一维杆的纵向热弹性动力响应瞬态分析

引入状态空间理论,并在时域内应用差分格式,建立了一维杆热耦合问题的状态方程,分析了一维杆纵向热弹性动力响应的瞬态过程。杆的温度和力学边界条件在状态方程的求解过程中能够得到严格满足。算例表明,本文方法可以方便地计算和显示温度场和弹性场的瞬变过程,且收敛于最终的稳态结果。因此,用本文方法分析瞬态温度应力问题是非常有效性的。     

离心泵变工况流场及叶轮流体激振力研究

目前采用势流理论计算离心泵叶轮的流体激振问题的结果不佳,对离心泵三维流场进行了定常和非定常计算,分析了不同工况下离心泵蜗壳内的压力分布情况,研究了不同工况下的离心泵叶轮上的稳态和瞬态作用力的变化规律.计算结果表明,稳态作用力在不同工况下的计算值能较好符合实验数据,离心泵偏离设计工况时稳态作用力会显著增加;瞬态作用力与叶轮和隔舌的干涉流动有很大关系,不同工况下瞬态作用力呈周期变化,其变化频率与叶片通过频率基本一致,随流量增大其幅值也显著增大.对稳态和瞬态作用力进行深入研究可以为离心泵叶轮流固耦合振动分析打下基础,有利于离心泵叶轮转子系统的减振降噪.     

滑阀式换向阀三维流体速度场的数值模拟

阐述滑阀式换向阀的工作特点及工作过程,结合其工作特点选择了流体控制体积,给出了研究区域的边界条件.用有限元方法建立了液压换向阀的数学模型,得到了换向阀工作过程中的流场流体压力和流体速度的数值解,研究了换向阀工作过程中阀内部的流体速度沿圆周方向的分布规律,并为研究滑阀换向的其他特性参数(稳态液动力)奠定了基础.     

飞机燃油系统仿真分析研究

在对飞机燃油系统进行研究和分析的基础上,基于流体网络算法,在流体仿真软件中建立了飞机燃油系统的整体模型,并分别对其进行了瞬态分析和稳态分析,研究了系统中各主要元件的压力、流动速度、体积流量和雷诺数的变动规律.分析结果表明,该模型描述了燃油系统在两种状态下的流体力学行为.建立的飞机燃油系统整体建模和仿真分析的方法,为飞机燃油系统的设计和优化提供了理论方法.     

基于Morlet小波变换的自振射流瞬态特性影响因素分析

针对喷嘴腔内流体流动为典型的具有时变特性的非定常流动,提出采用时频分析方法对喷嘴腔内流体压力脉动信号进行分析。首先,通过Morlet小波变换联合小波脊线方法提取自振射流喷嘴腔内流体压力脉动信号的瞬时频率。然后,研究不同来流流速、不同来流扰动频率对喷嘴腔内流体压力脉动信号瞬时频率的影响。在此基础上,研究自振射流打击到打击靶上形成的反射压力波对喷嘴腔内流体瞬态特性的影响,以及不同靶距的影响。结果表明:本文方法可有效辨识来流扰动频率、来流流速对喷嘴腔内流体瞬态特性的影响,获取了试验用喷嘴的最优靶距范围,并辨识了反射压力波的影响,为研究自振射流瞬态特性的影响因素提供了有效手段。     

拟瞬态井内波动压力预测模型

本文基于对井内瞬态波动压力预测模式中的影响因素的敏感性分析，及近几年对井内波动压力理论和全尺寸井实测研究，提出了一个新的预测井内波动压力的“瞬态化的稳态”预测模型。该模型考虑了井内流体的压缩性、流道弹性、运动管柱底端空井眼长度和运动管柱纵向应变及惯性力影响。     

考虑轴倾斜的滑动轴承流固耦合瞬态分析

考虑轴受力产生变形引起的轴倾斜,采用流固耦合方法,直接求解Navier?Stokes方程,对滑动轴承系统中轴和润滑油膜进行三维瞬态分析,同时求解流场和固体域,得到油膜动态压力分布、轴心的运动轨迹和不同转速下油膜厚度分布. 结果表明,轴倾斜使油膜压力分布和轴心轨迹变化明显,最小油膜厚度减小,流场压力峰值增大. 通过对滑动轴承的三维瞬态分析可以预测轴承工作过程中实时的轴心轨迹、压力分布、油膜厚度等润滑特性,为滑动轴承的优化设计提供参考.     

