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。

特殊螺纹接头在井下服役时,当开关井、压裂液注入和产气时,因井口装置和井底封隔器的约束及井筒中流体变化的作用,特殊螺纹接头密封面处将会产生滑移。通过有限元法,建立锥面对锥面特殊螺纹接头有限元模型,分析在不同内压与轴向循环载荷作用下,特殊螺纹接头密封面处能量耗散情况。结果表明当接头所受内压一定时,轴向循环载荷幅值越大,密封面处能量耗散值越大,密封面处接触压力降低幅值越大;当接头轴向循环载荷一定时,随着内压的增大,接头密封面处能量耗散值越大,但其接触压力幅值降低越小;随着接头锥度的增加而增加,密封面处能量耗散值增加,接触压力幅值降低越小。因此,在特殊螺纹接头服役过程中应适当增加内压,减少轴向载荷即增加减震装置,并采用锥度较小的特殊螺纹接头。

特殊螺纹接头在井下服役时,因井口装置和井底封隔器的约束及井筒中流体变化的作用,当开关井、压裂液注入和产气时,接头处会发生轴向振动而影响接头密封性。为了从能量耗散角度研究轴向振动对特殊螺纹接头密封性的影响,推导了特殊螺纹密封面处一维连续体微滑理论模型,并通过有限元仿真对比验证该模型的合理性。通过仿真得出不同界面特性、不同压力、不同锥度、不同轴向循环载荷下密封面处能量耗散大小。研究结果表明:相同锥度下密封面处能量耗散大小随着摩擦因数的增加而增加,随法向压力的增加而增加,随轴向载荷的增加而增加;当密封面处锥度增大时,密封面处能量耗散值越大。应适当减小特殊螺纹密封面处锥度,提高特殊螺纹接头密封面处加工工艺,从而减小密封面处能量耗散,以提高接头密封性能。研究结果可为特殊螺纹的研究提供参...

为了精确预测磁流变阻尼器在温度效应下的动力学性能规律,提出一种参数化的仿真建模方法。采用磁流变液试验实测数据拟合方法,建立粘温特性相关非线性物理参数方程;基于Bingham力学模型及对温度效应的影响分析,运用ANSYS软件编译UDF程序、设置模型参数进行参数化仿真建模,以Fluent模块求解粘滞阻尼力,以Emag模块求解库伦阻尼力。搭建温度效应下磁流变阻尼器力学试验平台,并通过试验对仿真模型进行修正、对比与验证,讨论不同温度对阻尼力、能量耗散的变化规律。结果表明,温度效应主要影响粘滞阻尼力,仿真结果与试验实测值高度吻合;不同温度和电流下阻尼器的能量耗散与温度成反比,与库伦阻尼力成正比。仿真建模方法可预测分析输出阻尼力特征,以对磁流变阻尼器进行结构设计和参数优化。

为了预测粗糙界面上微凸体相互作用对法向接触特性和能量耗散的影响,在确定性接触模型的基础上,增加几何重叠和固体表面能等约束条件,对发生相互作用的微凸体进行等体积合并。通过不同的法向载荷、采样间隔和粗糙度等方案,分析微凸体相互作用对法向接触刚度、阻尼和能量耗散的影响,并与相互独立的结果进行对比。研究结果表明单个球体的接触面积与测试结果较好地吻合,验证了本研究模型的可行性;粗糙界面上法向接触参量与采样间隔均为正相关;接触刚度和阻尼随着粗糙度的降低而增加,而能量耗散随着粗糙度的降低而增大。对于小的变形量和大的采样间隔,微凸体相互作用可以忽略,但随着变形量增加以及采样间隔减小均有明显的影响,与相互独立的结果相比,法向接触刚度和阻尼变小,而能量耗散增加。

颗粒阻尼技术(NOPD),作为一种简单有效的振动控制手段被广泛应用于各种场合。基于离散单元法仿真,结合NOPD中颗粒系统的运动状态对阻尼效果进行分析,探究不同振动条件对阻尼性能的影响,从细观尺度阐述颗粒系统的能量耗散机理。并通过正交试验,考察颗粒的密度、剪切模量、恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数等材料参数对损耗因子的影响。研究结果表明,颗粒系统表现出不同运动状态时的流变学行为及细观结构导致了阻尼效果的变化,颗粒系统在浮力对流状态时表现出最优的阻尼效果。不同的颗粒材料参数在不同颗粒系统运动状态条件下对系统阻尼的影响程度不同。

竖直振动激励下准二维颗粒层中对流运动受激振频率f和容器宽度L的影响,实验结果表明,对流卷的个数和对流运动的方向强烈地依赖于激振频率而对容器宽度不太敏感。对流运动的强度受激振频率f和容器宽度L的影响都较大,当容器宽度一定时,对流运动的强度随激振频率振荡变化。当频率一定时,容器宽度L存在一个临界值Lc,当L〈Lc时,随着L的增加,对流运动的强度增加;当L〉Lc时,随着L的增加,对流运动的强度反而减小。