基于光频率调制的光纤涡街流量计的研究

随着工业的发展,有时要在易燃易爆环境下对流体进行监测.光纤中由于没有电流的流动,因此光纤涡街流量计在易燃易爆的环境下体现了其不可替代的优势.将传统的涡街流量计和现代的光纤传感技术相结合,设计了一种基于光频率调制原理的新型光纤涡街流量计.该流量计具有精度高、响应快、在易燃易爆环境下具有安全可靠等特点.对传感器结构和硬件组成进行了设计,克服了传统流量计的诸多不足.并通过实验证明了该方法的可行性和有效性.     

一种新型涡街发生体的设计与数值仿真

涡街发生体是涡街流量计的关键部件之一,其流体力学外形决定了涡街流量计的量程、精度。设计了一种新型的涡街发生体,并通过CFD软件FLUENT对新型涡街发生体和目前常用的涡街发生体进行数值仿真、理论分析和比较。结果表明:在实际应用中,新型涡街发生体的流体力学性能优于其他涡街发生体,适合高、低流速下产生强度大且稳定的涡街。     

基于改进直线涡元诱导速度模型的旋翼自由尾迹计算方法

通过设置涡核模型的角度条件,使涡核模型在极限状态下仍保持收敛,进而改进了利用Biot-Savart定律计算直线涡元对空间任意一点诱导速度的模型;桨叶气动模型采用Weissinger-L升力面理论模拟;自由尾迹的求解采用PIPC松弛迭代算法结合具有二阶精度的CB2D时间步进算法.利用上述模型和算法对某型号旋翼的尾迹进行数值计算,结果显示:利用改进涡核模型计算的桨尖涡径向位移收缩更加明显,这与实际情况更加接近;利用改进涡核模型得到的自由尾迹结果与实验数据吻合的更好.上述结论可以证明,新建立的旋翼自由尾迹模型提高了原有模型的准确性.     

Numerical and theoretical study on ‘vortex breakdown’

Through our extensive theoretical and numerical study, we present two theorems on vortex tubes and one corollary on ‘vortex breakdown’. First, we addressed that vortex cannot have ends inside the flow field and the only vortex tube that exists inside the flow field is the ring-like vortex with or without legs on the wall. In addition, we found that the widely spread statement vortex breakdown is theoretically impossible and can never happen inside the flow field. Flow transition in a boundary layer is not caused by vortex breakdown, but rather high shear layers near the wall.     

消除涡街流量计的使用障碍

文章阐述了涡街流量计在石油化工装置工程设计和使用过程中出现的问题，并着重就进口涡街流量计与管道内径匹配问题及涡街流量计在蒸汽流量测量中的温压补偿问题提供了简单的分析方法和计算公式。     

流体的旋涡特征提取方法综述

近年来,流体可视化已成为计算机图形学领域的一个研究热点,其最重要的目的 之一是旋涡特征的提取与可视化。由于目前仍未有一个通用的定义描述旋涡,导致文献对旋涡 是否存在的判断依据各不相同。为了对流体的旋涡特征提取方法进行较为系统的综述,首先对 旋涡提取研究方向的相关概念进行解释,回顾流体旋涡特征提取方法的发展情况再进行总结, 将常用的旋涡提取方法分为基于点、线、几何和基于机器学习的方法。对于新近提出的参考系 不变性,将旋涡提取方法分为伽利略不变性、旋转不变性和拉格朗日不变性。为了比较不同方 法的优势和缺陷,在综述每一类方法时分别给出若干经典方法,为研究者提供了一个清晰的研 究思路。最后总结每类方法存在的难点和问题,并指出今后的研究重点。     

涡街流量计信号能量的功率谱式表征与应用

为了研究涡街流量计实际流量信号的能量分布情况,提出了一种基于功率谱幅度的涡街流量计信号能量的表征方法.在此基础上,定义了涡街信号的功率谱能量比,定量讨论实际流量信号在整个涡街流量计输出信号中的能量变化规律.结果表明,涡街信号的功率谱能量比分散性较大;当被测介质为水和空气时,其值分别介于38%～96%和10%～65%;并且在靠近发生体的地方功率谱能量比的值较大,涡街信号强、易于检测.因此,功率谱能量比可作为优化选择涡街流量计检测元件位置的参数之一.     

量子衍生涡流搜索算法

涡流搜索是最近提出的新型优化算法, 具有操作简单且搜索能力强的突出优点, 但在后期容易陷入早熟收敛. 对比, 通过在该算法中引入量子计算, 提出一种量子衍生涡流搜索算法. 首先将涡流中心用量子比特编码; 然后将其在Bloch 球面上实施多次旋转得到多个个体, 将最优个体作为新的涡流中心, 完成一次迭代. 对新的涡流中心再次实施旋转, 直至满足终止条件. 标准函数极值优化的实验结果表明, 所提出的方法明显优于普通涡流搜索算法.

