大间隙环流中偏心转子动特性系数的计算

基于大间隙环流中同心平行涡动转子动特性系数,用数值方法求解了偏心平行涡动转子动特性系数。与已有数值计算结果和实验结果比较表明该方法具有较好的精度。实例计算表明偏心率对大间隙环流中偏心转子动特性系数有较大影响。     

间隙环流中同心涡动转子动特性的研究

考虑轴向流动因素的影响，采用紊流整体流动模型和Moody壁面摩擦系数方程，建立间隙环流3D非线性微分方程，运用摄动法和线性振动理论分析求解间隙环流中同心涡动转子动特性系数。实例计算结果表明，间隙环流中同心涡动转子动特性系数与间隙的大于有关，同时分析轴向压差、壁面粗糙度、长径比及入口预旋等参数对大、小间隙环流中同心涡动转子的动特性系数的影响。     

大间隙环流中转子系统稳定性研究

采用数值方法研究了转子周围大间隙环流动力学特性及其作用的Jeffcott转子动力学系统的稳定性。结果表明,大间隙环流对转子动力学系统的稳定性有很大的影响,同心转子也将产生半速涡动,最终以正向涡动模式失稳,偏心转子失稳转速有较大的降低,失稳模式取决于系统条件。     

大间隙环流中刚支转子系统振动特性研究

基于Myklestad传递矩阵法．建立了大间隙环流中转子系统的运动方程，采用数值方法分析转子系统的振动特性。数值计算结果表明，由于大间隙环流的流固耦合作用，使转子系统的固有频率、阻尼临界转速、稳定性和不平衡响应均发生了不同程度的变化。数值计算结果与已有的解析分析和实验结果有较好的一致性。     

大间隙环流中复杂轴承-转子系统振动特性研究

基于Myklestad传递矩阵法建立了大间隙环流中动压滑动轴承-转子系统的运动方程，用迭代方法确定了轴承．转子系统的静态平衡工作点，采用数值方法分析轴承-转子系统的振动特性。数值计算结果表明：大间隙环流使轴承-转子系统的固有频率、阻尼临界转速和稳定性均发生了不同程度的变化。大间隙环流不仅与轴承．转子系统发生了动态固耦合，而且也发生了静态固耦合。     

基于流固耦合的滑动轴承非线性油膜动特性研究

针对采用传统静态滑动轴承动力特性系数分析转子从启动到稳定在平衡位置这段时间内瞬态响应的误差较大的问题,提出了采用有限变分法和Newmark-β法相结合的非线性油膜动特性动态分析方法。该方法首先采用有限变分法计算非线性油膜动力特性系数, 解决了采用有限差分法时多次迭代的时效问题,大大提高了计算效率;然后根据计算得到的非线性油膜动力特性系数,通过Newmark-β法分析转子系统的瞬态响应,用学科间迭代方法实现了非线性油膜动力特性系数与转子瞬态响应之间的流固耦合;最后以Jeffcott转子系统为例,对比研究了传统静态分析方法与动态分析方法。结果证明,采用动态分析方法得到的转子系统瞬态响应幅值更小,精度更高。     

迷宫气封三维非定常流场及转子动特性数值仿真

通过计算流体力学方法,采用近似的解析变换网格,以及混合有限分析格式,对迷宫气封流场进行三维非定常数值求解,进而求得密封气流对转子的气流激振力,获得转子的动特性系数。将计算结果与试验结果以及双控制体计算结果相比较,结果令人满意,说明了该计算程序是正确可靠的。该方法精度较高,适用范围广,可以应用于各种复杂的涡动情况及各种齿型,对气封转子的深入研究有重要意义。计算结果还显示了主刚度、主阻尼对气流进口周向速度不敏感,而交叉刚度对气流进口周向速度非常敏感。由于交叉刚度对转子的稳定性影响相当大,这一点是值得注意和利用的。     

基于多尺度法的电机转子在不平衡磁拉力作用下的自由振动特性分析

即使动平衡精度很高的电机转子,其质量偏心可忽略,但由于车用永磁同步电机工况复杂,换段过程、路面不平度、发动机激励等都可对转子系统形成径向扰动,转子将产生自由涡动,引起动态偏心,进而不平衡磁拉力对电机转子系统的自由涡动产生影响。根据转子系统的刚度特性讨论了动力学方程中非线性项系数以确定多尺度法的应用条件,利用该方法得到了不平衡磁拉力作用下转子系统自由振动的解析解并研究其振动特性。由于不平衡磁拉力的非线性使得转子正反自由涡动的复振幅是时变的,其大小保持常数不变而其相位随时间线性变化,其变化率取决于正反涡动的振幅,这将导致正反涡动的频率降低。若正反涡动振幅大小相等且非零则正反涡动频率相等,转子中心运动轨迹为直线;若正反涡动振幅有一个为零,则转子中心轨迹为圆;更一般的情况是正反涡动振幅大小不等且均不为零,两种涡动产生耦合其频率也不再相等,转子自由涡动的轨迹是一个旋转的近似椭圆其位移分量产生调幅现象。当转子涡动振幅不大时,利用多尺度法获得的解析解与数值计算结果吻合较好具有较高的精度。     

