簧片阀流量系数的实验研究与数值模拟

在压缩机簧片阀的数值模拟中,簧片阀的流量系数和相应的有效流通面积是须预先知道的关键参数。一般来说,流量系数和有效流通面积是通过实验测得的。但是,当制冷剂在封闭的系统中流动时,很难测得簧片阀的流量系数。本论文提出了一种思路,建立以空气为工质来测量簧片阀流量系数的模型,同时用静态吹风实验来测量空气的流量系数,得到了空气在不同流量和阀片升程下的流量系数。改变工质为R600a后,模拟计算了簧片阀的流量系数,并通过压缩机整机性能实验对流量系数的正确性进行了间接的验证。结果表明:以空气为工质模拟计算的流量系数与实验结果符合较好,这一模型能够用于计算工质为R600a时的流量系数。     

海洋平台结构环境激励的实验模态分析

介绍了对位于渤海湾的“埕岛二号”中心生活平台所进行的现场测试实验,该平台为直立式导管架钢结构平台。此次现场实验是在波浪力、风等环境载荷激励下测试结构动力响应的。利用频域的模态识别法峰值法(PP)和时域中的自然激励法(NExT)结合特征系统实现算法(ERA)分别对海洋平台结构现场测试的动力响应数据进行模态参数识别;利用ANSYS建立了该平台结构的三维有限元模型,并进行结构的模态分析。海洋平台结构的理论和实验模态分析结果吻合较好,分析结果表明该类模态参数识别方法能够为结构损伤诊断提供基准模型,可以运用于实际结构的健康监测以及维护维修。     

箱梁断面静风力系数的CFD数值模拟

用计算流体力学(CFD)方法模拟了桥梁跨中断面周围的风场特征,不仅能得到流场的压力、速度和涡旋的分布,还提取了箱梁断面的三分力系数。分别采用不同密度网格划分对主梁断面进行数值模拟,并将数值模拟结果与风洞试验值进行比较,选取最合理的网格划分方法。然后,对某一大跨度桥梁跨中断面的箱梁模拟了从-5°至+5°共11个整数度风攻角工况的三分力系数。并将数值模拟结果与风洞试验进行了对比,给出了不同攻角下的压强和速度分布,验证了采用CFD技术模拟桥梁三分力系数方法的可行性与可靠性。     

拖曳声纳阵隔振模块性能实验分析

在现代反潜、海洋水文和资源勘探测量中，拖曳线列阵声纳得到了越来越广泛的应用。为了进一步提高拖曳式声纳的工作性能，必须在声阵模块前、后插人性能优良的隔振模块。本文对隔振模块在水下的隔振性能进行了测量。结果表明：隔振模块的隔振性能与其长度、所受到的拉力及激振力的频率和幅值有关。其中隔振模块的长度和激振力的频率是影响隔振效果的主要因素。随着隔振模块长度的增加，其隔振效果将变得越来越好。在长度、激振力相同的情况下，拉力小时隔振效果较好。在其他条件相同时，激励频率越大，隔振效果越好。在相同拉力和激振力作用下，隔振模块的隔振效果的起始频率随隔振模块的长度增加而减小。     

海洋钢构平台机械振动分析

在高度自动化的海洋油气开发流程中,大量的机械设备被应用于海洋平台上,越来越多的机械振动也随之出现在平台上。为了避免过度的振动影响平台作业人员的工作与生活,甚至危害身体健康,对海洋平台的机械设备进行的振动分析是非常必要的。本文从平台振源设备的种类和造成振动的原理人手,结合完整的机械振动分析实例,简要的说明海洋钢构平台机械振动分析的过程与要点,并结合发展现状给出若干建议。     

拖曳声纳阵隔振模块性能实验分析

在现代反潜、海洋水文和资源勘探测量中,拖曳线列阵声纳得到了越来越广泛的应用.为了进一步提高拖曳式声纳的工作性能,必须在声阵模块前、后插入性能优良的隔振模块.本文对隔振模块在水下的隔振性能进行了测量.结果表明隔振模块的隔振性能与其长度、所受到的拉力及激振力的频率和幅值有关.其中隔振模块的长度和激振力的频率是影响隔振效果的主要因素.随着隔振模块长度的增加,其隔振效果将变得越来越好.在长度、激振力相同的情况下,拉力小时隔振效果较好.在其他条件相同时,激励频率越大,隔振效果越好.在相同拉力和激振力作用下,隔振模块的隔振效果的起始频率随隔振模块的长度增加而减小.     

