基于Micro-PIV的微观流场检测技术

介绍了一种针对微观流场检测数字粒子图像测速技术,通过添加荧光显微装置,改进激光入射与照明方式、聚焦平面控制以及纳米级示踪粒子布朗运动误差消除算法等软硬件方面的技术创新,解决了微观检测的关键问题。针对微流体特征尺度小、精度要求高的特点,建立了具有自主知识产权的Micro－PIV微流场测试平台,并就几种典型微观流场进行了检测。试验结果表明该测试技术可对微米级稳态、瞬变流场进行全流场速度分布的检测,各项性能指标达到国际先进水平。     

TWEO微流体驱动理论模型与实验研究

为研究行波电渗(TWEO)微流体驱动,在封闭微通道内TWEO微流体驱动进行了仿真和实验分析。根据双电层电荷分布规律,建立了行波电渗微流体驱动理论模型;通过对行波电渗电场和流场问题的求解,获得了封闭通道内流场仿真结果,并与实验结果相比较,验证了相关理论的正确性;对微通道内2/3高度处微流体流速进行仿真与实验结果分析,结果显示电渗流流速与频率的关系满足正态分布,为进一步展开对行波电渗微流体驱动及其在芯片实验室中的应用奠定了基础。     

行波电渗微流体驱动理论模型与实验

为了研究行波电渗(TWEO)微流体驱动,在封闭的微通道内建立了TWEO微流体驱动模型,并进行了仿真和实验研究.根据TWEO驱动原理,分别建立了封闭通道内TWEO微流体驱动电场及流场的数学模型,并对电场及流场问题进行了求解,流场的仿真结果说明了实验测量通道高度2/3处速度的合理性.最后,分析了实验和仿真结果并确定了容抗比例系数.实验及仿真结果表明:电导率分别为1.5 mS/m、7.7 mS/m、16.9 S/m的KCl溶液的容抗比例系数分别为0.05、0.035、0.025,而且电导率与容抗比例系数呈线性关系.结果为进一步研究TWEO及其应用提供了理论基础及实验方法.     

非圆变截面管道流场的数值仿真

管流式动海水腐蚀试验装置主要用于模拟材料长时间浸泡在海水中,受海水冲刷的腐蚀情况。若其过渡段的形状、尺寸设计不合理将会严重影响试验数据的准确性和可靠度,且极易导致试验装置管壁发生空化气蚀现象,缩短试验装置的使用寿命。运用计算流体力学软件Fluent对非圆变截面管道内流场进行了数值仿真和研究。结果表明,过渡段的长度对管道内介质流速影响不大,而对管道接口处气蚀现象影响较大。将分析结果应用于某企业管流式动海水腐蚀试验装置的设计生产中,取得了良好的使用效果。     

管道节流孔口流场的有限元数值模拟

用有限元方法对流体管道内锐缘薄壁孔口的流场进行数值计算 ,给出雷诺数Re=60 0时流场的速度矢量图、流线图谱和等涡量线图 ,并对计算结果进行分析 ,得出了一些有意义的结论     

锥阀阀口气穴流场的数值模拟与试验研究

采用NNGk-ε湍流模型数值模拟了锥阀阀口的气穴流动。运用工业纤维镜与高速摄像机等组成流场可视化试验系统,多方位地观察了阀口附近的气穴现象,对其进行数字图像处理后,获得了气穴流场的分布信息,与仿真结果比较,吻合良好,表明RNGk-ε湍流模型能有效地描述锥阀等液压元件的阀口气穴流动。同时采用涡流式位移传感器、激光位移器和数字应变测量仪等构成的检测系统,研究了气穴流场诱发的阀体与阀芯振动。     

安全阀流场数值模拟研究

应用计算流体力学软件Fluent建立了安全阀三维可压缩流场计算模型.采用标准κ-ε和Realizable κ-ε两种湍流模型,并将两个模型的计算结果与验证实验的测试数据进行对比,确定了更合适的模型.并对安全阀的流场形态和工作特性进行了分析.     

电动喷枪流场特性的数值模拟与实验

为揭示电动喷枪喷涂过程的流场特性规律,对喷枪喷涂过程进行了有限元数值模拟与实验研究。利用RNG k-ε湍流模型模拟喷枪内部流场,获得喷枪内流场速度分布规律;在保证数值传递准确的前提下,利用VOF模型和DPM模型模拟喷枪外部流场,得到喷枪外流场速度分布规律和粒径分布规律。对比不同截面速度曲线,确定喷枪最佳喷涂距离为距离喷嘴200 mm～300 mm处。搭建PIV实验平台,测得喷枪外流场速度分布数据;利用滴盘实验法采集喷枪喷雾粒子,经后处理获得喷雾粒径柱状分布图。对比仿真结果和实验结果,两者吻合性较好,表明采用两者相结合的方法,能够准确地揭示电动喷枪流场分布规律,为喷枪喷涂特性的优化设计提供参考依据。     

基于FLUENT的汽油滤清器内部流场数值模拟

基于FLUENT流体分析软件,研究某车型汽油滤清器的内部流场,通过数值模拟既能掌握滤清器内部流动特性,也能为优化滤清器结构设计提供理论基础。在汽油滤清器工作时,滤纸能过滤汽油中孔径较大的颗粒与水,从而导致滤清器内部存在较大的压降。数值模拟结果表明:当t=0.01 s时,进出口的压差Δp=136 k Pa,但是随着时间的推移压降快速下降;当t=0.1 s时,压降减少的幅度降低,此时Δp=17 k Pa;当t=0.15 s以后,压降趋于稳定,Δp=11 k Pa。数值模拟结果表明:此款滤清器在压降性能方面表现良好,满足低压燃油系统对滤清器的要求(≤20 k Pa)。     

