针对复杂的摘棉过程进行分析同时对气力输送系统进行数值建模。采用Fluent软件中的滑移网格与UDF来控制采棉装置中各个部分的运动并实现运动过程中的流场分析,通过网格的动态变化来模拟内部的流场变化。结果表明运动到2.5 s、不同的出口速度时,吸力输棉装置的入口速度对采棉装置内部流场的影响较大,需要合理控制吸力输棉装置速度才能输送籽棉;同时在满足籽棉气力输送条件时出口速度最小为25 m/s时,采棉装置内部的速度和压力云图分布较为均匀;在输棉区域中,气流方向与脱棉刷方向相同的时候速度更大,有利于籽棉的输送。采棉装置数值建模和流场分析方法能够为之后的设计与优化提供参考。

在现代火炮系统中,实现高射速连续发射的能力对于提高火力密度和战场效能至关重要。为了在实验室条件下进行火炮多发连续射击的试验,设计了一种新型的火炮连续发射试验装置。通过理论计算和流固耦合分析,对该装置的关键参数进行了精确优化,确保其能够支持最高达1300次/min的射速,并且能够进行5发的连续发射试验。在不同射速条件下进行的运动分析表明,该装置在整个运动周期内的最大差异仅为1.40%。结果表明,该装置具有较高的稳定性,并且能够适应多种射速的连续发射试验,为实验室环境下进行高效率和高精度的火炮发射试验提供了一种新方法。

由于无人机旋翼叶片的复杂几何形状及其空气动力学性能对其三维外形的高灵敏度,当前小型无人机旋翼叶片的优化设计普遍存在由维度灾难(Curse of Dimensionality)带来的高计算成本的问题。为了解决这一问题,提出了一种基于类函数/形状函数变换方法(Class/Shape Function Transformation)的高效三维叶片参数化模型;建立了高精度计算流体力学(Computational Fluid Dynamics)模型,与实验数据相比,所有转速下旋翼推力的仿真结果的误差在5%以内;基于仿真数据构建了旋翼扭矩和推力的高保真自扩展自适应混合代理模型(Extended Adaptive Hybrid Functions);应用了遗传算法(Genetic Algorithm)执行以悬停推力水平为约束,最小化旋翼扭矩为目标的旋翼外形优化设计。与基于翼型E387的原旋翼相比,优化模型的扭矩减少12.5%,悬停效率提高了8.32%,总重相对减少24.23%。最终,对优化后的旋翼叶片进行了流...

以往轴向迷宫密封设计时多借鉴旋转迷宫密封的研究成果,而对于轴向迷宫密封,其内部流体变化形式存在较大区别。为探讨轴向迷宫密封流场分布和泄漏特性,对某型号迷宫压缩机活塞气缸部位采用的齿形轴向迷宫密封结构进行研究。建立该轴向迷宫密封结构的三维模型,对迷宫密封泄漏特性进行流固耦合分析,分析迷宫密封流体域内压力分布、流场分布及结构变形量的变化规律。结果表明:该轴向迷宫密封齿形结构的设计,能够有效地将流体压力能转换为湍动能,通过逐级能量损耗而实现密封;迷宫密封结构在入口处发生最大变形,流体出口处活塞气缸总变形量降低。将该轴向迷宫密封结构应用于压缩机进行实验测试,表明气缸与活塞之间的密封性能良好,为轴向迷宫密封的结构设计与应用提供理论支撑。

利用ANSYS对L形航空液压管道进行仿真分析,研究装配不同数量卡箍及卡箍约束不同位置对L形管道固有频率的影响。分析添加不同数量卡箍后管道在脉动流体作用下最大范式应力的变化。结果表明:在管道长度一定的情况下,适当增加卡箍数量以及改变卡箍的约束位置对于管道频率有明显的提高效果;随卡箍数量的增加,管道在脉动流体作用下的最大范式应力逐渐减小,但卡箍约束对管道流体脉动最大应力的影响幅值降低。