海洋平台对随机非线性波浪力的动力响应

本文系统地阐述了固定式海洋结构在考虑波浪与结构相互作用情况下的随机动力分析原理·问题的关键在于对波浪力中的非线性阻力项进行线性化,并使耦合的广义阻尼矩阵对角化,为此运用了统计等效线性化方法和迭代方法等,最后使问题归结为若干个独立的线性化的随机微分方程,而方便地予以解决。根据本文原理编成了SELIM和SELIM-1程序。经试用,获得满意的计算结果。七个自由度的算例只经过二、三次迭代即可使迭代误差小于百分之五。     

太阳能半导体制冷的实验研究与数值分析

建立了以水为热交换媒介的太阳能光伏半导体制冷模块实验系统.制冷装置模块化,用以适应制冷功率变化较大的不同空间布局,通过太阳能光电半导体制冷实验获得了不同工作状态下电流、制冷量、制冷系数等重要参数,该参数可为确定系统最佳工作区域提供可靠依据.给出了太阳能热电制冷系统组合方案,介绍了一种新型组合式半导体制冷器和半导体热电发电装置,其数值计算的结构参数、最大制冷系数和制冷率等重要参数以及热电器件最佳工作区域和结构参数的最优范围,可为系统优化设计的配置提供理论上的指导.     

圆柱结构涡激振动拖曳水池实验研究

柔性圆柱涡激振动特性已得到人们广泛关注,然而横流向与顺流向振动耦合问题仍有待进一步研究。设计了柔性圆柱涡激振动拖曳水池模型实验,圆柱模型的长径比为195.5、质量比为1.82,实验观测了圆柱结构横流向、顺流向涡激振动特性,并分析了横流向与顺流向两个方向涡激振动的耦合现象。通过应变传感器测量结构振动信息,利用模态分析法对实验数据进行处理,实验发现横流向与顺流向涡激振动耦合现象显著,特别是不同测点处的运动轨迹出现了"8字形"、倒置的"泪滴形"、"口唇形"等多种复杂形式。     

压缩机消声器特性的数值分析与实验研究

建立了压缩机消声器内部声场的三维有限元模型，该模型考虑了压缩机消声器结构和边界条件方面的特殊性，可以计算压缩机消声器的传声损失。同时，将双传声器驻波管测量材料声阻抗的原理，推广到四传声器法测量压缩机消声器的传声损失。通过用单节膨胀消声器的验证，以及在某型压缩机消声器的数值解析和试验分析表明：本文采用的数值计算方法和建立传声损失测试装置是可以应用于压缩机消声器这种复杂对象的。     

均热板散热器的实验研究与数值分析

通过对一款内部具有烧结铜粉柱体作为支撑结构的均热板进行热阻分析研究,并利用商业软件Fluent对均热板进行数值分析,其热源的热流密度在5～23W/cm2间变化,当热流密度达到23W/cm2时,均热板蒸发面热源中心点处的温度接近319K,整个蒸发面的温度分布均匀.而相同条件下尺寸相同的铜板中心温度高达367K,均热板可以解决高热流密度下的散热问题,且均热板受重力影响非常微小,数值模拟和实验结果表明随热流密度升高二者误差将减小.     

深水钢悬链式立管与浮式平台整体分析方法研究

本文提出了钢悬链式立管与浮式平台整体分析模型,将SCR和浮式平台作为一个系统进行整体分析,基于Cable3D程序开发出整体分析程序,并分别采用耦合法和整体分析方法分析了浮式平台作用下的SCR的运动响应及SCR对平台运动的影响,研究表明,整体分析方法可以很好的反映结构之间的动力效应,立管系统对平台的运动的响应幅值有一定影响。     

基于实验的浮式圆柱体涡激运动研究

为研究浮式圆柱体在均匀流下涡激运动响应,对其进行了水槽模型实验研究。测试了约化速度自1.3~10.2范围内的有、无螺旋侧板圆柱的运动响应,从响应幅值、涡泄频率等多个角度出发,分析了其涡激运动的关键特征。研究表明:裸圆柱在约化速度5.5~8之间发生锁定现象,增加螺旋侧板后抑制涡激运动效果显著,且无明显锁定现象;流固耦合作用下,涡激运动横荡频率不再符合斯托哈尔频率变化规律。     

