基于MATLAB的磁流体-泡沫金属减振器的仿真研究

为了解决减振器可控阻尼小减振效果不理想的问题,设计了将磁流体和泡沫金属结合在一起的一种新型减振器,并且建立了阻尼力模型.利用MATLAB进行了仿真,分析了泡沫金属的结构参数对阻尼力影响规律.仿真结果表明,泡沫金属的结构参数对阻尼力影响很大,尤其当泡沫金属的孔径较小时,这种新型减振器所提供的阻尼力是常规磁流体减振器的两倍左右,大大提高了减振器的阻尼力,并且这种减振器里面的泡沫金属更换方便,可以根据不同的阻尼力要求更换不同结构的泡沫金属.     

基于液态金属的跨波段超宽带极化转换超表面

在无线通信领域,电磁波传播和极化方向调控对特定信号的识别与接收具有重要意义。提出了一种基于液态金属材质的跨X(8～12 GHz)和Ku(12～18 GHz)波段超宽带极化转换电磁超表面,具有宽频带、高极化转换率、体积小、无机械疲劳损伤、易共形、成本低等优点。该超表面能够实现从7.595 GHz到17.712 GHz超宽带范围内交叉极化转换或宽带圆极化转换的功能。当阶梯状液态金属结构宽度为1.6 mm时,在相对带宽为79.9%的7.595～17.712 GHz频带上,超表面极化转换率优于90%,具有共极化向交叉极化转换的功能。当阶梯状液态金属结构宽度为0.3 mm时,在相对带宽为12.30%的10.864～12.288 GHz频带上,超表面具有线极化向圆极化转换的功能;在相对带宽为3.54%的7.328～7.592 GHz频带上,超表面的极化转换率优于90%,具有共极化向交叉极化转换的功能。样品制备及其极化转换特性测试结果表明：实验结果与仿真结果的相对误差为4.20%,理论设计与实验验证结果一致,进而验证了的跨X和Ku波段超宽带极化转换电磁超表面的多功能性和有效性。     

采用低熔点液态金属工质散热的热沉传热数值模拟

为研究低熔点液态金属散热工质的强化散热机理,针对芯片散热,对热沉内低熔点液态金属镓以及水分别作为散热工质时的层流传热性能分别进行数值模拟,比较分析热沉流道长度、直径、Re数及工质导热系数对热沉散热性能的影响.结果表明,以镓为工质时,芯片温度受流道长度变化的影响较小,随流道直径、Re数的增加而降低:仅在流道长度小于临界长度的较短范围内具有比水更好的冷却效果,且临界长度随Re数的增加而增大;工质导热系数越大,芯片温度降低的程度越来越小.研究结果为合理设计液态金属散热系统提供理论基础.     

磁流体-泡沫金属减振器的仿真与试验研究

为了解决普通磁流变减振器对于高频振动控制不理想的问题,设计了一种将磁流体和泡沫金属结合在一起的新型减振器。对该新型减振器减振特性进行了激振仿真研究和实验研究。结果表明:仿真研究结果和实验研究结果具有较好的一致性,且两种不同的研究方法都证明,对较高频率的振动,该磁流体-泡沫金属减振器有较好的抑制效果。     

磁流体-泡沫金属减振器磁场强度有限元分析

磁流体-泡沫金属减振器与单纯磁流体减振器相比具有适用于更宽频率范围振动的控制并且可提供较大可控阻尼力的特点.在磁流体-泡沫金属减振器的设计与制造中,其内部磁场分布规律是影响减振效果的一个重要因素.为了探讨其磁场分布规律及影响因素,利用ANSYS软件对该新型减振器的磁场进行有限元分析,结果表明,在新型减振器的活塞外圆柱表面开环槽可以提高阻尼通道内的磁场强度,且适当地增加所开环槽的数量可使阻尼通道内的磁场强度提高幅度增大.该研究结论对磁流体-泡沫金属减振器的设计与制造具有一定的参考价值.     

