均匀流场中三维陷落腔流激振荡实验研究

针对均匀流场中,三维等高型陷落腔因分离流而产生的流激振荡问题,开展了系列的实验研究.实验过程中,主要考虑来流攻角为0时,流速变化(Re=2.06×105~1.16×106)对三维陷落腔流激振荡特性的影响.同时,分别测量了三维腔体侧壁周向及垂向流体压力,分析了腔体内稳态压力和脉动压力的周口、垂向分布规律及腔口剪切层自持振荡特性.实验结果表明:均匀流场中三维陷落腔内部压力分布复杂,且当雷诺数大于某值时腔体内稳态压力全都呈现出负压,同时腔口随边处存在着较大的脉动压力,且脉动压力随相对高度增加而减小,但腔口导边及侧面处的脉动压力随相对高度增加而增大.剪切层自持振荡频率的无量纲数St数随Re变化为一常数值,但其值略大于气流场中二维陷落腔的St数.     

静电纺EVOH-SO3 Li/PEGDMA隔膜的性能

用聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)改性聚乙烯-乙烯醇磺酸锂(EVOH-SO_3Li),采用高压静电纺丝技术纺成相互交错结构的纤维隔膜。对制备的隔膜分别进行化学结构、微观形貌、吸液率和孔隙率、胀缩率、机械性能和热性能(TG和DSC)的测试和分析。结果表明:EVOHSO_3Li/PEGDMA复合隔膜材料的纤维丝光滑、粗细均匀、无珠体结构;与EVOH-SO3Li隔膜材料相比,在EVOH-SO_3Li/PEGDMA质量比为100/40时复合隔膜的综合性能最佳,孔隙率和吸液率分别为60%和258%,复合隔膜材料的胀缩率和拉伸强度都有所提高,分别为1. 42和5. 2 MPa;加入PEGDMA改性后的隔膜的热分解性能基本不变,起始热分解温度为270℃。     

均匀流场中串列双圆柱水动力特性的数值实验研究

采用计算流体软件CFX-5中Large-eddy simulation(LES)模型计算了二维不可压缩均匀流中孤立圆柱及串列双圆柱的水动力特性.使用非结构化网格六面体单元和有限体积法对二维N-S方程进行求解.数值实验着重研究了高雷诺数时串列双圆柱在不同间距比时的压力分布、阻力、升力及St数随Re数的变化趋势.稳态力及St数的数值计算结果与实验结果吻合较好.     

格栅对海底阀箱剪切层处水动力特性的影响分析

对比船舶海底阀箱剪切层处有无格栅情况时剪切层处的水动力特性,以不可压缩Navier-Stokes方程为控制方程,利用计算流体力学软件CFX中的 LES（Larger eddy simulation）湍流模型,采用Simple算法进行不同箱型结构流激振荡问题的数值计算与分析。数值计算结果表明：阀箱口格栅的存在使得剪切层处流体的流态更加复杂,且具有大量的小涡从箱口导边脱出,在向随边运动中破碎;格栅的存在使得剪切层处稳态压力系数增大,脉动压力系数减小,使剪切层的振荡频率呈现单峰现象,且振频值增大。     

基于SMA的关节驱动器的力学分析及控制

分析了一种用于水下微小型仿生机器人的形状记忆合金(SMA)关节驱动器的力学特性,并通过模糊控制的方法对其进行了实验研究。结果表明:对于物理特性呈非线性、温度滞后、时变和受温度影响很大的SMA驱动器来说,采用模糊控制的方法,能够使驱动器稳定、平滑的工作,尽管产生了轻微的超调现象,但收到了令人较为满意的效果。因此,将模糊控制方法应用于SMA驱动器的控制有一定的理论意义和应用价值。     

陷落腔剪切层自持振荡的数值计算分析

该文主要研究陷落腔剪切层自持振荡的水动力特性,以不可压缩Navier-Stokes方程为控制方程,利用计算流体力学软件CFX中的高级湍流模型Larger eddy simulation(LES),使用simple算法进行数值仿真计算.数值计算结果表明:随着腔中的大涡沿着随边向上爬升并趋于稳定,在腔口导边处不断有附着涡脱出,而后又很快的破碎;得出不同雷诺数下腔口剪切层处的压力系数沿周向的分布规律及剪切层自持振荡的频率特性,总结出剪切层处的各阶振荡频率随着雷诺数的不同趋于常数;将数值计算得出的结果与物理实验的数据进行对比分析,从而验证了数值计算的可靠性.     

陷落腔跨度对剪切层自持振荡特性的影响

针对均匀流场中不同跨度的三维陷落腔因流分离而产生的剪切层自持振荡问题,开展了系列实验研究.在来流为0°攻角,Re=2.06×10-5～1.16×10-6时分析了腔体跨度变化对三维陷落腔剪切层自持振荡特性的影响.实验中测量了三维腔体剪切层处腔体侧壁的周向流体压力,分析了腔口剪切层处流体压力的分布规律及其自持振荡特性.实验结果表明:均匀流作用下,腔体跨度的增大使剪切层处稳态压力系数CP增大,使剪切层随边处C′P增大,但腔体跨度的增加会使剪切层自持振荡频率明显降低.     

首部射流对圆柱涡激振荡抑制的实验研究

各工程领域中的细长柱体结构常因旋涡脱落导致结构振荡(或振动)甚至疲劳破坏,为了减弱或抑制涡激振荡(或振动),有必要针对有效的旋涡脱落抑制方法展开研究.本文采用首部射流方法设计了一套流动控制装置来抑制模型的涡激振荡.通过拖曳水池中开展的实验,利用Qualisys光学运动捕捉系统,针对3种开孔布置方案和多组射流流量进行测试...     

基于LES方法圆柱绕流三维数值模拟

该文采用计算流体软件CFX5中Large-eddy simulation(LES)模型计算了均匀流场中三维圆柱绕流的水动力特性。使用有限体积法对三维N-S方程进行求解。数值模拟着重研究了高雷诺数时展向各截面的压力、阻力、升力及涡管特性。数值计算结果表明:展向各截面柱体受力关于中截面对称且小于二维情况,柱体周围流场呈现明显的三维特性。