基于PTV的钛合金离心铸造物理模拟流速表征

针对钛合金立式离心铸造过程,结合粒子追踪测速技术（PTV）,对相似钛合金流体充型速度进行定量表征。首先,基于物理模拟相似性原理,设计了试验模具,配置了常温相似流体;其次,进行了不同转速和浇注速度参数的物理模拟试验,并采用PTV方法获得粒子随流体运动的瞬态速度;最后分析了流体运动特征:示踪粒子会沿着与旋转速度相对的型腔壁面运动;低转速条件下适当提高离心转速和减小浇注速度有利于流体平稳充型。     

利用遗传模拟退火算法优化神经网络结构

常用的神经网络是通过固定的网络结构得到最优权值,使网络的实用性受到影响。引入了一种基于方向的交叉算子和变异算子,同时把模拟退火算法引入了遗传算法,结合遗传算法和模拟退火算法的优点,提出了一种优化神经网络结构的遗传——模拟退火混合算法,实现了网络结构和权值的同时优化。仿真实验表明,与遗传算法和模拟退火算法相比,该算法优化的神经网络收敛速度较快、预测精度较高,提高了网络的处理能力。     

考虑多输入同时翻转的晶体管级时序分析技术

为了克服现有延时模型所遇到的困难,本文对静态时序分析中通过晶体管级电路模拟来计算门延时的方法进行了研究,该技术的关键是延时测试波形的自动生成。文中分析了多输入同时翻转对最大门延时的影响,提出了一种可以用于测试波形生成的多输入同时翻转模型。基于该模型,提出了互补CMOS电路和传输管电路延时测试波形的生成算法。将模拟计算门延时的方法与晶体管级电路的功能模型提取技术结合在一起,实现了一个晶体管级电路的静态时序分析工具-SpiceTime。实验结果表明,SpiceTime的分析结果均大于HSPICE的模拟结果,而且误差不超过2．7％。Spice-Time的分析时间与电路大小成线性关系,单个门的平均分析时间约为0．3秒。实验结果表明,如果使用单信号翻转模型,最大延时最多可以被低估4．8％。     

加法器溢出处理的优化设计与实现

本文提出了一种带溢出处理功能的加法与分支模块的新结构。这种结构无需等待特定的溢出判断信号,从而减少了溢出处理的延时开销。本文主要针对关键路径上控制信号的竞争问题,提出了两种解决方案。基于数学的角度重新分析各控制信号与数据输入之间的关系,把较早到达的0或1提前参与运算。而把较晚到达的0或1推迟参与运算,利用前一级运算的时间生成晚到的控制信号,成功地解决了关键路径上控制信号的竞争问题。此设计在0.13μmCMOS工艺中实现,版图后仿真最大延时为590ps,较之前结构减少了210ps,达到预期优化目的,实现了时序收敛,有效地提高了加法器的运算效率。     

枞树型槽上游泵送机械密封稳态特性数值分析

针对电机轴承密封可靠性差的问题,提出一种适用于电机的枞树型槽上游泵送机械密封。在MATLAB环境下求解液膜稳态雷诺方程,得到枞树型槽上游泵送机械密封端面液膜压力分布,分析端面结构参数如槽深比、螺旋角、槽坝比对密封稳态特性的影响规律,并给出枞树型槽结构参数的设计优选范围。结果表明:该机械密封具有较好的动压效应;随着槽深比的增加,开启力、泵送量和液膜刚度均先增大后迅速减小,摩擦因数则缓慢增大;随着螺旋角的增大,开启力和泵送量逐渐减小,刚度先增大后减小;随着槽坝比的增大,开启力和泵送量增加,摩擦因数增大,刚度先逐渐增大而趋于稳定;槽深比和螺旋角对枞树型槽上游泵送机械密封的稳态特性影响较大,而槽坝比的影响较小;取槽深比1. 0～4. 0、螺旋角15°～25°、槽坝比1. 5～2. 5时,机械密封可获得较大开启力和液膜刚度、较小摩擦因数等较好的综合性能。     

非接触式机械密封端面温度求解方法

针对工程中密封环端面温度难以测量的情况,研究非接触式机械密封端面温度求解方法。建立有限元传热模型,对密封环传热进行正向计算,获得密封环稳态温度分布;对有限元方程进行修改,基于修改后所得计算结果使用多项式拟合与Trefftz方程近似2种方法对端面温度进行预测,并对2种方法的精度进行对比;减少已知温度节点的数量,即相当于在工程中减少热电偶的使用数量,在有限元方程中使用修改后的插值函数对剩余节点温度进行计算,并以此插值函数讨论已知温度节点数量对计算结果的影响,在确定最优值后对不同参数下的预测误差进行对比。结果表明:2种预测方法所得结果误差都随着转速的增加而增大,随密封介质温度的升高而减小,但Trefftz方程所得的预测效果要好于多项式;经过计算发现使用4插值节点所得的结果与精确解吻合良好。     

基于相变效应的内压型螺旋槽液膜密封性能分析

液膜相变现象不仅改变了端面润滑状态,而且对密封性能及稳定性有着显著的影响。使用有限体积法对控制方程进行离散,研究了螺旋槽结构参数与密封工况参数对密封性能及液膜相变率的影响。结果表明：开启力与泄漏量随螺旋角、槽数、槽深、压差、转速的增大而增大,随槽面宽比、槽台宽比的增大先增大后减小,分别在槽面宽比ζ=0.5与槽台宽比φ=0.7时取到最大值。相变率随螺旋角、转速的增大而增大,随槽数、槽深、压差、槽台宽比的增大而减小,随槽面宽比的增大先减小后增大,在槽面宽比ζ=0.8时取最小值。通过对各参数合理地选择与组合,可以有效地抑制相变进程,进而在保证密封运行稳定的同时利用相变现象提高密封性能。     

考虑涡动工况的螺旋槽液膜密封性能分析

为进一步探索液膜密封性能影响机制,以上游泵送螺旋槽液膜密封为研究对象,基于满足质量守恒的Schnerr-Sauer空化模型,建立密封环涡动模型并基于圆形涡动轨迹,探讨了不同操作工况如压差、转速和膜厚时,涡动方向对密封性能和液膜空化影响。结果表明：正向涡动在变压差和变转速时均可提升液膜承载能力但加剧了泄漏量,反向涡动虽减小泄漏量但较大幅度降低液膜承载能力,不利于密封稳定性;变膜厚时,反向涡动显著降低液膜承载能力,而较大膜厚时正向涡动提升液膜承载能力相对较小;正向涡动有效促生液膜空化,而反向涡动在变压差时有助于抑制液膜空化但低速时对其无影响,并且受膜厚影响较小