空调器室内机风道结构优化方案研究

本文对现有分体式空调器室内机流场的3种不同贯流风道的结构方案进行了数值模拟,分析结果如下:将原始方案蜗壳型线靠近叶轮一侧收缩,可显著减小偏心涡的大小;适当缩小蜗舌间隙和后蜗舌间隙,可减小后蜗舌处的回流区域大小.优化后的方案流场得到了明显改善,提升了整机风量,有利于改善风道的噪声性能.根据各仿真优化方案,制作样机进行试验...     

基于拉丁超立方抽样的离心式吸叶机噪声分析与降噪优化研究

以吸叶机离心风机系统为研究对象,针对吸叶机气动噪声与出口流量的双目标优化问题,运用有限元与试验相结合的方法对其进行分析与优化以达到降低整机噪声的效果。首先运用CFD技术对原吸叶机模型进行流场和声场的仿真分析,并在此基础上提出了长短叶片叶轮优化方案,在拉丁超立方抽样模型的指导下求解了短叶片的多项具体参数,通过融合分析多项参数获得了长短叶片的最优组合方案,最后再次通过仿真与试验相结合的方法对优化方案的实际效果进行了验证。结果表明,短叶片的加入不仅可以保持原有的风机性能,还能够达到降噪1.2 d B左右的效果。该方案的提出不仅有效降低了风机噪声,还为产品的降噪优化提供了合理的技术路线,具有广泛的应用价值。     

汽车前除霜性能优化分析及研究

通过CFD软件对某纯电动汽车除霜系统进行了稳态流场分析,前除霜气流分布不均匀,存在低速区,影响驾驶员视野。研究结果表明,除霜性能受风道导流板的位置和形状影响甚大,经过对除霜风道进行分析优化,除霜气流分布得到明显改善,并且优化后的瞬态仿真与试验结果均满足国标要求。因此,该研究对快速优化设计除霜性能具有一定的指导意义。     

某单缸柴油机排气消声器的结构优化分析

针对单缸柴油机排气消声器在中低频段消声效果不理想的问题,提出一种新的消声器结构优化方案。首先,利用Virtual. Lab和Fluent软件进行消声器声学优化以及流场优化。然后对两种消声器动力性能进行对比分析,并通过功率损失试验和插入损失试验对比分析优化前后的消声器。仿真结果表明,优化后的消声器在中低频段消声效果优于原消声器,且内部平均温度比原消声器有所降低。试验结果表明,在典型扭矩点和功率点噪声分别降低约4.0dB和3.6 dB,均降低明显。优化后的消声器在不同转速工况下插入损失提升效果均十分显著,但功率损失率仍在允许范围内,这证明了新消声器结构的可行性。     

基于瞬态动力学的修枝机刀片摩擦噪声分析

本文是通过试验和仿真方法来分析修枝机的刀片摩擦噪声。先对刀片进行了锤击模态试验,再计算了试验和仿真模态MAC值,并说明仿真与试验模态分析的一致性。以此建立刀片有限元模型,进行了瞬态分析,其中把传动系统的刚体动力学位移结果作为瞬态分析边界条件,再把仿真结果与测试结果进行对比分析。结果表明:仿真和测试的主频吻合,刀片系统噪声辐射主要来自刀片的碰撞摩擦。     

旋进旋涡流量计结构参数优化研究

借助计算流体力学(CFD)方法对旋进旋涡流量计进行了研究,获得了流量计内部流场信息,验证了在流量计工作范围内旋涡进动频率与流量之间良好的线性关系.重点对几种旋进旋涡流量计结构改进优化方案进行了仿真分析,这些结构优化方案包括在旋进旋涡流量计起旋器入口加装导流叶片、改变扩张段的扩张角和改变收缩比.结果发现,加装导流叶片可以显著减小流量计压力损失,并可增加涡核的旋转强度,使得检测信号的强度得到增强,从而扩展了测量下限;收缩比和扩张角过大和过小对于流量计性能都不利,存在一个最佳值.     

吸油烟机气动噪声降噪的仿真分析

针对某型吸油烟机,首先通过噪声源识别试验对主要噪声源进行分析,明确吸油烟机的噪声主要为气动噪声。其次利用FLUENT软件对吸油烟机的流场进行模拟分析,得到吸油烟机流场的压力和速度分布。依据试验和仿真分析结果,同时考虑改进设计的成本,提出针对蜗壳及蜗舌的噪声控制措施。最后利用声学软件Virtual. Lab Acoustics计算得到吸油烟机的声场仿真数据,并对噪声控制措施进行效果评估。结果表明,改进后的吸油烟机与原型相比达到了较好的降噪效果。     

