滑动轴承非线性油膜力的计算结果直接决定了转子-轴承系统非线性动力学分析的精度和效率。针对轴颈扰动下滑动轴承瞬态流场计算中的网格畸变问题,提出了一种适用于小间隙流场3D瞬态计算的变流域动网格技术。通过对滑动轴承润滑流场的瞬态计算,对不同扰动下的线性油膜力与瞬态油膜力进行了对比,并在考虑油膜非线性的影响下,分析了瞬态油膜力径向和切向分量的变化过程。结果表明大扰动工况下,滑动轴承的动特性分析有必要计入油膜非线性的影响;进油口和油槽的存在会明显降低径向油膜力,导致油膜支撑刚度降低;瞬态油膜力切向分量的减小导致了滑动轴承阻尼的降低,进而引起油膜失稳。

为了深入分析混流泵启动过程的瞬态流动结构,研究启动过程叶轮内部能量分布特性及其对瞬态性能的影响,基于正则化螺旋度法提取瞬态流场涡核,对启动过程进口段、叶轮和导叶段内部流动进行涡结构分析,并运用过流断面诊断法对混流泵启动过程内部流动进行诊断。研究结果表明进口观测截面流场的涡核结构受叶轮叶片数的影响较大,涡核总体呈现从分散到集中的演化过程;随着转速增加,叶轮内涡结构正向和反向涡交替变化,并在转速稳定后流动逐渐趋于稳定;导叶内的涡结构在启动初期呈非对称性分布,当转速稳定后,涡结构区域逐渐减少并呈现规律性分布,流体流动趋于稳定。在混流泵启动过程中,随着叶轮旋转加速,总压流随之迅速增大,叶轮对流体做功,流体获得的能量迅速增加;由于流体惯性,加速末期流体获得了大于稳态转速下的能量,这种瞬态效应的......

为研究核电站冷凝泵首级叶轮与导流壳内流瞬态特性,建立叶轮与导流壳的水体模型并进行了数值模拟,得到不同工况下扬程波动的曲线、叶轮受到的径向力矢量分布以及设计工况下叶轮与导流壳内压力脉动的时域和频域特性。计算结果表明大流量下的扬程振幅略高于小流量下的扬程振幅,当叶片出口掠经隔舌处时,扬程达到谷值,当叶片出口逐渐远离隔舌时,扬程达到峰值;从叶轮进口向叶轮出口压力脉动幅值递增;叶轮出口处,从叶片工作面向叶片背面压力脉动幅值递减,导流壳内部压力脉动主频接近叶频,导流壳隔舌附近的压力脉动振幅较大;叶轮在设计工况下径向力平均绝对值较小,且其指向大致与导流壳隔舌呈90°,当偏离设计工况时径向力产生明显的偏向。

目前换热器正朝着结构紧凑、小型化方向发展,换热器的管束细化使管外流场向过渡流状态转变。为了提高换热器的换热效率,采用基于复合网格系统的计算方法,建立了内插串列双圆柱对壁面强化传热模型并进行实验验证,通过数值分析研究过渡流状态下圆柱距壁面的不同间距比(C/D)对壁面传热特性的影响,以期优化圆柱下游壁面的流动传热特性。研究结果表明近壁插入圆柱可强化圆柱下游处的壁面传热;不同C/D值对壁面的传热强化效果有显著影响,壁面的传热强化效果随C/D的增大而减小,在加工工艺条件允许的情况下应尽量使被插圆柱靠近壁面,这为过渡流下换热器的研究提供了参考。

叉排翅片是一种用在换热器表面排列紧凑而高性能的结构，应用极其广泛。目前国内外研究虽获得了大量实验数据和二维（2D）数值结果，但是对实际结构和边界条件下的三维（3D）数值研究涉及较少。为了进一步加深对叉排翅片列的3D数值模拟传热特性的研究，建立了叉排翅片3D数值模型，与实验结果、实验关联式进行了比较，分析了一些模拟与实验误差的因素，验证了实际边界条件下的3D数值模型，并进行了叉排翅片表面传热特性的分析。结果表明，存在一个非定常层流区且其流场在翅片区以外不稳定而在翅片区以内稳定，同时非定常层流区的传热性能比定常层流区的好。