基于电磁泵驱动的液态金属冷却系统研究

液态金属相比传统冷却液有较高的导热系数和较低的运动粘度,利用液态金属作为冷却液的散热系统具有散热能力强、系统压力损失小的特点。为了验证镓铟合金冷却液散热系统的散热能力,理论上分析了液态金属的优势,利用铸造工艺及填充工艺研制了一套一体式液态金属冷却系统。采用有限体积法对冷却系统进行仿真分析,得到了冷却系统的温度分布。同时利用热电偶和红外成像仪开展冷却系统的实验测试,测试结果验证了仿真分析的准确性。     

液态金属液位的微机检测

本文介绍了电感式液位测量原理、液位微机检测系统的组成,并对检测结果作了分析。     

液态金属用作润滑剂的研究现状与展望

液态金属作为一种新型材料,通常是指熔点低于200℃的低熔点合金,是一种不定型的、可流动的金属,其中室温液态金属的熔点更低,在室温下即呈液态,正是因为这种不定型的液体形态,使其有着很好的流动性、导热性、热稳定性等性能,目前已经应用于诸多领域。国外在20个世纪就已经开始了对液态金属润滑性能的研究,但国内对液态金属用作润滑剂的研究目前还在起步阶段。介绍了液态金属的制备过程,从液态金属的润滑性能、液态金属的润滑机理和液态金属轴承的工作性能三大方面出发,总结了液态金属用作润滑剂的研究现状,并且提出了我国今后在该研究上的努力方向以及未来使用液态金属作润滑剂要解决的几个问题和技术。     

耐高温液态金属频率选择表面流道拓扑优化设计

面向高速飞行器的耐高温和隐身需求,提出了一种基于液态金属的具备耐高温能力的双层频率选择表面（Frequency Selective Surface, FSS）结构。首先通过粒子群优化对双层FSS进行结构优化,保证了双层FSS单元的电性能;其次以液态金属作为导电和导热工质,利用拓扑优化方法对FSS的流道结构进行优化,提高FSS的散热能力;最后针对优化前后的FSS结构进行了数值仿真,并加工样件进行了散热性能实验。仿真和实测的温度数据吻合性较好,表明拓扑优化后的双层FSS结构散热性能有明显改善。     

铜材料与镓基液态金属相容性的研究进展

铜合金与镓基液态金属接触时会发生较强的腐蚀现象,严重影响了镓基液态金属优质冷却性能的发挥.文中综述了铜材料在镓基液态金属中的腐蚀及涂层防腐的研究进展,重点从温度因素对腐蚀行为及机理的影响方面进行了综述.同时,指出了目前镓基液态金属中铜材料的腐蚀防护方面存在的主要问题及今后的发展方向.     

Evaluation of Present Numerical Models for Predicting Metal Cutting Performance And Residual Stresses

Efforts on numerical modeling and simulation of metal cutting operations continue to increase due to the growing need for predicting the machining performance. A significant number of numerical methods, especially the Finite Element (FE) and the Mesh-free methods, are being developed and used to simulate the machining operations. However, the effectiveness of the numerical models to predict the machining performance depends on how accurately these models can represent the actual metal cutting process in terms of the input conditions and the quality and accuracy of the input data used in such models. This article presents results from a recently conducted comprehensive benchmark study, which involved the evaluation of various numerical predictive models for metal cutting. This study had a major objective to evaluate the effectiveness of the current numerical predictive models for machining performance. Five representative work materials were carefully selected for this study from a range of most commonly used work materials, along with a wide range of cutting conditions usually found in the published literature. The differences between the predicted results obtained from the various numerical models using different FE and Mesh-free codes are evaluated and compared with those obtained experimentally.     

热空气注入式液氮能量转换装置效率分析

液化空气储能是指在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气成液态,在电网负荷高峰期释放液化空气气化推动汽轮机发电的储能方式。由于液态空气的低温特性和压缩特性,其储存的能量包含冷能和膨胀能两部分能量。能量的组成和数量与气化压力p0有关。过去的液空能量转换装置仅仅利用了膨胀能,而忽略了冷能,这导致了其效率低下。热空气注入式能量转换装置提出了通过回收低温冷能提高发动机的效率。理论效率可以通过提高工作压力来提高。最后提出了寻求一个有效的方法同时利用膨胀能和冷能来提高液态空气储能系统的效率为未来液态空气储能研究的趋势。     

基于板料成形数值模拟的知识发现方法的研究

板料成形过程模拟技术可以评价工艺可行性和预测缺陷,广泛应用于汽车覆盖件模具设计中。为了发现隐含在模拟结果中潜在的规律和知识,提出了一种基于板料成形数值模拟的知识发现方法。建立了基于数值模拟的知识发现流程,运用数据聚类分析整理模拟结果如节点位置、应力、应变、厚度变化和对应缺陷的关系数据集,建立神经网络模型,用成功的模拟实例作为样本,对神经网络进行训练,实现了基于神经网络的知识发现。     

针对脉冲发电机突变负载的微型燃气轮机工作性能研究

为分析有动力涡轮的微型燃气轮机在带动脉冲发电机中的性能,建立带动力涡轮的微型燃气轮机数学模型.因有动力涡轮的微型燃机是由动力涡轮驱动负载,其负载变化对燃机核心机影响不大,但为了使动力段转速恢复稳定而采用的改变供油量方法会对核心机产生很大影响.基于所建立的微型燃气轮机数学模型对其进行仿真计算,研究了该燃机设计点性能参数、...     

