高速列车塞拉门充气密封实验台设计与实验
介绍了高速列车塞拉门充气密封实验台的设计原理、结构、实验数据检测和台架控制软件,对实验台设计的主要参数(气体容积和排气时间)进行了理论计算,通过该实验台模拟了高速列车塞拉门在高速运行时承受的空气压力波载荷,并检测车门不同部位的变形情况,实现了对高速列车塞拉门受到静载及交变载荷时数值分析结果的验证,为高速列车塞拉门的设计提供实验依据。
高雷诺数下串列圆柱尾流致涡激振动的机理研究
多圆柱之间的气动干扰常导致结构发生尾流激振。为进一步澄清双圆柱之间的气动干扰机理,采用大涡模拟(LES)方法,在高雷诺数下(Re=1.4×105)研究了串列双圆柱(圆心间距为1.5~4倍直径)的表面风压分布、气动力系数和Strouhal数等气动性能与流场流态之间的内在关系,研究了上、下游圆柱气动力之间的相关性,从平均和瞬态流场角度讨论了气动干扰效应的流场作用机制,建立了下游圆柱的激励力模型并对尾流致涡激振动进行了算例分析。研究结果表明数值模拟得到的气动性能和流场流态与试验结果吻合较好,说明在高雷诺数下大涡模拟方法能准确模拟双圆柱气动干扰现象;随着间距的增大,串列圆柱依次呈现单一钝体、剪切层再附和双涡脱等三种干扰流态;上、下游圆柱气动力之间的相关性会随着流态的不同出现较大波动,双涡脱流态时的升力相关性最强;单一钝体......
改进型径向流磁流变阀压降特性研究
在常规型径向流磁流变阀基础上设置导磁零件和不导磁零件,引导磁力线垂直通过未被利用的轴向液流通道,在未改变阀整体外形尺寸和液流通道总长度下,使常规型径向流磁流变阀同时具备有效径向和轴向阻尼间隙,得到一种改进型径向流磁流变阀.采用有限元法(FEM)仿真模拟以观察零件设置对磁流变阀的磁通量分布和压降变化的影响,并结合推导的磁流变阀压降数学模型评估磁流变阀性能.为了验证仿真结果,组建了磁流变阀压降性能测试平台,加工了同样结构尺寸参数的改进型和常规型径向流磁流变阀,并进行实验对比分析.实验数据表明:同样结构参数和磁场参数下,电流为1.8A时,常规型径向流磁流变阀压降为3 MPa,而改进型径向流磁流变阀压降可达4 MPa,压降有效增加了33%,从而使磁流变阀应用范围进一步得到拓宽.
多孔介质在PECVD应用的仿真研究
利用计算流体动力学(CFD)软件,按照现有的工艺参数对某管式等离子增强化学气相沉积(PECVD)设备腔体进行三维数值模拟分析,研究了不同流量下工艺参数下PECVD设备腔体内部流场的整体分布,并对石英片之间反应区域的速度分布进行详细分析,并提出了多孔结构在腔体内部的应用。计算结果表明该工艺参数下腔体内部整体流动稳定,生长区流速平缓对于薄膜生长非常有利,在反应腔前端加入多孔区有利于增加晶片间的流动扩散,提高薄膜沉积率。数值模拟仿真为PECVD设备制造提供一定的理论指导依据。
动车组齿轮箱润滑流场及压力场计算分析
齿轮箱内部的润滑油运动轨迹对机械旋转部件的功率传递和冷却性能有着重大影响。基于自主研制的高速齿轮箱,对润滑油流场和压力场进行仿真分析,利用RNGk-ε端流模型理论对连续方程、流量方程、湍动能方程和湍动能耗散率方程进行解算。对齿轮箱模型进行适当简化,采用动网格理论和PRESTO离散方法开展仿真分析.并对不同工况的计算结果进行对比分析。通过分析获得轴承进油孔质量流量分布特征.以及轴承润滑流道中润滑油的实际油量,为后续轴承润滑最佳注油量的定量分析,以及齿轮箱结构设计和系统改进提供理论参考。
低雷诺数下三维后向台阶流的流动与传热特性研究
