空气自然对流式质子交换膜燃料电池的三维建模和实验分析

在空气自然对流式燃料电池内部,速度、温度、组分浓度及电流分布特性有着极强的耦合作用.氧气质量传输限制引起的浓度过电位是这种燃料电池的主要性能损失.从自然对流、传热传质的角度,建立了三维数学模型.利用三维流体动力学软件和用户建立的子程序,对自然对流下Navier-Stokes 方程,能量方程,电化学动力学方程以及组分、水的传输方程进行了数值求解.通过分析数值计算的结果,结合自然对流的特性,设计了实验系统.对温度分布和电池性能进行了测试.对空气湿度对电池性能的影响进行了分析.数值计算结果与实验结果很好地吻合.模型的建立,对于认识空气自然对流式质子交换膜燃料电池内部的耦合传输现象有极大的意义,可以作为质子交换膜燃料电池的计算机辅助优化设计工具.     

铜翅片管热水器的特性研究

以铜翅片管换热器为研究对象,通过合理的简化模型,以相邻2片换热片(取半片)及其之间的烟气通道作为计算区域,利用流体力学软件CFX对烟气通道的流动状况和换热情况进行了数值模拟。研究了管径、翅片厚度和翅片间距对排烟温度的影响,结果表明随着管径和翅片间距的增大排烟温度升高,随着翅片厚度增大排烟温度降低,排烟温度的升高或降低将影响排烟损失的大小,从而影响热效率。该数值模拟结果对改进翅片结构以提高热效率有一定指导意义。     

牵引变电站带电水冲洗机器人设计

为了提高牵引变电站绝缘子带电水冲洗作业的安全性,针对110 kV牵引变电站,设计和开发出一种全新的履带式带电水冲洗机器人,能够实现旋转和俯仰以及联合动作。由于工作条件的要求,使用了自制旋转接头来保证机器人的长期可靠工作,并对冲洗效果有重要影响的喷嘴进行了设计和仿真计算。在远程控制下,该水冲洗机器人可以替代人工完成大部分水冲洗作业,从而提高了安全性能、降低了劳动强度。     

小型收割机切割传动机构的设计与尺寸综合优化

针对小型收割机工作条件恶劣、结构紧凑、可靠性高的特点,提出一种采用空间连杆机构代替传统平面连杆机构的新型切割传动机构。采用谐波特征参数法建立该机构的数值图谱,结合半喂入式两行收割机的参数指标,对新型机构进行了尺寸综合和优化。将优化后的新机构与目前小型收割机的标杆产品pro208从尺寸大小和传力性能2个方面进行了分析比较。结果表明,新型机构的尺寸减小了34%,最小传动角γ_min=68.45°,2项指标都优于传统机构。       

流量控制阀不同配流形式的研究

根据液压控制和流体力学仿真的原理,用MATLAB/Simulink作为仿真工具,建立电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵的控制模型,对变量柱塞泵的流量控制阀不同配流形式进行了仿真研究,分析了泵内阀的关键参数对其工作特性的影响.     

基于计算流体动力学解析的液压锥阀噪声评价

结合试验结果和计算流体动力学的解析结果，研究液压锥阀的噪声评价方法。对Oshima和Ichikawa试验所用的液压锥阀进行计算流体动力学解析，得到流入和流出两种工况下，对应不同的锥面夹角时阀座上的压力分布和速度分布。
对压力和速度进行积分加权分析，结合前人试验所得液压锥阀噪声特性，找到一种基于压力分布和漩涡脱离回流的液压锥阀噪声特性评价方法。应用该方法对实际液压锥阀进行噪声评价，评价结果与试验结果一致，证明了该方法的可行性。     

基于道路模拟的摩托车动力学仿真

为对摩托车动力学性能进行可靠分析和评价,提出了基于道路模拟和虚拟样机的摩托车动力学仿真方法。运用CATIA、NASTRAN和ADAMS等软件,建立了刚柔耦合摩托车虚拟样机模型,基于MTS摩托车两通道轮胎耦合道路模拟试验机激励约束方式,进一步建立了摩托车动力学仿真平台,通过把仿真结果与试验结果进行对比,仿真模型和平台被反复修正并达到了较高的精度。在仿真测试平台上输入道路模拟试验机迭代驱动信号或不同路面谱信号,可代替道路模拟试验机对摩托车进行舒适性、耐久性模拟试验,从而大大缩短试验周期,降低试验成本,提高试验安全性。     

GA和BP神经网络在电池散热中的应用

针对电池散热问题,利用GA与BP神经网络对电池间隙与进风口风速进行了优化并利用FLUENT进行了仿真验证。为了获取较高泛化能力的BP神经网络,在建立能反映电池组间隙、进风口风速与电池组最高温度关系的神经网络的同时,利用GA对BP神经网络的初始权值阈值进行了优化,并对训练好的神经网络进行寻优求解,获得最高温度最低时所对应的电池间隙和进风口风速。在此基础上进行仿真验证,仿真结果与寻优结果基本一致,电池组流场平稳,温度得到有效降低且与预测温度基本差别不大。     

关联用户的汽车传动系载荷谱室内台架试验编制方法

为了编制汽车传动系室内台架耐久试验载荷,实车采集用户行驶载荷数据,采用雨流计数法和数理统计方法对测得的载荷数据进行压缩处理,在重构的载荷谱中找到不同转矩载荷等级所对应的转速和挡位信息,把传统的载荷-时间频次关系,转变为载荷-发动机飞轮旋转频次关系,同时记录各载荷等级对应的各个挡位的频次,获得基于不同载荷等级下转速和挡位的统计分布。利用门限峰值理论载荷外推方法获得包含转速和挡位信息的传动系时域外推载荷谱,运用重新定义采样率和样条插补方法对随机载荷进行处理,获得适合台架试验使用的随机载荷谱。把用户使用的实车工况数据与台架试验结合起来,避免了试验的盲目性,为准确评价汽车传动系零部件的可靠性和制定科学的室内台架试验规范提供依据。     

VB调用ANSYS与MATLAB在可靠性计算中的应用

介绍了一种基于VB后台调用ANSYS和MATLAB进行设计计算的方法.通过借助VB设计的参数化输入界面,调用APDL编写的模型分析程序和MATLAB编写的可靠性计算程序,实现了在用户界面上以可视化的形式显示计算结果功能,并应用于铁路接触网设计的可靠性计算中,结果显示证明了计算软件的可行性和实用性.