秸秆制粒过程仿真及环模结构参数优化

为提高制粒效率，对秸秆的本征参数进行测定，利用离散元软件EDEM和有限元软件ANSYS对制粒过程进行仿真，研究颗粒的速度和所受外力随时间的变化规律，以及颗粒接触数量随时间的变化情况；分析模孔孔径、模孔锥角和颗粒粒径对制粒效果的影响，优化环模结构参数。结果表明：模拟仿真的制粒过程与实际制粒机的颗粒成型过程基本一致，颗粒的速度和所受外力呈现出周期性的波动状态，颗粒的接触数量呈现周期性的、逐渐减小的趋势，秸秆制粒过程表现为周期性的循环挤压过程；当环模孔径为5 mm、模孔锥角为75°、粉料粒径为0.6 mm时，环模表面的磨损变形较轻微，制粒质量和制粒效率最佳。     

冷冻机房群控系统节能策略分析

对冷冻机房群控系统的节能策略进行研究,提出冷冻机房节能控制的数学模型。通过简化模型与试验数据相结合,对核心控制参数进行定性分析,并提出利用正交试验、线性回归等方法建立参数优化数据库,可实现一套节能程度非常高的群控系统方案。经试验验证,该群控系统方案与传统的PID群控系统相比可达到30%左右的节能效果。     

汽车六角球头冷锻工艺优化与数值仿真

冷锻成形工艺是一种少无切削的净近成形工艺,以其精度高、生产效率高、低耗节能等优点,大量使用在汽车零配件的生产。六角球头销是汽车转向系统中的关键零件,其六角成形的质量直接影响到产品的使用性能。本文针对六角一次成形发生镦锻失稳问题,基于金属塑性成形理论,分析在镦锻过程中的金属流动,提出采用预成形工艺。根据产品结构,提出了大V锥形、锥形、锥六角形三种预成形工艺方案,采用DEFORM-3D对六角头成形方案进行数值仿真。为了得到最优参数,通过建立优化数学模型,对数值仿真获取的应力应变、损伤值分布、载荷进行优化得到最优方案。结合有限元数值分析对比分析三种方案,得到了预成形为锥形的成形效果最好,材料流动更为合理。经生产试验证明,通过预成形为锥形生产的六角头充填饱满,无不良缺陷,对生产同类型的成形工艺具有一定的参考价值。     

基于层次分析法和模糊综合评价法的智能割草机器人设计

目的 现有割草机设备操作复杂,具有一定的安全隐患且智能化程度较低。为解决此问题,对现有智能割草机器人进行功能创新,获得较为科学的智能割草机设计方案,更好地为用户提供便利。方法 通过用户调研,寻求智能割草机器人设计点,结合层次分析法(AHP),建立评价模型与判断矩阵,获取设计要素权重值。输出3款设计模型,通过模糊评价进行百分制运算,对智能割草机设计方案进行评价与筛选。结果 通过智能割草机器人方案设计评价模型,对设计方案进行优化,设计出用户满意的智能割草机方案。结论 层次分析法(AHP)以及模糊评价方法的应用,可以有效减少智能割草机设计过程中人为因素的影响,使设计程序更清晰、合理。提升了割草机的安全性、环境适用性以及智能化程度,得到了最优设计方案,同时也为户外移动机器人领域提供了新的研究方向及理论参考。     

Optimization design of axial fan blade

A series airfoil was obtained through optimization design which aimed to promote lift–drag ratio, and the new airfoil series was used to construct a blade. The chord length and installation angle of the blade along the blade height were optimized by using orthogonal optimization. Three design options (straight blades, C-type blades and forward swept blades) are examined in this paper. Taking an axial fan as the research object, the whole 3D numerical simulation was conducted by using Ansys-CFX. Axial fans with three kinds of blades are discussed and compared under design and off-design conditions. The present results show that: under design conditions, the total pressure efficiency of the axial flow fan with the forward swept blade is the highest, and the C-type blade has slightly lower efficiency while the straight blade has the lowest efficiency. Under off-design conditions, the aerodynamic performance of the forward-swept blade and C-type blade fans are better than that of the straight-blade fans.     

仿蟋蟀切齿叶减阻灭茬刀片设计与试验

为了降低切茬装置切割粉碎玉米根茬所需的功耗,以蟋蟀切齿叶为仿生原型设计了2种仿生灭茬刀片。应用MATLAB软件提取切齿叶部分的轮廓特征,分析其优良的减阻特性,并将此轮廓特征应用于灭茬刀片正刀刃的设计,设计出仿生刀片A;考虑到加工难易程度和经济成本,以二次函数为轮廓特征设计出仿生刀片B。在同等工作参数（前进速度为1 m/s,刀辊转速为420 r/min,耕深为50 mm）前提下,利用ANSYS/LS-DYNA软件仿真和田间试验的方法对2种仿生刀片和原型刀片的载荷状况进行对比分析。仿真结果表明：仿生刀片A和B的最大切削力（分别为881 N和908 N）较原型刀片的最大切削力（1 079 N）分别降低18.35%和15.85%;田间试验结果表明：仿生灭茬刀片A和B的平均扭矩和变异系数分别为267.894 N·m,2.31%和275.843 N·m,2.11%,原型灭茬刀片平均扭矩和变异系数为299.712 N·m和2.33%,且3种灭茬刀片的作业质量（灭茬深度和根茬粉碎率）均可达到相关国家标准。研究结果可为灭茬刀片的减阻降耗设计提供理论指导。     

