液力变矩器轴向力的CFD计算与分析

为准确计算液力变矩器轴向力,提出了基于三维流场数值解的变矩器轴向力计算方法。计算中,利用CFD软件对液力变矩器三维流动控制方程进行数值求解,在数值模拟得到的变矩器内流场速度、压力数值解的基础上,进行轴向力计算。将新的轴向力计算方法应用于变矩器实例,将其计算结果分别与传统方法计算结果以及实验结果进行对比后可知,新方法计算误差明显减小。     

液力变矩器叶栅绘形的三维模型设计方法

提出在液力变矩器叶栅系统设计中直接建立叶栅系统三维模型，采用一种几何变换方法精确求解液力变矩器叶栅数据，克服以往平面展开近似算法的误差（尤其是轴向抽影图中向心涡轮变矩器其涡轮进口及泵轮出口处其流线切线与轴线几乎平行时，投影计算法误差较大），使设计计算结果更精确，该方法简单易行，可对叶栅系统的空间结构进行更加详细的描述。     

基于遗传算法的液力变矩器性能参数优化研究

针对提高液力变矩器计算工况最高效率的要求,依据一元流束理论以及能量守恒定律,提出了以计算工况液力变矩比最大为目标函数的优化设计模型,采用遗传算法对各工作轮的叶栅进出口角度进行优化,并将该方法应用于YB380型液力变矩器叶栅进出口角度的优化．结果表明,通过优化使计算工况最高效率由0．866提高到0．9,从而证明所提出优化设计模型的准确性,     

液力变矩器叶片三维成型法及其性能分析

探讨了液力变矩器叶片三维成型方法,提出了叶片三维成型方法的基本设计流程。通过对不同参数变化规律生成的泵轮、涡轮、导轮的叶型进行对比分析,总结出液力变矩器叶片角变化对液力变矩器性能影响的基本规律。通过CAD/CFD技术完成叶片的设计和相应变矩器性能的计算。同时,通过与作为基型的W305型液力变矩器的比较,证明了研究结论的可靠性。     

基于厚度变化的液力变矩器轻量化潜力研究

为探究液力变矩器工作轮轻量化后对其原始特性和工作部件强度的影响,基于某三元件液力变矩器样机,开发了液力变矩器三维流动轻量化平台. 采用贝塞尔曲线对变矩器工作轮叶栅系统和内外环曲面进行参数化建模,定义叶片和内外环的厚度系数. 使用实验设计方法（DOE）建立不同叶片和内外环厚度系数下各个工作轮的单流道模型,利用计算流体力学软件对单流道模型进行流场仿真,并将仿真结果用于厚度变化后的叶轮结构的单向流固耦合分析,以分析各个工作轮的厚度变化对外特性和强度的影响. 通过台架试验对轻量化后变矩器的性能进行测试,并结合仿真计算减薄后的外特性以及相应的应力和形变量变化. 结果表明:随着变矩器各部分厚度系数在1.0—0.3范围内的变化,变矩器整体的质量最多可减轻40%,变矩器可以承受结构大幅度减薄引起的应力增加,而结构减薄导致的流道和循环流量增加,会显著地提高变矩器各叶轮工作转矩.     

基于流固耦合的冲焊型液力变矩器焊接强度分析

基于单向流固耦合(FSI)分析技术,对某型冲焊型液力变矩器的焊接强度进行数值计算。计算中依据冲焊型液力变矩器焊缝处的结构特点,采用接触算法,并通过CFD和FEA相结合的方法实现了对涡轮焊接强度较为精确的预测,同时得到了涡轮结构的变形和应力分布情况。结果表明在典型的制动工况下,冲焊型液力变矩器的焊接强度能够满足要求。本文工作可为冲焊型液力变矩器的结构设计及分析提供参考和指导。     

基于三维流场计算的液力变矩器特性预测方法

为了改进液力变矩器特性计算方法,应用CFD软件对液力变矩器内流场进行数值计算,根据得到的内流场速度与压力信息,计算液力变矩器叶轮转矩,得到变矩器性能参数,从而预测所设计变矩器性能．为验证性能预测准确性,将W350液力变矩器基于三维流动数值解的性能计算结果与试验结果进行对比、分析,二者在数值上有良好的吻合,表明基于三维流场数值解的液力变矩器特性预测方法比传统的一维束流理论预测精确度更高,可以应用于工程实际．     

