使用APDL语言对O形橡胶密封圈密封结构进行建模,利用大变形、接触的非线性有限元理论建立了空气源热泵热水机组压缩机密封结构的二维轴对称模型。通过修改设计参数,由计算机完成不同密封结构建模操作,实现密封结构的性能分析。这样可避免大量的重复性操作,提高了分析效率,并为密封结构设计改进提供了依据。

以某型磁悬浮鼓风机为研究对象,对某不同流量工况下的效率、压比等性能参数进行了数值模拟,并通过试验测试,对数值模拟方法的有效性及结果的准确性进行了验证。研究结果表明:半开式叶轮叶顶间隙对效率有明显的影响,且存在敏感间隙区域,可在敏感区域内选择实际装配间隙值,既保证安全又保证效率;扩压器、蜗壳等静止部件效率损失使整机效率比叶轮效率降低约7%,降低静止部件的效率损失可作为提高整机效率的另一个途径。

利用商业计算流体力学（CFD）软件Fluent对某小流量高压离心风机的空气动力性能和三维流场进行了数值模拟。为了更好地与试验测试数据进行对比，建立了基于GB／T1236—2000标准试验装置的物理模型。通过数值计算与试验结果的分析比较，表明数值模拟计算方法是可行的。

随着世界能源短缺状况的加剧和推广应用低碳节能产品的呼声越来越大，国内外陆续开展风机最低效率或能效等级标准的研究。欧盟制定的节能产品指令LOT11中涵盖了风机产品，美国AMCA制订了通风机能效等级标准，国际标准化组织起草了《风机能效等级》标准，我国早在2005年就已颁布《通风机能效限定值及节能评价值》标准，2009年该标准又修订为《通风机能效限定值与能效等级》标准。这些标准的研究对推动通风机产品的进步和降低碳排放将起到十分重要的推动作用。

摩擦力矩的大小决定了轴承的功率消耗和发热量的大小,发热量的大小直接影响轴承的温升,严重时直接导致轴承的失效。结合算例对SKF推出的滚动轴承摩擦力矩的计算模型及其影响因素进行了分析,重点探讨了附加轴向力对离心风机自由端轴承摩擦力矩的影响。在离心风机自由端滚动轴承设计选型中,通常不考虑轴向力的影响,但结果表明,附加轴向力对自由端轴承摩擦力矩影响显著。本文为离心风机自由端滚动轴承设计选型提供工程实用价值。

应用耗散能原理建立了复合材料层合板的阻尼预测分析模型,对复合材料层合板进行三维有限元模态分析,求出各个模态下的应力、应变分量。根据模态分析结果,从单向复合材料的阻尼性能参数出发,利用层合板应变能、耗散能和结构模态阻尼的关系求出各个模态对应的模态阻尼损耗因子。利用该方法,分别计算了单向层合板和对称层合板的结构模态阻尼损耗因子。数值计算结果与已有的理论分析和试验结果相比吻合较好,从而验证了该方法的合理性,该方法还可以比较三维应力分量对阻尼的贡献。

采用有限元方法,首先对钢制离心叶轮工作时在离心力作用下的应力进行了计算和分析。在此基础上,对复合材料离心叶轮在离心力载荷条件下的最大应力和固有频率进行了计算评估。预测纤维复合材料层压结构极限强度对叶轮安全设计和轻量化设计是至关重要的,失效判定采用Tsai-Wu失效准则,为避免因共振使叶轮设计寿命明显降低,计算了叶轮的固有频率和模态振型以分析其动态特性。结果表明,复合材料碳纤维/环氧树脂可承受叶轮线速度在605m/s运行时的应力,在风机启停工作转速范围内没有共振转速相匹配。本文研究结果为纤维增强复合材料风机叶轮的设计及应用奠定了基础。

首先对某双进气后向叶片的离心风机性能进行试验和数值模拟对比，验证数值模拟结果的精度及有效性；然后在叶轮前盘、轮盘形状和叶片数都相同的情况下，分析了改进叶片型式风机的性能变化。数值模拟结果表明，改进方案风机的全压更高、效率更高，尤其是在大流量区，效率提高5％以上。

综述了目前国内外离心叶轮反问题气动设计评价现状与局限性，结合工程实际，从反问题气动计算设计过程自然形成的速度场与求解出的叶轮几何参数出发，开展二维不可压叶片表面边界层及损失、叶轮内扩压水平、叶轮进口诱导速度比、叶片进口前缘冲角及相对马赫数计算，对反问题气动设计计算进行气动效率、失速点、阻塞点简易定量评估。这些评价结果与CFX计算比较，对应相对误差约为2．6％-6．1％，完全满足工程设计需求，可对透平机械工业设计作出快速评价提供借鉴。

对某带有径向进气室的离心压缩机模型级进行数值研究通过与轴向进气模型级的对比着重分析了径向进气室对压缩机性能及内部流场特性的影响。进气室引起的叶轮进口流场非均匀性可以使级效率在设计工况下降约3%叶轮各流道进口冲角存在显著差异整个工况范围内周向平均冲角比轴向进气低1.4°左右同时叶轮旋转也会引起进气室流场的非对称分布。