锚泊安全视域下的锚链振动特征检测实验研究

锚链振动特征检测研究旨在解决舰船走锚预警问题。利用专门实验装置模拟舰船走锚过程,实时检测锚链振动加速度,并采用Matlab编制的专用程序对进行耦合计算等处理,进而得到锚链振动特征值并输出相应的曲线图形。实验结果表明:在锚链绷紧、锚翻出底土、跳锚、走锚等状态下,锚链振动频率会发生突变。相同锚泊环境下,底质、船重～锚重比、链重均对锚链振动特征有影响:锚链振动频率突变极值越大且次数越多时,舰船越难走锚;泥沙底的突变频率平均极值为砂砾底的1.1～1.4倍;随着链重的增加,锚链振动平均频率和突变频率平均极值均随之增大,舰船从正常锚泊演变到走锚的时间变长,锚链振动频率突变的次数也越多。结论可为舰船锚泊安全状态监测及走锚预警深入研究提供参考依据。     

往复式压缩机振动的有限元数值分析与实验研究

摘 要：对某型往复式冰箱压缩机的振动进行了有限元数值模拟,研究了曲轴-连杆-活塞运动系统产生的机械激励引起的压缩机振动响应。研究表明,曲轴-连杆-活塞运动系统是压缩机低频振动的主要激励来源,气体力主要引起压缩机泵体的水平扭转振动。通过仿真结果和试验的对比,验证了数值模拟方法应用于压缩机振动响应分析的可行性。通过数值模拟,可得到机械激励引起的壳体表面振速分布,为压缩机的机械噪声预测提供参考。     

海洋平台受损构件的承载能力与加固分析

采用了数值有限元和弹塑性理论解析方法,对某海洋平台结构受大型船舶冲撞的斜撑受损构件进行承载能力分析,同时对灌浆卡箍维修方案进行了理论分析与数值计算,分析评价了灌浆卡箍的修理方法。利用混凝土强度理论von Mises破坏准则,建立灌浆卡箍的轴向受拉、轴向受压和面内弯矩作用下的非线性有限元模型进行计算,与理论分析所得的承载能力设计值比较表明,灌浆卡箍的轴向抗拉、抗压承载能力要比原钢管强,但其抗弯承载能力不如原钢管。对照APIRP2A规范提供的设计值进行分析比较表明,其加固方案是安全的,用它进行海洋平台结构受损构件的承载能力及加固分析是可行的。     

点焊薄片应变传感器的数值分析与实验研究

工程实际中,许多现场环境不适合应变片的粘贴、密封、养护以及工期要求等,需要将应变粘贴、养护及密封工作提前到实验室进行.点焊薄片应变传感器能够保证焊接过程中不产生引起应变片损坏的热量.通过对电阻点焊和氩弧点焊两种薄片应变传感器进行试验研究和数值分析,证明了点焊薄片应变传感器具有很好的传递性能和疲劳性能,可以应用于复杂环境情况下的应变测量.     

新型漂浮式风力机Spar平台动态响应及系泊研究

提出漂浮式风力机Spar平台安装螺旋布置扰流片的设计方法,通过对水动力学软件AQWA的二次开发,实现风波作用下浮式风力机动态响应的求解,对比研究扰流片螺旋布置高度对漂浮式风力机Spar平台动态响应的影响以及对扰流片平台安装系泊配重后对平台动态响应与系泊张力的影响。结果表明：扰流片平台的辐射阻尼较原平台在纵荡、垂荡、纵摇方向上均有所提升;扰流片平台的纵荡、垂荡、纵摇幅值响应算子较原平台均有所降低;随扰流片布置高度提升对平台纵摇方向运动响应抑制效果最好、垂荡方向次之。在风波耦合作用下,扰流片能够降低平台纵荡、纵摇响应,一定程度上抑制垂荡运动响应;安装扰流片可降低风力机转子推力、平台系泊张力有所上升;对系泊安装配重浮筒,在有效降低系泊张力的同时能够抑制平台纵荡、垂荡运动响应,对纵摇运动影响较小。     

计量单位与数值方程系数的确定

科学技术中通常应用的物理方程,可分为三类: a) 量方程:给出了量之间的定量关系。一般由表示量的符号给出。例如: 上述式[1]是最常见的量方程之一,其系数为1,极大多数量方程如此。式[2]有系数1/2,来源于量的定义或特性     

深水张力腿平台与系泊系统的耦合动力响应

把张力腿简化为非线性梁结构,运用Hamilton原理,推导出平面情况下平台本体与张力腿系泊系统的耦合运动方程及边界条件;分析了不同流场条件下,两种不同张力腿模型(非线性梁和无质量弹簧模型)对平台动力响应预测结果的影响;分析结果表明:随着流场条件的不同,采用不同的张力腿简化模型得到的平台动力响应预测结果具有明显的不同.阐明了两种模型所得结果产生差异的原因.