为研究气动喷砂枪喷嘴喷射颗粒对自身造成的冲蚀磨损情况,通过选取渐缩型气动喷砂喷嘴为研究对象,运用CFD软件对其内部流场及颗粒运动特性进行模拟分析;通过改变收缩角度、颗粒粒径及颗粒质量流率进一步分析影响喷嘴冲蚀速率变化的规律。结果表明:喷嘴的冲蚀区域主要集中在收缩段及收缩段与出口段交界面处;以收缩角度为30°、45°、60°的喷嘴为例,随收缩角度的增加,冲蚀区域出现“逆向发展”;随颗粒粒径的增加,喷嘴最大冲蚀速率呈现先下降后上升的“U”形变化趋势,且其最低点所对应的粒径与收缩角度成反比;随颗粒质量流率的增加,喷嘴最大冲蚀速率呈上升趋势,但并未呈现线性关系。

为了提高引射模态火箭射流引射抽吸能力和发动机性能,利用全流道一体化数值模拟方法,针对马赫数为0.8飞行状态,研究了主次流总压比对引射空气流量、气动壅塞的影响规律,结果表明:在低总压比条件下,提高主次流总压比,可提高火箭射流的引射抽吸能力,引射空气流量增大;随着总压比的进一步提高,欠膨胀的火箭射流超声速势核区会挤压引射空气流道,冲压燃烧室反压前传导致引射空气流量降低;主次流总压比高于350,火箭射流会将引射空气流道堵塞,产生气动壅塞,引射空气流量降低为零。在一定范围内,提高主次流总压比有利于提高引射模态发动机性能。

采用数值方法研究了亚声速地面效应条件下不同翼型的气动特性,进一步以Ma=0.5来流工况为例,研究了翼型参数和飞行高度对气动特性的影响。计算结果表明在Ma为0.5、迎角为6°的地效情况下,翼型弯度减小,更容易在翼型前缘产生激波阻力;翼型下翼面后缘弯度增大使得后缘压力更高,升力系数和低头力矩相应增大;随着飞行高度的减小,地效作用加强,翼型下翼面压力增大,下翼面的升力增量大于上翼面吸力损失,机翼升力系数和升阻比增加越来越显著。

为满足高超声速飞行器在概念设计和优化设计中对气动力快速计算的需求,基于C/C++研究和开发了高超声速飞行器的气动力快速计算程序。使用该程序对HL-20升力体和双椭球模型的气动力特性进行计算,将计算结果与风洞实验数据进行对比分析。结果表明,计算结果与风洞实验数据吻合良好,该程序能够准确计算高超声速飞行器的升阻特性。通过修改工程计算方法,对比计算数据,验证本文使用的计算方法的精度,同时也体现了该程序可以灵活选择适合的计算方法的特性。此外,该程序不仅可以自由的更换计算方法,还能够作为C++的库文件链接成为优化程序的一部分,实现高超声速飞行器的概念设计和优化设计。

为研究超声速状态下不同剖面形状弹翼的气动性能影响,本文设计了具有相同面积和展弦比的弧形剖面、菱形剖面及六边形剖面三种弹翼,采用CFD数值模拟方法分别计算在0°、5°、10°及15°迎角下,马赫数从0.8到2变化时,分别比较三种不同剖面形状弹翼的升力系数、阻力系数及升阻比,分析了三种不同剖面形状弹翼的气动特性。结果表明,在不同的迎角下,三种不同剖面形状弹翼中,菱形剖面弹翼的升阻比特性最好,其激波阻力最小,六边形剖面弹翼的阻力特性最差,三种弹翼的升力特性差距不大。

风力发电是新能源利用的重要方式,风力发电机叶片翼型的气动参数特性分析对叶片翼型设计具有重要意义。采用数值方法研究不同攻角时NACA4415翼型的气动特性。利用ICEM对NACA4415翼型进行结构化网格划分,建立S-A湍流模型进行数值计算。结果表明在6°攻角时翼型存在最大升阻比,此时翼型的气动性能最佳,对风能利用率最高;14°攻角时翼型开始出现失速,翼型后部出现的气流分离是造成失速的主要原因。

针对高速列车外流场气动噪声完成了在线实验测试研究,对列车模型进行了简化并确定了合理性;进行了列车模型湍流流场模拟,完成了列车远场气动噪声的预测研究.研究表明,合理缩短列车不会改变车身表面声功率分布规律;高速列车气动噪声属于宽频带噪声;在频率范围(0~5000 Hz)内气动噪声仿真与实验结果吻合较好,说明仿真方法准确度高;列车转向架处湍流最为剧烈,其次为车头鼻锥处;车身表面的气流最为平缓,进一步说明缩短列车模型的合理性.所提出的仿真方法能够为高速列车的结构优化设计提供依据,并能验证高速列车气动噪声控制方法的有效性.

当前,智能机械制造技术快速发展,相关智能设备、智能机械的出现替代了很多原本需要人力来完成的工作,大大解放了劳动力,提升了生产工作效率。目前,人工智能技术在生产制造领域应用越来越广泛。因此,基于单片机控制基础,研究气动机械手设计方案,以期为智能机械设计和应用提供一些思路。

介绍了气动管道传输系统的使用情况、工作原理以及系统工作站类型和技术特点,详细分析了常见硬件故障。分别从系统日常使用、保养管理和硬件故障检修两方面提出了针对性的解决方案,保证了系统的使用率,提高了医疗工作的效率,为今后系统优化升级提供了技术支持。

本文介绍的是一台光机电一体化实训设备的气动部分设计,包括系统功能要求、气动系统的原理设计、气动元件的选型、电控部分的原理设计、电控元件选型等。本设计既可用于实训教学,也可用于产品研发生产,实现达到了产教融合。