量可以判定低噪声轴承有无异音，但不能给出更多的信息，基于时频分析的短时傅里叶变换对异音的描述和分析也存在着原理上的不足，而小波包变换能对异音进行准确判断和时频域描述。研究结果对评定、检测轴承异音，分析研究轴承异音产生的物理本质和规律，减轻并最终消除异音具有实际的指导意义。     

应用分数低阶循环相关估计单电磁矢量传感器的波达方向和极化参数

提出了一种在α和高斯混合噪声以及循环平稳干扰并存背景下基于分数低阶循环相关(FLOCC)联合估计单电磁矢量传感器波达方向(DOA)和极化参数的多重信号分类(MUSIC)方法。该方法利用信号的循环平稳特性,采用分数低阶循环相关函数抑制α和高斯混合噪声以及循环平稳干扰信号;然后利用MUSIC方法对单电磁矢量传感器的DOA和极化参数进行联合估计,并利用DOA参数与极化参数的相互独立性,将传统MUSIC方法的四维搜索简化为两次二维搜索,从而有效地减少该算法的计算量。对所提算法与基于分数低阶矩的MUSIC算法进行了实验对比。结果显示:提出的方法可充分地抑制与待测信号循环频率相异的任意循环平稳干扰信号;在α和高斯混合信噪比为0dB,信干比为3dB时,估计得到的DOA和极化参数的均方根误差分别为0.3°和0.7°,明显优于基于分数低阶矩的MUSIC方法。     

电弧铣削加工间隙电压预测模型的建立与研究

针对电弧铣削加工过程中极间间隙难以直接测量的问题,通过极间间隙电压的变化判断极间间隙的变化,采用系统辨识理论确定间隙电压预测模型的结构和模型参数,对该预测模型的建立方法进行了详细阐述,对预测模型的拟合程度进行了实验验证。实验结果表明,预测模型的拟合精度随着拟合时间的延长而降低,因此,采用递推最小二乘方法进行间隙电压的在线预测,在线预测的平均误差为6.82%,结果表明所建模型能够稳定、有效地超前一步预测间隙电压,并且模型在线辨识的参数少,模型预测的精度高。     

Identification of multivariable nonlinear systems in the presence of colored noises using iterative hierarchical least squares algorithm

This paper presents an efficient method for identification of nonlinear Multi-Input Multi-Output (MIMO) systems in the presence of colored noises. The method studies the multivariable nonlinear Hammerstein and Wiener models, in which, the nonlinear memory-less block is approximated based on arbitrary vector-based basis functions. The linear time-invariant (LTI) block is modeled by an autoregressive moving average with exogenous (ARMAX) model which can effectively describe the moving average noises as well as the autoregressive and the exogenous dynamics. According to the multivariable nature of the system, a pseudo-linear-in-the-parameter model is obtained which includes two different kinds of unknown parameters, a vector and a matrix. Therefore, the standard least squares algorithm cannot be applied directly. To overcome this problem, a Hierarchical Least Squares Iterative (HLSI) algorithm is used to simultaneously estimate the vector and the matrix of unknown parameters as well as the noises. The efficiency of the proposed identification approaches are investigated through three nonlinear MIMO case studies.     

气垫式越野机器人土壤参数识别算法及其采样点选取规则

正确地在线识别土壤参数是软地面越野机器人运行性能优化和控制的基础,其实施需要解决多解问题和准确性问题。利用气垫式机器人的垂向力控制自由度,提出g算法对3个土壤推力参数进行解耦和识别,能够解决多解问题。g算法的实施需要确定3个采样点,需要限制由状态噪声和测量噪声引起的土壤参数估值误差,因此有必要建立合理的采样点选取规则。其方法如下:将估值误差的减小具体表征为3方面,经数学推理分别建立采样点选取规则,再得出折中方案。结合一个工程实例进行了不同状态噪声和测量噪声水平下的估值准确性试验。试验结果表明:①在各种噪声水平下,尽管存在或多或少的误差,g算法均能够识别出3个土壤推力参数;②在各种噪声水平下,根据选取规则得到的理想采样点组合相对于随机组合具有明显优势;③系统的非线性导致状态噪声和测量噪声均对g算法的估值准确性有较大影响。上述结果显示出针对气垫式越野机器人提出g算法及其采样点选取规则的必要性和可行性。     

高速列车转向架区气动噪声分离研究

高速列车转向架区的噪声包含气动噪声、轮轨噪声和设备（结构）噪声,为了将这几种噪声进行分离,将工况传递路径分析（operational transfer path analysis,简称OTPA）技术用于转向架区气动噪声分离。低速运行工况,转向架区的噪声主要是轮轨噪声和由电机、轴箱、齿轮箱等动力设备产生的结构噪声,气动噪声很小可以忽略不计,通过低速运行工况的传递路径分析可以得到轮轨声和结构声路径的传递函数;高速运行工况,转向架区目标点的噪声是3种噪声贡献叠加的结果,在假定轮轨噪声和结构噪声传递函数不随速度变化的前提下,用低速运行工况下的传递函数可以求得轮轨噪声和结构噪声的贡献量,与目标点总值比较,差异部分即为气动噪声的贡献量。分离结果表明,气动噪声占主导的速度转折点出现在200 km/h,350 km/h速度级下气动噪声的贡献量达到60%,轮轨噪声的贡献量约为30%,仍不可忽略。     

Relationship between the structure and physical-mechanical properties of U8A steel subjected to cold plastic deformation by hydrostatic extrusion

The structure and physical-mechanical properties of U8A high-carbon steel subjected to cold plastic deformation by hydrostatic extrusion have been investigated in a wide range of strain extents. Cold plastic deformation by hydrostatic extrusion has been shown to lead to the dispersion of the structure of U8A high-carbon steel. As the degree of true deformation increases, the ultimate strength and conventional yield limit of U8A steel monotonically grow by 2 and 3.6 times, respectively. Such parameters as coercive force, the number of jumps in magnetic Barkhausen noises, maximum magnetic permeability, residual induction, and the speed of elastic waves are more sensitive to changes in the dislocation density than in the dispersion of the grain and subgrain structure of extruded U8A steel. It has been established that at least two informative testing parameters are needed for nondestructive evaluation of the level of strength properties in extruded U8A steel. Those are coercive force (or maximum magnetic permeability, residual induction, the number of Barkhausen jumps, the speed of elastic waves) for a true deformation of up to 1.62 and the root-mean-square voltage of magnetic Barkhausen noises for true deformations above 1.62.     

基于永磁差动的桁架式高频力马达力-位移特性仿真分析

针对传统力马达及比例电磁铁频响低的特点,提出一种新式力马达结构,该力马达运用永磁体和线圈差动控制的原理,实现双向高频控制。由于传统的经验公式对新结构设计具有低准确性,基于有限元法,建立了力马达的模型并利用Ansoft仿真软件来分析力马达的力-位移特性,对影响力马达力-位移特性的轴向气隙面积、轴向气隙距离等主要结构参数进行了分析比较,并在此基础上进行优化。