流体矢量喷管重量轻,便于维修,应用前景可观。但二次流的存在造成了流场振荡,因此研究矢量喷管的流动特性具有重要的理论和工程意义。运用数值模拟方法,通过在二元收扩(2DCD)喷管的扩张段引入二次流,研究激波控制的流体推力矢量喷管的气动特性。利用分离涡模拟(DES)湍流模型进行矢量喷管非定常流场的数值计算,先后得到了流场的流线、涡量系数、密度梯度和熵的分布。结果表明:随着流动的发展,激波不断发生振荡,上、下壁面唇口处生成的涡沿着剪切层外侧不断向下游脱落;尾流内上剪切层的摆动角度和熵增皆大于下剪切层。

为了研究机翼安装位置对翼型气动特性的影响,建立一个基于N-S(Navier-Stokes)方程的机翼气动特性数值模拟方法,机翼模型剖面为NACA0012,展弦比为4。首先通过计算结果与标准模型实验结果对比,验证三维网格和计算方法的可靠性与适用性,进一步针对车载系统的关键设计参数开展数值分析。结果表明:车顶流场相较于风洞流场,流场中的速度矢量不完全平行于前进方向,使得不同翼型安装位置处的气动力差别较大;鉴于近车顶效应对模型气动特性有较大影响,对车载试验测量结果带来不可忽视的误差,有必要采用控制实验位置的预处理手段对其进行消除或减弱。

首先采用SIMPLE、SIMPLEC、PISO、Coupled算法对NACA0012翼型进行气动性能计算,并比较计算结果,得出Coupled算法能够准确反映翼型的气动性能;然后利用统计试验中的均匀试验方法对Coupled算法的主要参数进行多次试验,确定了其中对结果影响最大的参数为PE-RF(Pressure Explicit Relaxation Factors),表明了通过改进算法的参数可以实现更好的收敛特性,以及更准确的数值模拟值;最后利用NACA2412翼型验证算法参数设置的准确性。结果表明,应用改进的Coupled算法可以准确预测翼型的气动性能,并为以后的气动性能计算提供依据。

为了提高钢铁冶炼的质量,优化高炉顶压的控制方法。以大中型高炉为研究对象,通过分析高炉的工艺流程及影响炉顶压力的因素,构建了高炉炉顶压力的数学模型。在此基础上探讨了一种基于减压阀组调节的高炉顶压控制策略—跟随比例积分微分(tracking proportion integral differential,T-PID)控制。为验证此数学模型和控制策略的有效性,应用MATLAB/Simulink搭建了系统仿真模型,仿真结果验证了该策略的正确性。将该方法应用于某钢1#高炉顶压控制系统,结果表明高炉顶压波动能控制在±3 kPa,具有良好的效果。

针对电液位置控制系统在负载弹性刚度含有负值时系统出现不稳定现象,以及外负载力方向切换时干扰大而导致系统定位刚度差等问题,对负载弹性刚度为负值的电液位置控制系统构成及其数学模型的分析。采用二阶微分正反馈补偿的方法可以消除负载弹性刚为负值时对系统造成不利的影响。液压弹簧刚度处于最小值时,系统稳定性差、响应慢,在此情况下对系统进行建模仿真,得到的系统特性曲线表明采用二阶微分正反馈补偿后系统稳定且拥有足够的稳定裕量,系统能够达到3 Hz以上的频宽。

针对内外涵分开双喷流的噪声问题进行了仿真计算研究.计算采用"CFD+CAA"的混合方法,流场计算采用大涡模拟(LES),捕捉流场中的主要噪声源;声场计算采用FW-H(Ffowcs Williams&Hawkings equation)方程积分得到远场噪声信息.为了降低喷流噪声,在内涵安装了锯齿形喷嘴.安装锯齿形喷嘴后,内外涵气流掺混增强,增加了内涵的喷流有效面积,使得中低频噪声降低,高频噪声略有增加,总体降噪量3~5 dB.喷流噪声具有明显的指向性,喷流下游噪声明显高于上游,总体指向喷流下游.

立式集热板太阳能热气流发电系统(SCPPVC)空气涡轮机叶片数与其气动性能密切相关,利用Wilson设计方法,对该系统涡轮机叶片进行了初步设计,利用3 D打印技术完成了叶片制样,简介了风洞方法.据此,试验研究了叶片数对SCP-PVC系统空气涡轮机气动性能的影响.结果表明:以功率和风能利用系数为指标,涡轮机最佳叶片数以7片为宜;涡轮机输出功率与入口风速增加呈指数变化趋势,与涡轮机前后压差增大呈近似成线性关系.

为了探究快速液压夯动力补强效果,对同种液压夯不同夯实次数处理过的路基开展瞬态面波无损检测,通过钻土取芯并开展土工试验得到了含水率与压实度等相关土体参数随深度变化情况。基于瑞雷波波速及相关土体参数,建立了压实度经验模型,并通过实测数据进行了验证。试验结果表明:瑞雷波波速云图呈现明显的层状分布,干密度和压实度随着路基高程增加逐渐提高,在路基表面处,夯实2组的路基压实度与未夯实路基相比提高了1.95%,夯实4组的路基压实度与未夯实路基相比提高了3.13%;在路基表面处,夯实2组的路基干密度与未夯实路基相比提高了0.91%,夯实4组的路基干密度与未夯实路基相比提高了1.01%。进行瑞雷波速与原位试验实测纵向压实度关系曲线标定时考虑含水率对瑞雷波速的影响进行回归拟合,建立了相关性良好的波速-压实度经验模型,提高了基于瞬...

针对当前3D打印装备存在工作空间大、运动/力传递性能差的问题,设计了一种悬臂式3D打印机三移两转混联解耦机构。依据解耦原则,建立串联单元解耦支链;并利用串联支链构型构成解耦并联单元。依据机器人末端一般运动特征集设计三移两转混联解耦机构,确定第一类混联机构的组合方式;最终基于雅克比矩阵秩设计出悬臂式3D打印机三移两转混联解耦机构。实验结果表明,相对于传统的混联机构,设计的混联机构优质工作空间大、运动/力传递性能高、实用性较强。

为了探究气缸套表面微级织结构（简称微织构）填充的摩擦学性能，在其试样表面进行微织构并分别填充蛇纹石和二硫化钼微纳米粉。在高载和低载条件下，通过往复式摩擦磨损试验机进行实验，利用SEM、EDX观察试样表面形貌和元素成分，探索表面微织构填充气缸套试样的摩擦行为和磨损机理。结果表明：微织构填充气缸套试样的摩擦学性能在高载荷和低载荷条件下都好于单微织构及机械珩磨的气缸套试样，其减摩耐磨性能是微织构和填充物质协同作用的结果；并且较大尺寸的微坑内径对摩擦系数的影响效果更明显；二硫化钼对摩擦系数的改善效果好于蛇纹石。