为了探究变冲角时压力面小翼对高亚声速扩压叶栅气动特性的影响,采用数值模拟软件ANSYS CFX对不同来流冲角下(0°,±3°,±6°)原型叶栅及加装了不同宽度压力面小翼的改型叶栅进行了数值计算。结果表明:不同冲角下压力面小翼都可以削弱泄漏涡的强度,改善叶顶间隙流动,降低叶栅流动损失。不同冲角时具有不同的最佳小翼方案,PW1.5方案在+6°冲角下性能提高最大,与同冲角下的原型叶栅相比,PW1.5方案的总压损失降低了14.4%。

轴流风机的设计过程需要反复验证,并针对原设计的不足之处进行改进,为了使叶轮与电机能相互匹配,基于风机气动设计流程设计了风机的叶轮,并采用变冲角分布策略改进了单一冲角分布策略。根据风机的设计需求等约束条件,快速获得叶片各基元级的一维几何参数。建立叶轮三维模型后,通过CFD仿真验证气动特性。利用三维打印技术对仿真结果达标的模型进行打印,并借助风机气动性能实验平台进一步验证模型。实验结果表明,变冲角叶轮的性能优于单一冲角叶轮,该风机设计方法具有实用性和可靠性,采用的设计流程具有工程应用价值。

对一种悬臂式多级离心风机进行研究,通过改变回流器出口角和叶轮叶片进口角等参数,分析叶轮进口气流角的变化,以及对风机性能的影响。根据该风机气动力的计算结果和风机性能测试实验结果及对比分析,拟合得到了本文风机的压力—流量关系计算经验公式和流量—功率关系计算经验公式。计算结果表明:增大叶轮叶片进口角,会使压力变化曲线更平缓,减小回流器叶片出口角可以降低能耗,为悬臂式多级离心风机的设计和改进提供参考。

介绍了机器人履带式行走机构设计中应用TRIZ理论的具体方法、步骤及要点等,成功地解决了该履带式行走机构攀爬阶梯冲角不足,以及攀爬阶梯时机身后倾的问题,并对TRIZ理论的学习和初步实践做了总结。

基于ANSYS CFX软件应用标准k-ε湍流模型、均质多相模型和Rayleigh-Plesset方程对一比转数为89的模型泵在冲角变化时泵内的空化流场进行数值模拟。根据计算结果预测了模型泵无空化时的能量特性和空化时的空化性能,并分析了空化状态下叶轮中间流面上的空泡体积分布和叶片中间流线的载荷特性。研究表明,模型泵叶轮叶片冲角变化时,对设计点的扬程和效率影响不大,对于空化性能则存在一个最优值,不是冲角越大越好。

通过Fluent软件,运用雷诺时均方程和标准k-ε湍流模型并结合SIMPLEC算法对半螺旋型吸水室的双吸离心泵在设计过程中出现的经验系数取值范围偏大的问题进行三维全流道数值模拟。由模拟结果计算得出了不同流量下各流线上经验系数的值,经比较发现,设计阶段使用的经验公式中经验系数的取值较大,从而对同种类型的泵,可适当缩小经验系数的取值范围;同时,由模拟结果计算了所选用的泵在大流量下叶轮进口边各流线处的冲角,以此分析了该泵在大流量下的运行状况,发现该泵不宜在大流量下工作。

基于离心泵流动诱导振动噪声的试验测试系统，测量了不同叶片进口冲角模型泵在全流量范围内的振动和噪声信号并对其进行了处理和分析。研究结果表明：叶片进口冲角存在一个最优值，使离心泵的性能最佳；模型泵内部流动诱导的振动对泵体的影响最大，随着叶片进口冲角的增加，在各流量下模型泵噪声信号的轴频和叶频能量峰值均没有明显变化规律，但当叶片进口冲角为9°时，在1750—2250Hz频段内的噪声信号消失。