柴油机机械-液压调速器耦合动力学特性分析

以计算多体系统动力学理论为指导,建立了柴油机机械-液压调速系统的耦合动力学分析模型.分析并正确添加了构件间的约束关系、模型的初始条件以及边界条件;在此基础上模拟调速器的工作过程并对其动态特性进行分析.结果表明该模型及求解过程的可行性和可靠性,为调速系统的性能和结构优化奠定了一定基础.文中的耦合建模和求解过程也可以应用于其它液机耦合设备.     

曲轴主轴承油膜动力润滑与系统动力学的耦合分析

在分析内燃机活塞-连杆-曲轴系统的系统动力学行为和曲轴主轴承的流体动压润滑基础上，建立了该系统的系统动力学与流体动力润滑耦合作用下的动力学分析模型，并提出了求解此模型的数值解法，利用机械系统动力学分析软件ADAMS的求解器（Solver）和自己编写的计算流体动力润滑程序连接调用进行了系统动力学与流体动力润滑的耦合分析。通过比较不考虑油膜动力润滑时缸体各部分的动态受力和考虑油膜动力润滑后缸体的动态受力表明：润滑油膜的动力耦合具有使缸体各部位受力趋于均匀化的作用，以下不考虑油膜动力耦合作用的零部件最大受力作为设计依据的零部件设计具有过大的安全裕度，在内燃机零部件设计时考虑摩擦学与系统动力学的耦合是非常必要的。     

装甲车辆柴油机调速系统的仿真模型

发展一个装甲车辆柴油机调速系统的仿真模型。将发动机任一工况下调速器齿杆位置与油门开度和转速联系起来,建立了调速系统静力学和动力学方程;动力学方程用2个一阶微分方程表示,引入连续性函数sigmoid函数代替非连续性函数sign函数,从而能够方便地应用数值积分方法求解动力学方程,并且避免了计算结果的小范围振荡。对一台装甲车辆柴油机调速系统的仿真实例显示,这个模型具有可以仿真装甲车辆柴油机调速系统静态与动态工况和计算调速系统性能参数的能力。     

发动机配气系统刚柔耦合多体动力学计算仿真分析

采用复杂机械结构多体动力学仿真分析方法对发动机配气系统的刚体模型和刚柔耦合模型进行动力学特性分析。根据实际构件间的连接方式确定零部件间的约束,并基于拉格朗日方程、绝对笛卡尔坐标和浮动坐标系等理论,通过仿真软件的内部算法求解气门的位移、速度和加速度曲线,考虑并分析其变化规律和影响机理,为配气机构的设计研发提供解决方法。     

具有裂纹的曲轴-轴承系统动力学与摩擦学耦合分析

以实测示功图为计算依据,以4缸柴油机的曲轴-轴承系统为研究对象,应用动力学仿真软件ADAMS耦合分析了具有裂纹的曲轴-轴承系统动力学行为和摩擦学特性,提出了"等效直径法"建立具有不同深度裂纹的弹性曲轴有限元模型.由于裂纹的扩展是曲轴动力学响应的慢变参数,从启裂到曲轴断裂采用线性插值法,分别建立具有不同深度裂纹的曲轴-轴承系统动力学和摩擦学耦合分析ADAMS模型并求解.结果表明,裂纹对其附近的曲轴轴承的动力学和摩擦学性能影响较大,随着裂纹深度的增加,裂纹附近的主轴承反力、最大油膜压力峰值和最小油膜厚度均减小,但曲轴轴颈中心径向振动响应振幅增加.     

基于PC-GWO的高背压抽凝热电联供系统负荷优化研究

为了解决双机热电联供系统的热电负荷分配优化问题,以某双机600 MW高背压抽凝热电联供系统为对象,建立系统仿真模型并验证模型的准确性。通过控制中排压力的方式,根据机组安全运行约束条件,得到机组可行域。提出了一种使用过程耦合罚函数的灰狼算法,并分析了3种耦合方式和参数对系统性能的影响。结果表明：提出的过程耦合罚函数在求解成功率和求解误差方面具有明显优势,优化后机组热耗平均下降了117.96 GJ/h。     