基于尺度解析模拟的HC375液力变矩器的流场分析与特性预测

针对传统的一维束流研究方法无法描述大功率液力变矩器工作腔内复杂的时变瞬态湍流的流动状态,采用多物理场耦合方法构建了一种介质流动与传热的动态耦合数值模型,并给出了液力变矩器瞬态仿真设计方法.通过定性和定量分析液力变矩器内部的流动结构发现,动态混合模型(Dynamic hybrid RANS - LES, DHRL)中的SBES(Stress -blended eddy simulation)方法能够充分识别工作腔内边界层的流动状态,可实现对多流域耦合复杂流动现象的精准捕捉.通过台架实验表明,采用DES模型和     

综合式液力变矩器内特性的计算与分析

根据综合式液力变矩器外特性的试验结果,应用比例分配法对其内特性进行了计算。在确定了循环流量的基础上,计算了典型工况下各工作轮上的损失能头及静压力分布。以4L60ED245型综合式液力变矩器为实例,对内特性的计算结果与束流理论的计算结果进行了比较。结果表明:按比例分配法计算出的结果精度较高,且两种计算方法计算出的进、出口压力变化趋势相似。     

液力变矩器叶栅动量矩分配规律

基于液力变矩器叶栅传统一维束流理论的分析,对传统的等动量矩设计方法进行了改进研究,提出动量矩不等分配法。应用计算流体力学,针对泵轮、涡轮和导轮叶片的三种典型动量矩分配方案分别进行了计算比较,从而获得了液力变矩器叶片动量矩分配的基本规律。     

基于LuGre模型的气缸摩擦力特性研究

为满足高精度电-气比例/伺服控制系统设计时基于模型的摩擦力补偿需要,基于LuGre模型建立气缸的动态摩擦模型.搭建了一个新型的气缸摩擦力测试台,通过测量活塞匀速运动时摩擦力与活塞速度的关系辨识了模型中的静态参数;针对在时域估计模型动态参数存在诸多困难,提出将活塞的运动方程在平衡点附近线性化,通过测量活塞位移和驱动力之间的频率响应函数来间接估计动态参数值.测试了气缸在不同腔内压力下的摩擦力特性,结果表明：库伦摩擦力、最大静摩擦力和黏性摩擦系数与压力近似成线性关系,而Stribeck速度和模型动态参数基本不受气缸两腔压力变化影响.正弦变化力激励下的活塞位移计算曲线和实验结果对比表明,参数估计准确,该模型能很好的描述气缸的摩擦力特性.     

一种合成射流压电微泵关键结构参数确定方法

为增大无阀微泵流量,改进合成射流微泵设计方法,设计一种基于合成射流压电激励器的微泵结构,并提出关键结构参数的确定方法.在合成射流激励器流场模拟结果基础上,绘制其轴线上的轴向瞬时速度变化曲线以及出口横截面上的轴向速度分布曲线,利用轴线上轴向速度稳定点以及出口横截面上轴向速度分布曲线的零点确定最佳泵腔高度和出口直径.对所选用的合成射流激励器流场进行三维数值模拟,结果表明:利用该方法得到微泵结构的最佳泵腔高度为7 mm,最佳出口直径为1.78 mm.在零背压下,当雷诺数为225、频率为100 Hz时,该合成射流微泵流量可达32.1 m L/min.数值仿真与实验对比验证了方法的可行性.利用该方法可以有效地确定该类微泵在大流量且连续稳定出流性能下的关键结构尺寸.     

Effects of Inlet/Outlet Ducts on Acoustic Attenuation Characteristics of Circular Expansion Chambers

Automobilemanufacturersarestrivingtoim provetheperformanceofinternalcombustionengine poweredvehicles,andtomeettherequirementsof morestrictnoiselegislationandcustomers’comfort.Theexhaustsystemhasasignificanteffectontheen gineperformance.Theexhaustmuffleriseffective methodofdecreasingexhaustnoise,whichisrequired tohaverelativelyhighacousticperformancewithre strictedspaces.Thereforeitisnecessarytooptimize theexhaustsystemforfurtherdevelopment.Theexpansionchamberiscommonwhichhas wideandrepeateddo…     

燃气涡轮的模糊控制实现

燃气涡轮工作转速受进油量、进气量和试验装置特性等多种因素的影响,由于这些因素之间有很强的交叉耦合,很难建立精确的数学模型,因此按经典控制理论很难对燃气涡轮的转速进行控制。针对燃气涡轮系统的转速控制问题,文中提出了一种实用的自寻优FUZZYPI模糊控制方案。利用模糊推理合成规则,得出了模糊控制结果,并用于实际系统控制,获得了成功。     

