螺旋翅片管簇散热器优化设计

本文从理论上分析了自然对流方式下螺施翅片管簇散热器的翅高、翅厚、管径、翅间距，罩高对散热器的热工性能的影响．利用已有的经平板通道的自然对流换热公式，采用修正该公式中在极高度的方法及光滑圆管自然对流换热公式，给出了计算螺旋翅片管簇散热量的半理论计算方法．利用计算机分析了各影响因素对散热器换热量影响的程度；以金属热强度最大为优化目标，给出了该类型散热器的最佳结构参数族。     

Optimizing the Design of Space Radiators

A procedure for optimizing the configuration of a heat pipe/fin radiating element in terms of heat rejected per radiating mass has been developed. The optimization was carried out analytically by expressing the heat radiated per radiating mass in terms of a function involving a dimensionless heat transfer coefficient and the dimensionless thermal gradient at the root of the fin where it joins the heat pipe. The dimensionless Stefan–Boltzmann radiation equation was solved numerically to determine the value that maximizes the function that determines the heat transfer per radiating mass. Once this value is obtained, the optimum width and thickness of the fins as well as the heat radiated per mass can be specified in terms of the operating temperature, emissivity, diameter, and mass/length of the heat pipe, and the density and thermal conductivity of the fin material. The resulting analytical expression can then be used to determine the maximum heat radiated per radiating mass over a wide range of operating conditions, to optimize the design of a specific heat pipe/fin combination, and to conduct analyses of the influence of design and materials properties on the performance of the system. The optimization procedure was carried out for the case of uniformly tapered fins as well as for flat fins.     

柔性长鳍波动推进流体动力测试平台

为辅助研究鱼类MPF推进模式中的柔性长鳍波动推进动力学问题,论文研究了构建柔性长鳍波动推进流体动力测试平台的技术方案.论文首先根据功能需求确定了测试平台的总体结构,并着重讨论了作为受试模型的柔性长鳍仿生装置以及具有6分力与6自由度运动参数测量功能的流体动力测量系统的设计与实现.测试平台利用仿生装置模拟仿生对象多种波动运动模式,借助测量系统对受试模型的各种波动运动进行静态与动态流体动力/力矩测量,并通过测控系统对整个平台进行远程测控.论文研究的测试平台将为柔性长鳍波动推进机理及控制技术研究提供重要试验平台.     

带亲水层波纹翅片管换热器空气侧特性的参数影响分析

为了确定翅片间距、管排数和入口空气相对湿度等参数对析湿工况下带亲水层波纹翅片空气侧特性的影响，对7个带亲水层的波纹翅片管换热器进行了试验研究，并分别以Colbum换热因子和Fanning摩擦因子来反映空气侧换热和压降特性。结果表明，换热和摩擦因子都随着翅片间距的减小而增大。换热因子随着管排数的增加而减小，而摩擦因子受管排数的影响不显著。当入口相对湿度增大时，换热因子增大，而摩擦因子则几乎不变。入口水温越低，则入口空气相对湿度对换热因子的影响越显著。     

减摇鳍-减摇水舱综合减摇实验装置的研究

采用了减摇鳍-减摇水舱综合减摇的数学模型，对综合减摇数学模型在实验装置上的实现方法进行了分析。通过用软件模拟船舶横摇阻尼力矩的方法可以实现台架模拟船舶的横摇运动，通过对船舶-水舱系统数学模型的分析，可用近似二项式替代的方法来简化船舶-水舱系统数学模型，并通过仿真选出了较理想的近似参数值，使综合减摇数学模型在实验装置上的实现成为可能。通过对综合减摇理论数学模型和综合减摇实验装置模型的仿真分析，可以看出两者有较好的相似性，说明用文中综合减摇实验装置来模拟综合减摇系统的实现方法是可行的。     

非定常流中桨后舵附推力鳍的数值模拟

采用基于速度势的面元法计算螺旋桨与其后舵附推力鳍的非定常水动力性能，船体对螺旋桨的影响以桨盘面处的非均匀伴流来模拟．计算了螺旋桨0．7半径处在旋转一周过程中表面压力分布的变化情况，并与试验数值进行对比．在此基础上，计算了处于非均匀来流的螺旋桨后的舵附推力鳍的水动力性能．舵附推力鳍与螺旋桨的互相干扰以迭代处理，分析了采用不同剖面的推力鳍其助推效率的变化，将鱼形鳍剖面引入推力鳍中，并对鱼形鳍随边处进行了一些修改，计算了螺旋桨在旋转一周过程中，鱼形推力鳍助推效率的变化，计算结果与相同展长、弦长的NACA0018剖面相比，鱼形鳍的助推效率增加了约30％．     

2D楔型舵的空泡流场特性研究

水下航行体的航行性能直接受其操纵舵的影响，为确保航行体在全沾湿以及超空泡航行状态时均具有良好的稳定性，该文采用理论数值方法详细分析比较了2种典型楔型舵翼型在不同航行状态下的空泡形态及其升／阻力系数的变化规律，研究结果表明，随着来流攻角的增大，阻力系数呈现先减小后增大的趋势，且大空泡数条件下2种楔型舵的舵效相当，但有平行后体时的楔型舵在小空泡数条件下具有较高的舵效，需合理选择楔型舵以确保航行体具有稳定的航行性能。     

基于改进主从控制结构的海洋机器人零航速减摇鳍系统

利用零航速减摇鳍系统实现对海洋机器人在近水面低速航行时的横摇姿态控制. 基于零航速减摇鳍的非线 性动态特性和海洋机器人横摇解耦模型, 提出具有主从结构的横摇减摇控制规律. 设计具有积分滑模面的变结构控 制规律, 估算系统期望横摇扶正力矩, 并进一步结合非线性跟踪控制理论和反馈线性化方法, 建立减摇鳍子系统模 型, 设计从属控制规律驱动减摇鳍产生实际横摇稳定力矩. 仿真结果和理论分析表明, 所设计的控制规律是稳定且有 效的.

     

Performance of symmetric polygonal fins with and without tip loss — A comparison of different methods of prediction

No analytical solution exists for estimating the efficiency of symmetric polygonal fins (SPFs) circumscribing circular tubes. Performance of such fins is conventionally determined from either of the two approximate techniques, namely, the equivalent annulus method and the sector method. The present work aims to judge the relative merits and applicability of these two methods critically. To this end, the results obtained from the approximate techniques have compared with those obtained from a semi‐analytical technique. It has been noted that, with the increase of the tip heat loss, the accuracy of prediction from any of the approximate methods decreases. For the sector method, a modification has been suggested. The prediction from the modified version of the sector method is always more accurate than that from the equivalent annulus method. It has been further illustrated that though the approximate techniques can be employed for the prediction of efficiency, they cannot be used to predict the tip temperatures accurately.     

等截面柱形直肋-维修正传热(近似解)方程及肋传热量的新的简化计算

针对一维经典肋传热方程及近似解的局限性，推出了等截面柱形直肋的一维修正肋传热方程及修正近似解。进一步针对工程中肋端传热时热量的简化计算法提出了一种新的更为精确的修正简化计算公式。数值比较结果表明：提出的公式不仅具有原经典公式相同形式及简洁性，而且使得肋根部热流率及各截面平均温度的计算精度有了显著的提高，并将公式的应用范围扩大至较大Bi数，这为肋片的工程设计优化和应用提供了更为准确而直观的求解方法。