碰摩拉杆转子弯扭耦合非线性动力学响应特性

对碰摩故障状态下拉杆转子轴承系统弯扭耦合的非线性动力学特性进行了研究,建立了两端由滑动轴承支撑的双盘拉杆转子轴承系统模型,基于达朗贝尔原理得到其弯扭耦合的非线性动力学微分方程组,并采用四阶龙格库塔法法对方程组进行求解。结果表明:随着转速的提高,拉杆转子轴承系统的非线性动力学特性越强烈,扭振的影响越不能忽略不计,碰摩力逐渐成为影响拉杆转子轴承系统非线性动力学特性的主要因素。     

连续转子轴承系统的非线性动力学行为研究

对一转子轴承系统,采用有限元方法建立了非线性连续转子轴承系统模型,分别采用直接积分法和模态综合法对偏心情况下转子的非线性动力学行为进行了分析,并对两种方法的结果进行比较发现,直接积分法对于求解非线性振动问题更有效。运用简单离散方法对该转子轴承系统进行了分析,其结果与有限元法偏差较大。有限元的分析结果表明,该转子轴承系统的动力学响应为一典型的油膜震荡过程,其非线性动力学运动形式为HOpf分叉。     

差动调速型风力机传动系统动力学研究

针对所提出的差动调速型风电机组,利用"弹簧、阻尼、质量"系统,建立其传动系统三轴动力学模型。并基于该模型,建立机组Simulink仿真;在不同风速模型输入下,利用实验平台验证仿真模型与三轴动力学建模方法的正确性。此外,为了更好地分析差动齿轮箱的动力学特性,采用集中参数法,建立差动轮系扭转振动模型;并利用拉格朗日方程,在考虑机组多因素共同作用下,推导其振动微分方程。该研究为后期差动调速型风电机组传动系统动特性的研究打下坚实的理论基础。     

摩托车车架有限元分析及整车系统性能仿真

本文采用系统动力学分析技术与有限元分析技术的基本理论和方法,以ML125为研究对象,根据刚柔耦合模型的相关假设,建立了摩托车整车的虚拟样机。应用有限元分析软件ANSYS,建立车架的有限元模型,分析其固有特性,并与实验结果对比,保证所建立的摩托车整车系统模型的正确性。利用机械系统动力学分析软件ADAMS对摩托车整车系统进行了加速、制动特性仿真研究。     

交流放电等离子体助燃乙烯/空气的数值模拟

通过耦合零维等离子动力学求解器和燃烧动力学求解器,建立了交流放电等离子体助燃模型,研究了交流放电非平衡等离子体对C2H4/空气的助燃路径,并与自燃过程进行了对比.该模型使用电子能量分布函数计算电子碰撞反应速率,并得到贫燃条件下连续放电过程中温度、组分浓度、放热速率、关键组分的生成/消耗速率随时间的变化.研究表明,等离子...     

变频调速技术在电厂循环水系统优化运行中的研究与节能分析

介绍了变频调速技术的原理和变频调速水泵运行工作点的求解方法。以某电厂 30 0MW机组循环水系统为例建立了优化运行的数学模型并对其进行了求解 ,得到了系统的最佳运行方式。将变频调速方式的优化结果与循环水系统其它调节方式的优化结果进行比较发现 ,变频调速技术应用在循环水系统中是切实可行的 ,节能潜力较大。     

模拟井筒耦合传热大涡模拟的建模与数值求解

模拟井筒加温系统是研究油田井下高温高压环境的特种实验装置,其主体部分模拟井筒为耐高温高压的厚壁圆柱形封闭腔体,模拟井筒温度场是其加温系统设计与工作参数确定的基本依据。分析加热过程中腔体内流体与厚壁腔体之间的动态耦合传热,通过合理简化建立了井筒加热物理模型,给出了其基于大涡模拟方法的数学模型,采用有限差分法和应用投影法求解模型。研究结果表明：模型和求解方法可以用于高温高压模拟井筒流固耦合传热研究,其实验误差低于16%;通过模拟计算得到了井筒及其腔体内流体的动态耦合传热过程温度场分布规律,为模拟井筒加温系统设计与工作参数确定提供理论依据。     