轴承结合面间隙对转子支承系统动态特性影响

针对目前工程中凭经验通过人为调节滑动轴承结合面间隙来抑制汽轮机转子振动,缺少理论依据的现状,建立考虑滑动轴承瓦壳顶隙、水平侧隙影响的转子支承系统动力学模型,分别采用有限差分法和有限元法分析调节结合面间隙对滑动轴承动特性参数和转子系统振动特性的影响。分析结果表明,随结合面间隙增大轴承的偏心率、各向支承刚度及交叉阻尼分量(c_(yx))呈非线性减小,偏位角呈非线性增加,转子系统前6阶固有频率略微减小,对由转子质量偏心激励引起的振动响应有明显抑制作用,轴承结合面间隙对系统动态特性的影响不可忽略。     

密封动力特性系数试验识别方法及影响因素分析

引入转子动力学双平面平衡理论,将多级密封内的分布气流力等效到气缸两个端面上,建立多级密封动力特性系数识别模型.该模型考虑气缸平动和偏摆混合运动情况,并通过共振的方法放大气流力影响,从而提高识别精度.构建密封动力特性试验台,研究进出口压比、转速、偏心、间隙等因素对密封动力特性系数的影响.试验结果表明,8个刚度阻尼系数随着进出口压比增大有明显增大,且垂直和水平方向存在耦合效应.随转速增大,交叉耦合刚度系数和直接阻尼系数随转速变大趋势明显,而直接刚度系数和交叉阻尼系数变化不很明显.偏心状态下的交叉耦合刚度系数比同心状态下变大,而直接阻尼系数则减小,说明转子在偏心状态下比同心状态下更容易失稳.随密封平均间隙变小,8个动力特性系数绝对值增大.     

Application of spectral collocation method to conduction and laminar forced heat convection in eccentric annuli

Numerical approach based on the spectral collocation method has been utilized for analyzing heat convection and conduction in eccentric annuli. An eccentric instead of concentric annular duct is sometimes used as a fluid-flow and heat-transfer device especially in nuclear power plants. The hydrodynamically and thermally fully developed laminar flow with uniform heat flux through the inner and outer walls has been analyzed. Also, the conductive heat transfer problem, with uniform rate of internal heat generation in long hollow cylinder, has been solved. The governing equation for the present analysis is Poisson’s equation with constant nonhomogeneous term. Considering temperature and velocity distributions in eccentric annuli, Nusselt numbers and wall shear stresses are presented for various range of eccentricities. The spectral collocation method used in this study is verified by comparing the numerical solutions from the existing analytical solution and it is clear that this method is appropriate for assessing a more complicated heat transfer problem.     

基于FLUENT微坑环形表面间隙流场分析

针对目前存在的以微坑表面组成的环形间隙流场的实际问题,利用FLUENT软件技术成功地对微坑环形表面间隙流场进行了三维数值模拟,且与光滑表面数值模拟结果进行对比分析。通过数值模拟方法能真实反映微坑环形表面间隙流场流动,为诸如此类型的实际工程的设计提供了理论依据。     

转炉环缝洗涤器磨损问题研究

针对转炉除尘系统中环缝洗涤器使用时磨损严重问题进行了研究。利用CFD软件,模拟了环缝洗涤器内部流场,原因是内部流场紊乱造成磨损问题,并提出了相应解决办法。     

Unsteady potential and viscous flows between eccentric cylinders

This paper presents a newly developed spectral collocation method for the study of the unsteady annular flow between two eccentric cylinders. In order to predict the stability of a system in a confined flow, the formulae and results of added mass and fluid damping are provided in the present paper when a cylinder undergoes oscillatory motion in the plane of symmetry and normal to the plane of symmetry in an eccentric annulus. The potential flow theory has been developed to obtain the added mass for incompressible, inviscid and irrotational fluid. For the viscous fluid, the added mass and the viscous damping are presented. This method is validated by comparison with the available analytical solutions obtained for the unsteady potential flow in the eccentric annular space. Excellent agreement was found between the solutions obtained with the present spectral method and the available analytical solutions. In the present study, the viscous effect on the added mass can be evaluated, comparing the results obtained by potential flow theory with those obtained by the viscous flow theory, and viscous damping is investigated.     

大间隙环流的三维动力学模型

建立了大间隙环流的三维动力学模型。该模型采用了Hirs整体流动理论和Moody壁面摩擦系数方程，考虑了壁面摩擦的影响，更为合理。该模型为进一步开展大间隙环流动力学特性研究，特别是研究壁面摩擦对大间隙环流动力学特性的影响提供了可能。