波浪能多腔油缸液压转换系统设计与研究

以振荡扑翼波浪能发电装置的液压转换系统为研究对象,设计一种含有多腔油缸的液压转换系统,将波浪能转换为可利用的机械能。以波浪能高效采集和液压转换系统稳定输出为原则,设计一种多腔油缸并确定液压转换系统的组成及各元件的具体参数。针对不同海况,通过改变电磁阀换挡策略,实现对波浪能的采集,调节蓄能器的个数和预充压力使液压系统高、低管路的压力保持稳定,通过液压马达能够稳定输出机械能。运用AMESim仿真平台搭建采集机构和液压转换系统模型,模拟3级、4级和5级海况下采集机构的运动响应作为系统输入,分析液压转换系统的有效性、输出稳定性和转换效率。仿真结果验证,所设计的液压转换系统通过改变电磁阀换挡策略,能够实现对波浪能的高效采集,并有效提高液压转换系统的稳定性和转换效率。为振荡扑翼波浪能发电装置的液压转换系统的开发与研究奠定了理论基础。     

基于燃料热力学性质的液冲发动机性能预示

文中针对液体亚燃冲压发动机进行了性能建模,并引入了真实燃料特性和热力计算模型,针对常用的JP-4、JP-5,JP-10,RP-1和Jet-A液体燃料开展了发动机性能对比,分析了燃料当量比以及飞行马赫数和高度对发动机性能的影响规律。研究结果表明:采用JP-4液体燃料的发动机性能比采用其它燃料的好;考虑发动机性能、热防护性能以及燃料本身的裂解和积炭特性,选取0.6~0.7的当量比较合适;无论飞行高度如何,发动机比冲在马赫数3.5附近达到最大,飞行高度增加,比冲性能也会增加。     

柴油机喷油嘴的结构改进及三维流场数值模拟

喷油嘴头部细微的结构变化会对内部的流动状态产生显著的影响,进而影响到油束雾化性能。通过CFD软件对STD(Standard)标准型、VCO(Valve Closed Orifice)无压力室型及IMP(IM-PROVED)改进型的多孔喷嘴进行了三维流场数值模拟,通过对比分析得出改进型喷嘴在低油速率下获得相对好的喷雾性能,综合特性优于标准型和无压力室型的喷嘴。     

多结构形式小通道液冷板散热性能对比研究

小通道冷板作为一种有效的热控装置,已被广泛应用于高热流密度电子器件的热管理领域。文中以通道特征尺寸为2 mm 的串行、并行以及射流冲击/小通道混合液冷板为研究对象,旨在获取这3种结构形式冷板的极限散热能力和流动阻力损失的差异。研究结果表明：在相同冷却工质流量条件下,3种冷板的散热功率由大到小依次为串行通道、并行通道、射流冲击/小通道混合液冷板;串行通道冷板的板内阻力损失明显大于其余两者;在综合考虑压力损失和散热性能的基础上,根据不同热源热流密度条件选择合适的冷板结构,有望满足特定应用的需求。该研究可供小通道液冷板的设计和优化参考。     

航空发动机通风器金属泡沫性能仿真研究

为研究航空发动机轴心通风器中的核心部件—开孔金属泡沫的阻力性能与油滴穿透率性能,采用X光断层扫描技术获取金属泡沫的扫描模型.通过对模型的样本截取,分析不同样本的压降性能;对其中一个样本采用DPM模型进行油气混合物的穿透率分析.结果表明:泡沫样本截面积与样本厚度对泡沫单位压降性能有一定的影响,但当截面积和厚度大于某一个值...     

蒸汽发生器传热管流弹失稳计算

蒸汽发生器管束一旦出现流弹失稳现象,可以在很短的时间内破坏传热管的完整性,影响核电站安全。因此,在设计蒸汽发生器时要预测与防止传热管流弹失稳现象。通过有限元软件ANSYS的梁单元建立传热管模型,进行模态分析并提取相关结果;然后将模态分析的结果代入MATLAB计算传热管流弹不稳定率并和专用软件进行对比。该方法计算结果与专用软件吻合,且分析表明套筒开口区与弯管区流速对流弹不稳定率影响较大;管子高频时不易发生流弹失稳现象。