光伏组件清扫机械臂动力学建模与分析

对大型光伏电站中光伏组件清扫机器人的结构及其运动过程进行具体分析,并采用拉格朗日方程法建立机器人中清扫机械臂的动力学模型,通过对其动力学方程的求解得到机械臂各关节所受广义力与力矩。运用ADAMS建立清扫机械臂的虚拟样机模型并进行动力学仿真,从而得到清扫机械臂中小臂几何中心点的运动轨迹和各关节运动特性曲线。最后,将仿真与实验结果进行对比分析,分析结果为清扫机械臂驱动系统的选择与驱动函数的改进提供了理论依据。     

风电叶片双向电动往复式疲劳加载系统振动特性分析

基于电动往复式激振器,设计一种兆瓦级风电叶片双向疲劳加载试验系统。针对双向疲劳加载时出现振动耦合问题,建立风电叶片双向激振疲劳加载系统的动力学模型,并在此基础上建立仿真模型数值仿真系统耦合过程,得到在激振频率、安装位置影响下的系统耦合过程及基本规律。最后,搭建风电叶片双向激振疲劳加载试验系统,试验验证理论分析及仿真结果,为双向疲劳加载系统的控制方法提供依据,也为风电叶片疲劳试验提供参考。     

汽轮发电机组转子-轮盘系统的动力分析

转子-轮盘系统是汽轮机的关键部件,以往在对其进行耦合振动分析时,动力学模型非常复杂,公式繁琐,难以求得解析解。采用等效的方法,对质量、转动惯量、质心及惯性矩进行等效,将复杂的汽轮机转子-轮盘-叶片系统等效为简单的转子-轮盘系统模型,将原来的大规模耦合振动系统降阶为低阶等效小规模耦合系统,进而求出其频率和振型。     

耦合CFD和详细化学动力学的燃烧模拟及其并行计算的实现

以KIVA3V和CHEMKIN Ⅱ为研究平台,建立耦合详细化学反应动力学的多维CFD模型.为了解决耦合多维模型求解时间长的问题,对耦合程序进行了二次开发,使其能在基于MPI的超级计算机和高速网络连接的PC集群等多种并行计算平台上运行.在二次开发中,提出了一种具有间歇特征的并行计算方案.在超级计算机--深腾6800上,使用耦合程序模拟了天然气SI发动机的燃烧过程.计算表明,模拟结果与试验数据有着较好的一致性;模拟计算具有较高的并行效率.     

曲柄连杆机构多体系统动力学与油膜动力润滑耦合仿真研究

笔者针对某柴油发动机的曲柄连杆机构系统,使用adams中的engine模块,引入柔性的液压轴承,建立了曲柄连杆机构柔性多体系统动力学与油膜动力润滑的耦合模型,进行了忽略油膜动力润滑和考虑系统动力学与油膜动力润滑耦合两种情况下的仿真分析,并对仿真结果进行了比较。而且进一步得到了曲轴轴心轨迹曲线,最小油膜厚度等参数,为后续内燃机整机噪声分析和预测,提供更为准确的边界条件。     

曲轴系统动力学特性的数字化仿真与试验研究

利用ADAMS建立了一种柴油机曲轴系统的刚性体和柔性体的动力学模型,通过仿真测试,得到柴油机的主轴承载荷,活塞侧向力等仿真数据,并针对两种系统分别对其特性进行了比较分析,将计算结果与试验结果进行比较,证明了仿真分析的可靠性,为此类型柴油机的曲轴轴系动力学耦合分析和优化设计提供了依据。     

基于升力线理论的大型风力机气弹响应研究

针对风力机不断向大型化发展的趋势,导致结构柔度增加,气弹耦合特性和振动增强,研究了大型风力机高效精确的气弹响应分析方法。为了更准确模拟大型风力机气流沿叶片展向的三维流动现象,采用螺旋尾涡升力线模型代替传统叶素动量理论,建立了叶片气动载荷分析模型,进而结合风力机多体系统动力学模型,构建了机组的气弹耦合动力学方程和数值求解方法。以某10 MW风力机叶片为例,研究了稳态风况下不同风速的叶片气动性能,以及有效攻角、切向力等沿叶展方向的分布特点,并与采用修正叶素动量理论的气弹分析程序（HAWC）对比,结果表明,升力线理论无需引入经验修正模型即能获得叶素动量理论经修正后的分析精度。最后,通过非稳态风况下风力机的气弹响应分析,证明本文方法对大型风力机气弹耦合分析的有效性和准确性。