文章针对波叠加法相对于边界元法的巨大优越性,将其应用到分析水下大型结构的声场全息重建问题中。根据波叠加方法的近场声全息技术,结合边界元软件SYSNOISE,重建了一80m长的长椭球壳模型在力激励作用下的空间声场。通过理论推导和数值仿真,分析了各因素对重建精度的影响。将波叠加法的计算结果与数值软件计算的结果进行对比,证明了应用波叠加法对其声场进行全息重建的方法是可行有效的,而且计算时间短、效率高、计算精度也完全满足工程需要。进一步拓宽了波叠加法在计算水下结构振动声辐射和声全息问题的应用范围。

准确计算静电力是分析微机械陀螺力学特性的关键。文章基于微陀螺静电驱动原理,介绍了微梳齿结构的静电场计算的无限大平板模型,边缘效应模型,拐角效应模型三种模型。推导了三种模型的电容计算公式和静电力计算公式。通过数值计算和有限元计算,得到交叠长度变化时,不同计算模型的电容和静电驱动力的对比和各种模型的适用范围。说明在微尺度条件下静电场的边缘效应和拐角效应应当在设计和计算梳齿时应当充分考虑。

滑靴副作为高压轴向柱塞泵三大摩擦副之一,运动及受力情况最为复杂,不仅存在较大的功率损失,且作为易损部位极易导致烧盘及滑靴结构变形失效,对柱塞泵性能具有重要影响。以煤机装备用斜盘式高压柱塞泵滑靴副为研究对象,利用MATLAB软件数值计算得出间隙油膜全周期压力场及厚度场变化规律。

以Reynolds方程为基础,对径向滑动轴承的液体动压力润滑产生的油膜进行压力分布和功率损耗计算分析。从数值上理论推导出无量纲的二维Reynolds方程,并给出Reynolds边界条件;利用有限差分法对二维Reynolds方程进行离散推出其迭代形式,并利用超松弛迭代法求解;以工程实例计算滑动轴承油膜压力分布和功率损耗,并分析了偏心率、宽径比对轴承润滑性能的影响。该方法流程可用于工程中滑动轴承的压力分布和功率损耗计算,有利于设计人员的设计选型。

当前普遍使用的液压支架结构件强度校核方法通常存在计算过程复杂且效率低下的问题,为解决此类问题,提高钢结构建筑施工的安全性,研究基于数值计算的液压支架结构件强度校核方法,准确校核液压支架结构件强度。分析液压支架结构件受力情况,通过多室薄壁构件描述液压支架顶梁、掩护梁与连杆等主要结构件,计算由轴向力、弯矩形成的正应力;通过构建一次方程组确定弯、扭组合荷载共同影响下壁上的剪应力,完成液压支架结构件的强度校核。为验证所研究方法的实际校核结果,以弯曲正/剪应力及扭转切应力作为对比目标,对比所研究方法校核结果与有限元分析方法校核结果,所研究方法结果与有限元分析方法校核结果具有较高一致度,说明所研究方法能够准确校核液压支架结构件强度。

采用数值计算的方法对U型节流阀内部流场进行了研究,分析了不同节流槽深度对节流阀内部油液压力场、速度场及空化区域的影响.研究结果表明：流道内压力较大区域位于上游流道,压力较小区域位于下游流道;U型节流槽是压力及速度突变区,在节流槽出口处出现压力骤降并在节流阀口处形成高速射流;在相同工况下,随着节流槽深度的增加,槽内流量增多,迫使油液急速流过节流口,从而造成射流方向发生改变,且高速射流的角度呈现不断减小的趋势,但是油液最大流速逐渐增大.节流槽出口靠近阀腔壁面处产生空化,且随着槽口深度加深时,节流槽内部压力恢复变慢,空化区域的面积逐渐增大,且径向截面空化较强的区域逐渐向节流槽中心扩展.因此,合理地控制U形节流槽的深度或增加节流槽内部阻力,可以有效地抑制空化发生.

为提高离心压气机变流量工况下的性能,基于三维流场分析研究了离心压气机叶片几何参数对其变工况气动性能的影响规律;基于相关性分析建立了降阶的优化设计变量空间,采用拉丁超立方试验设计、Kriging模型和NSGA.Ⅱ算法进行了离心压气机叶轮变流量工况多目标优化。优化后,叶轮设计流量的压比提高6.43%,效率提高3.99%;小流量时压比提高5.62%,效率提高3.52%;内部流动损失减少,喘振流量减小2.7%,阻塞流量增加6.85%,稳定工作范围得到扩宽。

为了得到旋翼升力与旋翼直径、桨叶角以及主轴转速之间的关系,以指导折叠翼无人飞行机器人的结构设计,采用正交试验法设计试验工况,在Fluent流体计算软件中进行数值计算,对计算结果加以分析;采用奇异值分解的最小二乘拟合算法处理试验数据,得出旋翼升力与旋翼系统参数之间的拟合公式;将拟合公式计算出的变形量理论值与对应试验值进行比较,结果表明：在试验涉及的桨叶角α∈[8.3°,14.3°]、主轴转速n∈[2 000 r/m in,4 000 r/m in]、旋翼直径d∈[480 m m,640m m]的范围内,检测误差不超过1.5%。

本文用有限差分法对液压缸圆锥液体静压轴承进行了二维理论分析探讨，主要分析了圆锥轴承内的压力分布、承载能力、泄漏量以及临界速度之间的关系，根据约束条件，经超松弛迭代计算，提出了合理的设计准则。

针对所研制的电机叶片泵样机，建立了样机性能测试系统。通过测量样机的输出流量、转速等性能参数，获得了样机的转速、效率随出口压力的变化特性。运用理论分析和数值计算对试验结果进行了分析，得出电机叶片泵样机的浸油负载和电机鼠笼转子电阻是影响样机效率的主要因素。优化鼠笼转子材料和结构，可显著提高电机叶片泵转速和效率，在最高工作压力22MPa时，转速提高90r／min，可达1472r／min；效率提高2．4％，最大可达47％。对完善电机叶片泵基础理论，以及静音、高效液压电机泵的研制有重要的指导意义。