为了探讨蜗壳隔舌形状对离心泵水力性能的影响,本文以一台中比转速离心泵为研究对象,采用数值模拟的方法得到离心泵定常时的内外特性以及非定常时的压力脉动特性。研究结果表明,隔舌安放角在大流量下对离心泵的外特性影响较大,小流量及设计工况下影响较小,在设计工况下存在一个最佳的隔舌安放角使其效率最佳。随着隔舌安放角的增大,离心泵的蜗壳隔舌和出口处的压力增大,湍动能分布更为均匀,靠近隔舌处的高速区面积增加,同时蜗壳出口处的低速区范围加宽。非定常情况下的压力脉动呈周期性变化,且压力脉动随隔舌安放角的增加而减小,当隔舌安放角越大时变化的差异越小,说明适当增大隔舌安放角有助于改善离心泵的内部流动情况以及减小离心泵的压力脉动,提高其水力性能。

AK射流泵的基本方程入手，推导出了射流泵的性能包络线方程，并采用雅克比迭代的方法，利用Matlab绘制出了射流泵的性能包络曲线；联立性能包络线方程，推导并简化了射流泵在高压头比工况下最优参数的计算方法。利用有限元软件ANSYS模拟对比了常规设计方法和新方法设计出的射流泵的性能，发现在高压头比的工况下，常规方法设计出的射流泵面积比过小且喉管过短，不利于工作流体与被吸流体在喉管处充分混合，导致能量损失较大；而新设计方法设计出的射流泵各参敬都比较合理，其性能相比于常规方法设计出的射流泵有很大的改善。

掘进机是煤矿巷道掘进的主要设备，国内现有的掘进机主要依靠截齿截割，当煤岩硬度较大时，截割头振动剧烈，大大缩短了截齿的使用寿命。为了改善截割头的振动情况，在截割头上引入高压水射流辅助截齿截割，并对高压水射流掘进机截割头关键环节进行具体设计。研究发现，截割头上高压水射流配置方式包括四种：前置式、后置式、中心式和侧置式，其中应优先选择前置式，当水压达到40MPa时，截割头上一般可布置（5-15）个喷嘴，且优先布置在工作环境比较恶劣的球面与锥面的过渡位置。进行高压水射流掘进机截割头截割实验，研究表明所设计的截割头能有效降低截割头振动，当水压达到40MPa时，振幅平均值降低45．6％，且振动更加平稳。

为了研究高压水射流对金属表层改性的表面完整性数据,对渗碳处理后的18CrNiMo7-6合金钢的表面进行水射流实验,实验中采用固定靶距,选择水射流压力和喷嘴移动速度作为工艺参数。实验表明,对于硬度在HRC58以上的18CrNiMo7-6渗碳合金钢,水射流表层改性可以显著提高它的表面残余压应力,在150MPa压力,20mm/min的喷嘴移动速度,10mm靶距时,可使表面残余应力由初始的113.5MPa改变为-814.9MPa,水射流表层改性后对其表面硬度有较明显的提高,但冲蚀效应会对其表面粗糙度造成一定的不利影响。

为了进一步研究高压水除鳞喷嘴的射流性能,优化喷嘴的结构参数,选取出口扩张角、锥孔深度、入口收缩角作为参考因素,以喷射角和射流流量作为评价指标,对喷嘴各参考因素对射流性能的影响进行了仿真分析.结合正交试验的方法,对喷嘴各结构参数及其交互作用对其性能影响的显著性及重要性次序进行分析,获得最优的参数组合并对其进行了实验验证.结果表明出口扩张角的增大会使喷射角减小但会使射流流量增加,锥孔深度的增加可以较为全面地提升喷嘴的射流性能,收缩角的增大会使得喷嘴的射流性能减弱,喷嘴的除鳞效果变差;3个参考因素中锥孔深度是对射流性能影响最大的因素;当出口扩张角为80°、锥孔深度为8mm、入口收缩角为65°时喷嘴的射流性能最优.通过将参数优化后的喷嘴的实验结果与原始喷嘴的实验结果对比发现,优化后喷嘴的喷射角由原......