双柱墩地震反应的轴力刚度耦合作用

地震作用下钢筋混凝土双柱桥墩产生的动轴力不仅会改变桥墩的屈服强度,而且也会相应地改变桥墩的刚度,但目前广泛使用的集中塑性模型一般并未考虑这种轴力-刚度的耦合作用。以自动计入轴力-强度及轴力-刚度耦合作用的纤维模型分析结果为基准,研究了轴力-刚度耦合作用对钢筋混凝土双柱桥墩地震反应的影响。结果表明,轴力-刚度耦合作用对双柱墩弹性阶段的反应有较大影响,但不改变结构的极限承载力;由于拉压桥墩的刚度互为消长,等高双柱墩的地震位移响应在不计轴力-刚度的耦合作用时与实际情况只略有差异,但墩柱弹性内力响应则会被较大地低估;不等高双柱墩的刚度受较矮侧桥墩控制,因此轴力-刚度的耦合作用对结构的地震位移响应和弹性内力响应都有明显影响,桥梁不规则性越大影响越显著,在进行结构分析时不能忽视这一因素的影响。     

基于GRA-DeepAR的燃气轮机燃烧室故障预警研究

为防止电站燃气轮机燃烧室在工作期间出现故障而导致重大经济损失,提出了一种基于灰色关联度分析和深度自回归模型(GRA-DeepAR)的故障预警方法。首先,采集燃气轮机的正常运行数据进行GRA,提取出与透平排气温度高度相关的特征参数;然后,采用DeepAR对透平排气温度进行预测,并设定预警阈值,以此建立深度自回归故障预警模型;最后,根据残差绝对值是否超过预警线来间接判断燃烧室的运行情况。以某电厂安萨尔多燃气轮机的运行数据为例进行了分析,结果表明:该方法能够提前识别燃烧室的异常状况,同时发出预警信号提醒工作人员进行处理,可为燃气轮机燃烧室故障预警提供实际参考。     

基于“流体-结构”耦合的主油泵转子动态响应分析

在主油泵的结构设计中,必须从安全的角度考虑转子的静力学和动力学特性限制,并且会采用简化的计算模型来分析这些特性。然而主油泵转子有一些复杂边界条件难以包括在简化模型中,作用在叶轮表面上的油压分布就是其中之一。这不仅会改变运行中转子的固有频率,而且影响转子的应力和变形。为了更精确地分析这些影响,本文采用“流体-结构”耦合法对1000MW汽轮机组润滑油系统主油泵的流场和结构力学性能进行数值模拟,对分别工作在空气和油中的叶轮进行转子静力学和动态响应特性分析。结果表明,在空气和油中该转子的振型类似,在油中随着阻尼增加其固有频率相应的减小,与实际情况一致。本文的研究结果证明所提出的方法是有效的,对类似几何特征的其它泵转子的动态特性分析具有借鉴作用。     

负偏心对钢管插板K型节点承载力的影响

对主管规格为219mm×6mm有负偏心作用的1/4加肋钢管插板连接的极限承载力进行了试验研究,根据试验结果提出了等效受力模型,在此基础上研究了有负偏心的1/4（1/2）和全环形加强板钢管插板连接的K型节点的主管轴力、主管管壁弯矩和剪力三者之间的相互关系,并利用有限元软件分析了各参数对节点极限承载力的影响,在此基础上提出了此类节点的建议公式并与试验结果进行了比较。结果表明：建议公式表面看是反映两两之间的相互关系,实际上是反映了主管轴力、主管管壁弯矩和剪力三者之间的关系,建议公式能较好的估算节点承载力的上限值。     

不加热输油管道最佳清管周期影响因素研究

通过室内蜡沉积实验,建立了适用于杰诺原油的蜡沉积模型,并在满足安全运行的基础上,以日平均动力费用及日平均清管费用的总和即日平均运行成本为目标函数,建立了不加热输油管道的清管周期模型。结合临濮线临邑至赵寨子的站间运行数据,分析了不同出站温度、输量和季节对管道最佳清管周期的影响。结果表明,出站温度的降低会使管道日平均运行成本增加和最佳清管周期延长,输量的增加会使管道日平均运行成本增加和最佳清管周期缩短,地温的升高会使管道日平均运行成本先减小后增大,最佳清管周期延长。     

汽轮机叶片间流体流动的模拟研究

对超音速汽轮机的叶片间可压缩流体的流动情况进行了模拟研究。在对Giel等人的实验研究结果进行分析的基础上,将转子设计为流向转角为136°和轴向弦长为12.7 cm。通过Fluent软件对各种模型在湍流条件下反射边界情况(RBC)及非反射边界情况(NRBC)进行了二维数值模拟。研究结果对超音速汽轮机的优化设计提供了参考。