酒杯塔塔线耦合体系覆冰导线舞动分析

采用非线性有限元分析方法研究了塔线耦合体系覆冰导线舞动的规律及特点,以及输电线舞动对酒杯塔受力及变形的影响发现绝缘子的布置型式对覆冰导线舞动的幅值及规律有很大的影响;由于塔线耦合的作用,左右跨的各相导线在具有相同覆冰厚度、形状以及受相同气动载荷情况下,所形成的舞动幅值及相位存在差异,从而导致输电线作用在塔上的力沿各方向分力不平衡,导致输电塔产生沿导线方向侧弯变形、与导线垂直方向侧弯变形以及横担的扭转变形;在导线舞动过程中输电塔的最大应力交替出现在塔头刚度较弱的部位.     

基于ANSYS的含液容器流固耦合模态分析

讨论了含液容器流固耦合动力特性的有限元方程，用ANSYS软件对正方形充液容器进行了模态分析。得出其理论模态特性，结果表明该模型有效可靠。     

覆冰四分裂导线舞动数值模拟方法

覆冰四分裂导线舞动问题严重威胁超高压线路的安全运行,对舞动的理论研究可有效推动防舞技术的发展。采用具3个平动自由度和1个扭转自由度的两节点索单元模拟分裂导线各子导线,利用空间梁单元模拟间隔棒,建立可考虑子导线尾流效应的舞动分析有限元模型。采用对加速度中心差分、对速度向后差分的时间积分法对舞动进行非线性数值求解,利用MATLAB编制了相应的计算程序。运用该方法对典型算例的舞动进行数值模拟,结果表明:该方法可有效模拟覆冰四分裂导线的舞动特性,所编写的求解程序具有较高的计算精度和效率。     

1500m3水塔流固耦合时程分析

根据工程实例,研究了塔体与水体流固耦合的边界条件和运动方程,建立水塔体系的流固耦合有限元模型。通过施加天津波与E1Centro波进行地震激励,借助ANSYS软件分析了水体晃动对水塔地震位移响应的影响。计算表明:水体的晃动可以减小地震对塔体的位移响应,当蓄水深度增大时,减震效果明显。     

基于流固耦合的大风区接触网正馈线舞动机制分析

为进一步明确挡风墙尾流影响下接触网正馈线的舞动机制,以兰新高铁接触网正馈线为研究对象,基于空气动力学理论,建立了接触网正馈线风致振动响应的分析模型。采用流固耦合方法对不同固有频率比和自由度的二维接触网正馈线模型进行了时程分析。研究结果表明:频率比和自由度对接触网正馈线的舞动幅值存在较大的影响。频率比越小,接触网正馈线的振幅受风速影响越大,接触网正馈线发生舞动时的风速范围更广。垂直单自由度系统中接触网正馈线的舞动幅值大于垂直-水平两自由度系统中接触网正馈线的舞动幅值,表明接触网正馈线的水平振动对垂直振动存在一定限制作用。当接触网正馈线在挡风墙尾流影响下发生振动时,正馈线的风攻角不断发生变化。迎风角较大时,正馈线垂直方向气动力幅值增大,更易引起正馈线垂直方向的大幅舞动,并将接触网正馈线的舞动模式归属为无覆冰条件下的Den Hartog舞动。研究结果进一步明确了大风区段无覆冰条件下接触网正馈线的舞动机制,为接触网正馈线舞动的防治提供一定的理论支撑。     

离心搅拌机叶片流固耦合应力场分析

用 ANSYS-CFX 流体分析软件将流体分析与结构分析进行耦合,对离心搅拌机叶片在高转速工况下的应力 场进行分析,得到流体载荷在叶片内部产生的等效应力分布图及整体叶片耦合后的最大形变量和工作应力场。 最终通过分析应力场结果得到了离心搅拌机合适的工作转速,为工业生产提供参考建议。     

覆冰导线的空气动力参数数值模拟

覆冰导线的空气动力参数是导线舞动的关键因素.由于覆冰形状的多样性,风洞试验研究代价巨大,仅靠风洞试验提供覆冰导线的空气动力参数是不实际的,因此有必要采用数值模拟的方法.提出了基于面元法的覆冰导线空气动力参数的数值模拟方法,采用有粘性的绕流模型,编制计算程序对覆冰单导线随攻角变化的空气动力参数进行了数值模拟计算.该程序系统简单易用,能快速得到结果.通过比较,所得数值模拟结果与试验结果基本一致,一定程度上反映了覆冰单导线气动力的规律.该方法是一种实用、快速、有效的数值解法,为覆冰导线舞动计算与仿真的深入研究提供了一种有效的途径.     