为研究低雷诺数下后向台阶的流动与传热特性,建立三维稳态后向台阶的数值模型。采用Fluent设定控制方程和边界条件,模拟出三维后向台阶的流场和温度场。结果表明:当雷诺数Re一定时,台阶底面中心处的Nu由初始值快速到达峰值,再从峰值迅速减小,随着距离台阶越远,Nu值不断减小并趋于平缓;由于受到侧壁的影响,二维底面和三维底面中心处的努赛尔数峰值的差值会随着雷诺数的增加而增大。同时,三维模拟底面中心上的再附着长度会随着雷诺数的增加大于二维模拟的结果;三维台阶底面的再附着点的连线呈抛物线状,顶面的会出现对称的漩涡,侧壁的流动很不规则,三维台阶中心面处的流动具有二维特性;三维台阶底面的努赛尔数的最大值不是出现在中心线处,而是分布在两个侧壁的附近。
低比转速离心泵气液两相流动的可视化试验及数值模拟
为研究低比转速离心泵内部气液两相流动的流型和气泡直径的变化规律,采用高速摄像技术对泵内部气液两相流动进行可视化试验,同时采用Eulerian-Eulerian非均相流模型和RNGk-ε湍流模型对泵内部气液两相流动进行数值模拟,得到不同进口气相体积分数0-下叶片表面中间流线气相体积分数随中间流线相对位置的变化规律。研究结果表明当0-从0.4%增大到3.5%时,叶轮内部流型分别为泡状流、聚合泡状流、气团流和分层流,泵进出口压差损失逐渐增加;保持初始液相流量不变,当进气量由1L/min增大到3L/min时,气泡的平均直径由0.61mm逐渐增大到0.85mm;保持进气量不变,当液相流量由5m3/h增大到10m3/h时,气泡的平均直径由1.00mm减小到0.82mm;叶片压力面和吸力面中间流线上的气相体积分数从叶轮进口到出口先增大后逐渐降低,出口附近由于漩涡的存在而使气相体积分数略有增加,且随......
导叶周向位置对核主泵叶轮径向力的影响
基于多重参考系下的雷诺时均N-S方程和RNGk-ε湍流模型,对核主泵导叶在不同周向位置缩比模型的内部流动进行全三维非定常数值计算.分析导叶周向位置对核主泵叶轮径向力的影响,基于数值计算结果表明:导叶位置变化对核主泵能量性能有明显的影响,扬程、效率的最大变化率分别为2.47%、1.52%,扬程和效率的最大值均出现在导叶周向位置角为5°时,说明此时核主泵性能最优;在设计工况下随着导叶周向位置的变化作用在叶轮上的径向力随时间呈周期波动,径向力脉动频率以叶片通过频率为主,其中导叶周向位置在5°时径向力分布比较集中,有利于核主泵的安全运行;导叶处于最佳周向位置时随着流量的变化作用在叶轮上的径向力先减小后增大.在非设计工况下,作用在叶轮上的径向力分布随机性较强,故在设计工况下可以降低核主泵在运行过程中的振动.
导叶体五轴数控加工方法研究
针对导叶体因外形结构复杂、精度要求高而导致数控编程和加工难度大的特点,合理规划了车削与5轴铣削复合加工的加工工艺,并设计了5轴铣削工装结构。应用UGNX软件对导叶体进行数控编程,并生成了全部刀路轨迹。在Vericut软件中对导叶体NC代码进行了虚拟加工,验证了加工程序的安全可靠性。最后,在DMU65monoBLOCK5轴加工中心上对导叶体进行了实际加工,加工过程平稳。经检测,加工完成的导叶体没有出现过切、欠切等现象,加工零件符合精度要求。研究结果为其他同类型复杂零件的编程加工提供了实际参考。
导叶进口安放角对轴流泵性能的影响
为了探究导叶进口安放角对轴流泵性能的影响,采用CFD三维流动数值模拟技术对泵段模型进行分析,对其水力特性和内部流态进行研究,并与模型试验结果比对。结果表明,导叶进口安放角的变化只对导叶和出水部件有影响;在导叶进口安放角依次增加5°的三种模拟方案中,方案2在流量为355 L/s时泵段的综合性能最好,其泵段最高效率为87.0%。方案1的导叶进口安放角高效区向小流量偏移,高效区范围较小,流量向非设计工况变化时效率下降较快;方案3的导叶进口安放角高效区向大流量偏移,高效区范围较大,流量向非设计工况变化时效率下降较慢。在实际运行中,适当增大导叶进口安放角可以提高轴流泵在大流量工况下的效率,但同时应防止导叶进口安放角太小导致水泵高效区范围太小。