Entropy minimization in turbine cascade using continuous adjoint formulation

A complete continuous adjoint formulation is presented here for the optimization of the turbulent flow entropy generation rate through a turbine cascade. The adjoint method allows one to have many design variables, but still afford to compute the objective function gradient. The new adjoint system can be applied to different structured and unstructured grids as well as mixed subsonic and supersonic flows. For turbulent flow simulation, the k–ω shear-stress transport turbulence model and Roe's flux function are used. To ensure all possible shape models, a mesh-point method is used for design parameters, and an implicit smoothing function is implemented to avoid the generation of non-smoothed blades. To analyse the capability of the presented algorithm, the shape of a turbine cascade blade is redesigned and a few physical observations are made on how the scheme improves the blade performance.     

基于灵敏度分析的盘式开沟机性能分析及优化

为了解决某盘式开沟机工作时刀盘断裂的问题,采用响应面分析方法和灵敏度分析方法对开沟机进行性能分析及优化.首先,建立了开沟机仿真模型,利用有限元分析法对开沟机刀具进行动力学仿真,通过响应面分析得出了刀盘边缘应力集中是刀盘断裂的主要原因;其次,通过灵敏度分析得到了导致刀盘断裂的最大应力对各刀具受力的灵敏度,建立了基于不同刀...     

烟支吸附装置流场分析与优化设计

目的 针对烟支传递与包装平稳性差的缺点,采用计算流体动力学（CFD）方法对烟支吸附通道内部流场进行三维数值分析。方法 研究关键部位流动特性,分析流速、压力分布及湍流耗散,提出结构改进方案。结果 流场压力和流速在烟支吸附口与风机连接位置分布不合理,拐角处湍流动能高,烟支吸附口至风机位置压力损失为5 268 Pa。风机管道存在逆压梯度,产生气流漩涡,压力损失值为14 000 Pa,高于工业需求。优化模型中,风机管道包含2个拐角时,压力损失降低了7 000 Pa,烟支吸附效果提升了350%。风机管道包含一个拐角时,压力损失降低了6 200 Pa,烟支吸附效果提升了390%,通道流场分布合理性得到改善。结论 基于仿真结果,优化风机与出风口管道连接方式,通过流场分析可为烟支吸附装置的优化设计提供一定技术支持。     

A computational procedure for prebending of wind turbine blades

Prebending of wind turbine blades constitutes a viable engineering solution to the problem of tower clearance, that is, ensuring that during wind turbine operation there is sufficient distance between the rotor blades and the tower to avoid collision. The prebent shape of the blade must be such that when the turbine rotor is subjected to wind and inertial loads, the blades are straightened into their design configuration. In this paper, we propose a method for accurate prediction of the prebent shape of wind turbine blades. The method relies on a stand‐alone aerodynamics simulation that provides the wind loads on a rigidly spinning rotor, followed by a series of structural mechanics simulations to determine the stress‐free prebent shape of the blade. This procedure involves only one‐way coupling between the fluid and structural mechanics, which avoids the challenges of solving the coupled fluid–structure interaction problem. The proposed methodology, which has no limitations on the blade geometry and structural modeling, is successfully applied to prebending of a 63‐m offshore wind turbine blade. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

铝合金风扇叶片压铸模具设计

目的采用铝合金代替传统塑料风扇叶片,适应节能减排、绿色铸造发展的趋势。方法采用UG建模和Anycasting软件,对铝合金风扇叶片的压铸模具进行设计,包括分型面设计、型芯型腔结构设计、浇注系统设计、溢流槽设计、排气系统设计、推出机构设计、冷却系统设计等,并对其压铸成形过程进行了数值模拟。结果风扇扇叶部分最后凝固且容易产生缩松和气孔,将溢流槽向扇叶方向移动,收集扇叶和扇叶之间的气体和夹杂,加强对缺陷处的排气,缺陷基本消失。结论设计的压铸模具满足铝合金风扇叶片的生产要求,符合节能减排、绿色铸造发展的趋势。     

SPR+UPS+UPR并联机构的逆运动学和工作空间分析

目的 获得悬浮烘箱内具有提高风场均匀性和风刀出口气流均匀性的导流板结构,完成烘箱体结构优化。方法 采用SolidWorks软件对烘箱风室的流体域进行建模,提取现场测试数据作为边界条件,利用Fluent软件完成风室稳态流场的仿真计算。根据计算结果提出结构优化方案,并将优化结果进行对比。结果 加入导流板结构后,烘箱风室风场和风刀出口处气流的均匀性均得到了提高。提出的4种结构优化方案中,加入曲线型导流板的风室风场更为均匀,各风刀出口处气流的平均速度均方差由0.25降至0.03,总体平均均匀度由80.7%提升至92.3%。结论 曲线型结构导流板的导流效果优于直角型结构的导流板,能有效提高风室风场和风刀出口气流的均匀性,保证极片烘干效果的一致性,并为烘箱体的结构优化与设计提供理论基础。