两相流的压差波动过程包含了关于流动的大量信息,是实现流动监测与控制的重要研究内容.该文研究了U形管垂直上升段空气-水两相流压差波动过程的统计和分形特征,着重分析了压差波动过程的均值、均方根、分维数随折算气速和液速的变化规律.结果表明这些特征参数都与流型有密切的联系,但据此识别流型缺乏实用性.均方根在低液速下随气速的变化体现了流型的转变,高液速时则不明显.相关研究根据概率密度分布函数识别流型的方法不具有普适性.实验发现环状流区高气速时的压差波动分维数大于1.5,在其它流型内都小于1.5.同时,折算液速的大小强烈影响压差波动的混沌特性.

文中采用商业CFD软件建立有限元模型，并采用k-ε两方程湍流模式求解了蜂窝密封的流动特性。从能量转化的角度分析解释了蜂窝密封具有良好封严特性的原凶。计算结果表明，由于蜂窝密封特殊六边形结构将泄漏流体分割成小涡流，更有效地将气体能量转化为热能，从而减小泄漏；梳齿密封由于环向流动存在，削弱了能量耗散，泄漏量比较大。同时说明合适的蜂窝芯格尺寸和蜂窝深度会提高能量耗散，达到最佳的封严效果。文中的研究成果为透平机械中应用蜂窝密封提供了理论依据和技术支持。

提出一种新颖电压源型连续可调无功功率补偿器的控制策略，采用正弦脉宽调制（sinusoidal pulse width modulation，SPWM）电压源型逆变器（voltage source converter，vsc）直接调节补偿电抗上的电压，实现补偿器的连续可调感性无功功率输出。该补偿器克服了传统晶闸管控制电抗器（thyristor controlled reactor，TCR）的谐波问题，并且逆变器的最大工作容量仅为补偿容量的25％。结合晶闸管投切电容器（thyristor switched capacitor，TSC）可大大降低动态无功补偿部分的容量，并实现无功功率的连续双向调节。建立基于Matlab／Simulink的系统仿真模型，对控制策略进行仿真研究。最后设计制作高性能数字控制器，通过实验验证提出的控制策略是有效可行的。

对于实心结构的电磁轴承，线圈中的高频纹波电流会在轴承的定子和转子铁心中感应出较强的涡流，同时由于涡流的集肤效应，在接近材料表面的区域会出现磁饱和现象，这会对电磁轴承线圈中的纹波电流产生影响。该文采用电磁场有限元方法建立推力磁轴承有限元模型，并通过瞬态分析的方法计算磁轴承在工作过程中的涡流及线圈中的纹波电流。结果表明，轴承中的涡流会大大影响线圈纹波电流的波形和幅值，且磁饱和、开关频率和电源电压都对纹波电流有一定影响。最后通过实验验证了分析结果的正确。

针对一类参数不确定的非线性系统,提出了一种微分与积分滑模自适应控制策略。在滑模控制中引入积分控制项,消除了传统滑模变结构控制需要被跟踪信号导数已知的假设,同时基于 Lyapunov 方法引入参数自适应律,使系统具有优良的抗干扰特点。利用一非线性微分控制减弱了参数自动调整阶段引起的系统抖动。给出了积分滑模控制中切换函数的定义方法,以及非线性微分控制中微分系数的非线性函数表达式。采用该控制方法,对电液伺服系统的液压缸位置进行跟踪控制。仿真结果显示,该方法具有较强的鲁棒性及良好的跟踪性能。

在环境随机对流作用下,全密封变换器的功率器件热安全性难以准确判断,影响了变换器负载能力评估的有效性。为此,文中提出一种随机对流条件下的全密封变换器负载能力动态评估方法。该方法首先基于历史运行数据和热网络模型,提取变换器外壳对流热阻的随机样本;再通过小波包变换和马尔科夫链原理,对外壳对流热阻的变化进行随机模拟;接着基于对流热阻模拟序列和不同负载电流等级,模拟功率器件的结温波动情况;最后基于皮尔生长函数,计算功率器件过温风险,实现变换器最大负载电流动态评估。以全密封H桥变换器为对象,设计一个环境对流可控的实验平台。实验结果表明,所提方法能够有效提升全密封变换器运行的可靠性与经济性。

设计搭建密封动力特性实验识别装置,基于阻抗法对交错式迷宫密封动力特性系数开展实验识别,并与数值计算结果进行对比。结果表明数值计算的结果整体上略小于实验识别的交错式密封动力特性系数,但随涡动频率变化趋势上具有良好吻合性,应用阻抗法可有效识别密封动力特性。实验与数值计算所得交错式迷宫密封直接刚度系数恒为负值,存在静态不稳定问题;有效阻尼在低频时为负值,其绝对值同进口压力及转速正相关,中高频激励时转为正值,随涡动频率变化较为稳定。

轴流透平叶顶不可避免地存在泄漏问题,严重影响了透平的运行效率与安全,工程上通常在叶顶布置密封结构来降低泄漏流的影响。为了进一步提升叶顶密封性能,该文基于一个1.5级超临界二氧化碳轴流透平,在动叶叶顶布置串联式干气密封,讨论了不同密封间隙下的流动特性和气动性能,并通过热流固耦合方法研究了密封端面变形特性,验证了其可行性。结果表明串联式干气密封间隙为10mm时,无量纲相对泄漏量仅有2.43×10-5,透平效率相对于无泄漏结构仅降低了0.01%。随密封间隙增大,泄漏量增大,透平级内损失增大,效率降低。但在大密封间隙下,串联式干气密封结构相比于单级密封结构性能更突出。各个密封间隙下,密封端面内外径热力耦合轴向变形差均不超过27mm,且变形后透平可以维持较高效率。研究结果表明,超临界二氧化碳轴流透平叶顶布置串联式干气密...

为使磁路法计算电磁阀时能考虑磁路中磁场的不均匀分布及涡流问题,该文研究了电磁阀中磁场与涡流的分布规律.根据电磁阀的结构特点,将磁芯和磁轭分别按平行平面场和轴对称场近似处理.列出二阶偏微分方程,采用一维方法求解得到了磁场、涡流的解析表达式.将推导结果与均匀分布的磁场进行比较,给出了考虑磁场不均匀分布影响的修正系数.用这一方法对某一电磁阀进行了计算,结果显示其心铁中的磁场不均匀分布比轭铁中严重.

为研究液力变矩器内泵轮、导轮和涡轮间动静干涉引起的三维非定常流动特性,利用滑移网格技术和RNG k-ε湍流模型计算液力变矩器内湍流流动,得到泵轮全流道内流体压力的主要特征。仿真结果表明：泵轮全流道内流体压力脉动明显;在涡轮转速不变的情况下,压力脉动峰值与半径成正比;在相同半径处,压力脉动峰值与涡轮转速成反比。此外,由压力脉动值的频谱分析结果可知：随涡轮转速或监测点半径变化,泵轮全流道内各监测点压力脉动的频率成分基本一致,但各影响频率成分所占的比例不同。