矿用集尘箱流场数值模拟方法研究

介绍了流场数值模拟的基本理论以及矿用集尘箱的结构和作用。根据集尘箱三维模型抽象出计算流体域,建立了矿用集尘箱流体动力学模型并进行了网格划分。设定集尘箱进风口、出风口气体流速,设定集尘箱流场速度入口条件和速度出口条件,设定计算流体域与集尘箱接触面为固壁边界条件。求解集尘箱流体动力学模型,获得了集尘箱内部流场速度分布。以集尘箱内部气体流速最大值和气流速度极差为目标函数,对集尘箱进行了流场仿真和结构优化,优化后集尘箱内部气流速度最大值降低了28.00%,流场速度极差降低了33.63%,为改善矿井通风除尘效果、保障矿工身体健康奠定了基础。     

矩形微流道内电渗流影响因素的数值模拟

针对电渗泵的设计参数优化问题,建立电渗驱动流的数学模型,应用有限控制容积法对矩形流道断面上双电层场和速度场的耦合控制方程进行数值求解.详尽分析流道断面深宽比、流道当量直径、电解质溶液浓度和外加电场强度对电势、速度和流量的影响,并给出电渗流量和平均速度与影响因素之间的拟合公式.仿真结果表明:流量随流道深宽比的增大而减小,当流道深宽比为1时,流量最小;流量随流道当量直径的平方增加;平均速度与电解质溶液浓度和外加电场强度有关、与流道深宽比和当量直径的大小基本无关.     

微型无阀泵流动特征仿真与试验研究

介绍了微型无阀泵的结构及基本原理,应用 CFD（Computational fluid dynamics）技术对典型驱动频率下的流场流态进行了动态仿真。在不同结构参数、控制频率、振动幅值及驱动膜刚度等多种条件下,对无阀泵性能进行了试验研究。讨论了结构参数、驱动条件等因素对无阀泵流动特性的影响,分析了无阀泵管道周期、振动频率、驱动膜刚度等因素与流动参数之间的关系,在此基础上提出了微型无阀泵设计与控制的改进方案。     

CALCULATION ON TWO-PHASE FLOW TRANSIENTS AND THEIR EXPERIMENTAL RESEARCH

From basic equations of gas-liquid, solid-liquid, solid-gas two-phase flow, the calculating method on flow transients of two-phase flow is developed by means of characteristic method. As one example, a gas-liquid flow transient is calculated and it agrees well with the experimental result. It is shown that the method is satisfactory for engineering demand.     

FEM SIMULATION AND EXPERIMENTAL RESEARCH ON THE SHEET BLANKING

0 INTRODUCTIONBlanking is one of the most widely usedmetalforming processes to produce machineparts.Blanking clearance between punch and femaledie is one of the most important parameters that affectthe cutting fOrce and the cutting surface quality. Theabsolute value of clearance depends on the thickness ofthe sheet metal, its tensile and shearing strength, aswell as on the cutting speed, the type of blankingpunch and the required quality of the cuttingsurface. In steel sheet blanking, man…     

基于正交设计的LTCC基板微流道散热性能研究

建立了微流道低温共烧陶瓷(Low-temperature cofired ceramics,LTCC)基板多芯片组件有限元分析模型并对其进行了热仿真分析。分析了不同微流道结构、微流道直径和流体流速对其散热性能的影响;采用正交设表设计了9种不同结构参数水平组合的多芯片组件模型,获取了9组温度数据并进行了极差分析和方差分析,结果表明:各因素对散热性能影响由大到小的排序依次为:微流道结构、微流道直径和流体流速;在置信度为90%的情况下,微流道结构和微流道直径对微流道散热性具有显著性影响,流体流速对微流道散热性影响不显著。     

采用计算流量反馈的流量控制方法及特性研究

提出了一种利用压差传感技术获得计算流量并加以反馈的流量控制方法。结果表明,该方法在获得较高的流量控制精度的同时,具有良好的流量动态控制特性。     

基于切削振动的铣削表面形貌仿真与试验研究

零件的表面形貌是机械加工质量的重要组成部分,为了实现对精密铣削表面形貌的准确预测,在铣削工艺过程中提出了一种基于切削振动小波包分析和频谱分析的表面形貌仿真方法.首先以球头铣刀为研究对象,建立工件坐标系下切削刃随时间变化的运动轨迹模型,然后把实测振动信号通过小波包分析和频谱分析处理后得到的振动方程带入其中,最后利用Mat...     

基于虚拟样机技术的火炮故障仿真及应用研究

通过分析火炮后坐过程,提出了表征火炮工作性能的三个指标。将虚拟样机技术引入武器装备故障仿真研究领域。结合Fortran语言编程,基于ADAMS建立了火炮虚拟样机。在建立典型故障模型的基础上,利用虚拟样机对各故障模式下的火炮性能进行了仿真。通过引入半相对灵敏度分析方法,得出节制环磨损是影响火炮性能重要因素的结论。最后,根据火炮极限射击条件,仿真获得了火炮安全工作时节制环磨损阈值,为火炮预防性维修提供了科学参考依据。     

物流网络设计建模与求解算法研究

研究了制造系统中物流网络设计问题,构建了一个带固定费用的容量受限的网络设计模型,提出了一种求解该问题的基于拉格朗日启发式算法的增强型分枝定界方法。通过大量的试验测试,结果表明该算法能有效地解决大型的具有NP-hard特性的网络设计问题。