疏松砂岩油藏流固耦合流动模拟研究

现有商品化黑油数值模拟器的数学模型未考虑疏松砂岩油藏因适度出砂导致油层孔隙度和渗透率大幅度提高的特征,忽略了介质形变对油藏开发动态的影响,导致疏松砂岩油藏开发方案设计和开发指标动态预测可能存在不可靠性.基于渗流力学和岩石力学理论,建立了一个疏松砂岩油藏耦合多相流渗流数学模型,模型考虑了应变引起的渗透率和孔隙度随地层压力变化的影响,采用显式耦合方法进行流固耦合处理.对耦合数学模型进行有限差分数值求解,改写了BOAST Ⅱ程序源码,并对某疏松砂岩油藏进行了流固耦合模拟实例研究.模拟计算结果表明:①考虑流固耦合和不考虑流固耦合计算预测开发指标存在较大差别;②前者预测的原油采出程度高于后者预测的原油采出程度;③由于疏松砂岩油藏普遍为高渗储层,使得两种模拟计算在前期差别比较显著,在后期差别逐步不明显.该理论和研究方法较好地解决目前常规油藏数值模拟对疏松砂岩油藏的不适应和局限性问题,为该类油藏合理开发提供一定的借鉴和指导作用.     

横向与扭转耦合振动的输电线舞动分析

基于O.Nigol的扭转舞动机理建立了横向与扭转耦合振动的动力学模型.通过惯性项解耦,利用Matlab对系统进行数值仿真,分析了风速、覆冰厚度、来流密度、导线单位长度质量、初始张力、阻尼比等参数对舞动振幅的影响,发现风速是决定输电线是否舞动的主要原因,对解决类似的实际工程问题有一定的借鉴价值.随着风速的增大,系统出现了周期解分岔的行为.     

输流管道流固耦合非线性动力学分析

利用有限元软件，采用ALE法对输流管道流固耦合非线性动力学特性进行计算分析．得到耦合处及其附近流体各向速度随时间变化曲线，在某一时刻管内任意横截面处的速度分布和管子在垂直流速方向上的振型，及管子在耦合作用下的振动频率．为提高设计阶段对振动特性预测的精度、保证管路系统的运行可靠性提供了参考．     

线路舞动的低阻尼共振激发机理

新机理认为,架空输电线路导线有两种固有振动频率(机械固有振动频率ωj和电气固有振动频率2ω)导线在运行中,受到风力、重力及电动力的作用,会产生一定振幅的振动;空气作为导线的振动媒质,在导线的振动过程中,会阻碍导线的振动,在特殊的天气里,空气的动力粘性系降低,使空气的阻力小于导线的振动力,而使导线的振动加剧,当导线的振动频率与输电线路的机械固有振动频率jω或输电线路的电气固有振动频率2ω相接近时,则会被激发成强烈的共振—线路舞动。为了防止导线的振动及舞动,研制出一种新的导线防振器,它概能防止导线的振动,又能防止导线(包括单导线及分裂导线)的舞动。     

三自由度模型覆冰输电导线舞动的数值仿真分析

基于考虑输电导线垂直、水平和扭转振动耦合的3自由度模型,利用数值方法,针对系统参数和环境参数对临界风速的影响以及可能的复杂舞动模式进行了分析.给出了覆冰厚度、初始覆冰角度、来流密度、导线初始张力、单位长度质量和横向阻尼比对临界风速的影响曲线.在讨论舞动可能出现的复杂运动时,发现随风速的变化,由于周期运动的分岔可导致概周期运动和混沌等复杂运动形式.     