     

HART协议在多变量涡街流量计中的实现

在传统涡街流量计的基础上，设计出带有HART通讯协议的多变量涡街流量计。介绍了HART协议规范，详细阐述HART协议在多变量涡街流量计中的软硬件实现方法，并给出系统设计结构和部分硬件电路组成。     

晴空状态下飞机尾流的雷达反射模型

尾流对电磁波的散射主要是由于飞机在大气中飞行时对大气扰动使其折射率改变引起的.尾流的形状大小及强度等主要由飞机飞行重量、飞行速度及机翼结构等参数决定.利用尾流预测模型得到了在仿真区域内各离散网格点上的水蒸汽、位温等保守被动参量的值,并由此分析了尾流大气中折射系数的起伏特性,构建了晴空状态下飞机尾流的折射系数起伏的雷达反射模型.根据层流理论的Bragg散射原理得出飞机尾流RCS随频率、时间变化的关系,为飞机尾流的电磁散射特性计算提供了很好的电磁模型.     

Modeling of delta-wing type vortex generators

A numerical model of delta-wing type vortex generator was developed in two steps.The first step was to obtain a parameterized model of the shedding vortex based on delta-wing theory,which relates the geometry parameters and flow field parameters to the strength of shedding vortex which directly decides the source term.In the second step,a method was proposed to add source terms into the flow control equations so that the shedding vortex could be simulated numerically.As soon as the numerical model was compl...     

基于HART协议的多变量涡街流量计

在传统涡街流量计的基础上,设计出符合H ART协议的二线制一体化多变量涡街流量计。阐述了传感器工作原理、系统设计结构和硬件电路组成。通过H A RT调制解调器实现了仪表与系统的双向数字通信。     

基于DSP的涡街流量计小波去噪研究平台

涡街流量计是一种朝着高精度、低功耗以及数字化方向发展的广泛应用的流量仪表。但在低流速下,噪声信号会淹没涡街信号。因此,如何提高低流速信噪比成为研究热点。随着DSP处理技术的发展,借助于DSP强大的数据运行能力和数据处理能力,可将其成功实现。设计了一套应用小波阈值去噪理论搭建的DSP平台,主要设计了信号调理电路。并通过在该DSP平台对不同频率数据进行采集、处理和分析,得出将该研究平台作为涡街信号处理的研究工具是可行的。     

一种用于涡街流量计的差分电荷放大器的研制

电荷放大器是涡街流量计信号调理电路中的一个关键模块,对整个测量系统的性能起到重要作用.该文设计一种基于经典仪用放大器结构的电荷放大器,并进行了理论分析、模型仿真和电路实验,证明该电荷放大器能够有效地改善对低速流体的测量性能,有助于扩展涡街流量计的量程比.     

利用合理抽样加快自相关数字滤波运算速度

在弱信号检测技术中,自相关滤波是滤除噪声干扰的有效方法,但由于计算量太大,一般的单片机很难实时地完成运算。针对涡街传感器在低流速时信号特征,设计了自相关数字滤波器,采用抽样计算的方法使计算时间缩短到典型算法的1/10~1/20,将流速下限降到1.8 m/s,并在气体涡街流量计中得到很好的应用。     

Simulation of aerodynamic performance affected by vortex generators on blunt trailing-edge airfoils

An investigation was carried out by numerical simulation on a wind turbine airfoil and a blunt trailing-edge airfoil with and without vortex generators (VGs), and the performance of the airfoils was analyzed. By the simulation of airfoil DU 91-W2-250 it was verified that the numerical method and model were credible. Based on this airfoil, a new one with a blunt trailing edge of 6% chord was blended by symmetrically adding thickness, and its characteristics curves were obtained through computing at key angle...     

基于无线HART的涡街流量计设计

为了扩大涡街流量计的应用范围,设计了一种基于WirelessHART的涡街流量计,重点分析了硬件上的方案设计、WirelessHART模块、涡街信号调理模块和软件上的主函数流程图,最后通过无线HART网关和无线HART网络管理器,测试了无线HART涡街流量计的各项技术功能,测试结果证明该流量计无线HART通信正常可靠。     

光纤涡街流量计量程的扩展

长期以来,如何扩展涡街流量计量程下限一直是一个问题。流体的流速脉动,局部阻力,管道的随机振动都为解决这一问题带来了难度。本文通过对设备物理性能的改进和对信号数字处理方法的改进,有效的扩展了涡街流量计的量程下限。     

涡街流量计在化工生产中的应用

介绍涡街流量计的工作原理、安装要求,以及在实际应用中经常遇到的故障及解决办法.     

火团造型的一种新方法

在分析现有各种火焰和烟雾模拟方法的基础上，以火的滚团现象作为研究对象，利用粒子系统结合旋涡场的方法在三维范围内讨论了火团的形成及其所生成气流的图形学模拟方法，同时，对算法的有效性进行了分析。