输电线路导线舞动远程监测系统

为获得输电线路导线舞动的基本数据,研究一种由监测单元、GPRS网络、Internet网以及监控中心组成组成的输电线路导线舞动远程监测系统。介绍系统构成、技术特点、软件功能和实验效果。     

考虑流固耦合的矩形渡槽动力分析

针对大型矩形渡槽的动力分析问题,建立流固耦合(FSI)系统的位移-压力(ui,p)有限元格式,固体域以位移为自由度,流体域以压力为自由度,给出流固耦合系统的动力特性方程;并基于FSI的(ui,p)格式建立槽体-水体-槽墩-基础-地基系统的力学计算模型,采用模态分析法和拟静力法分别求解6种水深(空槽、1/4水深、半槽水深、3/4水深、设计水深、满槽水深)下渡槽的动力特性和动力响应.计算结果表明,基于FSI系统的(ui,p)格式,考虑了槽体与水体的相互作用,提高了计算精度,同时也得出不同水深下渡槽结构动力特性和动力响应的变化规律.     

超声波与不同方向微裂纹的非线性相互作用数值仿真

针对金属结构中微裂纹方向检测问题,发展了一种基于谐波非线性的微裂纹方向测量方法.对结构中微裂纹与超声波非线性相互作用进行数值仿真研究,分析了裂纹方向对超声波散射场的影响.仿真结果表明,反射纵波的二次谐波、三次谐波传播方向的增加量约为裂纹方向变化的2倍,而透射纵波的谐波分量的传播方向几乎保持不变.将以上规律应用于任意微裂纹方向的测量,检测结果表明,该方法可以实现微裂纹方向测量,且误差较小.     

覆冰导线在斜风下的气动力特性试验和数值模拟

斜风作用下,输电线覆冰舞动往往为控制工况。基于斜风下的输电线气动特性是影响舞动的关键因素。文章主要研究新月形覆冰导线在斜风作用下的空气动力特性,新月形覆冰导线随着风向角的变化,及其三分力系数曲线变化。文章对斜风下覆冰导线三分力系数对传统的斜风分解法进行检验,运用计算流体力学软件Fluent进行数值模拟和风洞试验两种不同方法,对覆冰导线在斜风下的气动力特性进行研究,把风洞试验的测得数据和数值模拟得到的结果进行比较得出,数值模拟和试验结果吻合的很好。     

基于分步傅里叶变换法对非线性薛定谔方程的数值仿真

介绍一种数值求解非线性偏微分方程的方法;分步傅里叶变换法.光脉冲信号在光纤中传输时,同时受到色散效应和非线性效应的影响.所以利用分步傅里叶变换法,考虑光信号在光纤中传输一段微小距离的情况下,先计算色散效应对光脉冲的影响,然后再计算非线性效应对光脉冲信号的影响,进而近似求出非线性薛定谔方程的数值解.最后,应用MATLAB软件来数值仿真这个数值解,仿真结果可以清晰看到色散效应对光脉冲的脉冲展宽,以及非线性效应对光脉冲的影响.     

非线性对象的自抗扰控制仿真研究

以2阶自抗扰控制器为例,介绍了其结构与原理.通过仿真试验研究分析了自抗扰控制器在非线性对象的应用能力.仿真结果表明,相对于常规的PID控制器,自抗扰控制器具有更好的控制品质和更快的响应速度,而且能有效地抑制干扰.     

基于流固耦合的碳纤维复合芯导线微风振动特性数值分析

对发生微风振动的新型碳纤维复合芯导线和与其截面积相近的传统钢芯铝绞线的动态特性进行了对比研究。基于计算流体动力学(CFD)方法,利用Adina软件分别建立了两种导线微风振动流固耦合CFD仿真模型。获得不同截面导线竖向振幅比随约化速度变化曲线,对比其升阻力特性。通过对流场中做强迫振动的导线进行数值模拟,利用导线气动力载荷响应求得导线风能输入功率,从风能输入角度分析不同截面形状导线微风振动特性的差异。研究所得两种不同截面形状导线气动力特性的差异,可为新型导线在工程领域的应用提供参考。     

VR-Forces仿真系统功能扩展与数据交互

分析了VR-Forces仿真系统程序结构、类层次结构、类工厂机制、应用程序接口。应用面向对象设计方法,通过派生子类和类工厂机制,实现VR-Forces对象管理类和远程控制函数的功能扩展。针对VR-Forces与其他仿真程序数据交互困难的问题,提出一种新的基于注册表和远程控制函数的数据交互机制。实际运行表明,派生子类接口得到扩展,新的数据交互机制解决了fed文件共享、数据并发存取、软件版本冲突、重复定义等难题,VR-Forces功能得到扩展,数据交互更安全。