水力瞬变仿真中混油界面位置的确定

在顺序输油管道中,混油界面的位置不断发生变化,水击波速等油品物性参数值在管道沿线的分布也随之变化。为了准确地确定瞬态流动时混油界面的位置,及时改变界面上游油品的物性,更真实地仿真水力瞬变过程,提出基于水击特征线法的混油界面位置阶梯推进法。结合x-t网格图,介绍了阶梯推进法的原理。归纳出混油界面网格跨越的6种组合类型,并给出了基于特征线法的阶梯推进法的计算流程。通过计算实例分析,认为对于仿真时间较短,时步较长,混油界面附近的稳态和瞬态平均流速以及两种介质水击波速的差异不是很大时,如果不关心混油界面的真实位置,可以根据稳态流速确定混油界面位置;当仿真中混油界面可能经过对界面位置较为敏感的边界时,必须用瞬态流速计算混油界面的位置。     

均匀流场中三维陷落腔流激振荡实验研究

针对均匀流场中,三维等高型陷落腔因分离流而产生的流激振荡问题,开展了系列的实验研究.实验过程中,主要考虑来流攻角为0时,流速变化(Re=2.06×105~1.16×106)对三维陷落腔流激振荡特性的影响.同时,分别测量了三维腔体侧壁周向及垂向流体压力,分析了腔体内稳态压力和脉动压力的周口、垂向分布规律及腔口剪切层自持振荡特性.实验结果表明:均匀流场中三维陷落腔内部压力分布复杂,且当雷诺数大于某值时腔体内稳态压力全都呈现出负压,同时腔口随边处存在着较大的脉动压力,且脉动压力随相对高度增加而减小,但腔口导边及侧面处的脉动压力随相对高度增加而增大.剪切层自持振荡频率的无量纲数St数随Re变化为一常数值,但其值略大于气流场中二维陷落腔的St数.     

离心式水泵快速开启过程的瞬态效应分析

为了对离心泵快速开启过程的瞬态效应进行分析，根据动量矩定理分别推导转速稳定和不稳定时的离心式水泵基本方程式，给出了叶轮旋转加速和流体加速对性能影响的数学描述方程，为进一步理论分析和数值计算打下基础，并结合一台快速启动的混流泵进行实例分析.分析显示在启动初始阶段出现大附加扬程而在转速到达最大之后非稳态因素造成的扬程为负值，该过程表现出明显区别于稳态过程的瞬态效应.分析结果与实验基本相符合，该模型可以用来分析离心泵快速开启时的瞬态效应，并为进一步预测离心泵的启动瞬态水力性能打下了基础.     

汽轮机转子系统热不平衡响应的数值研究

由于热量分布不均衡,转子系统在启动或运行过程中会产生热弯曲并引起较大的热振动,影响转子系统的安全运行。利用有限元法对多自由度的某转子-轴承系统的稳态和瞬态启动过程的热不平衡响应进行了分析,研究了该转子-轴承系统的热振动特性,讨论了温度分布和启动加速度对转子系统振动特性的影响。计算结果为降低旋转机械系统运行过程中的热振动问题提供了一定的理论参考。     

平板微管道内双层流体瞬态电渗流动

为了有效控制和优化设计微流控芯片的驱动系统,考虑平板微管道内借助导电流体电渗流动拖动非导电流体流动的双层瞬态电渗流。首先根据静电学理论和流体力学理论,建立双层瞬态柯西动量方程,利用拉普拉斯变换法首次求解出瞬态解析解;其次,讨论不同电动宽度下双层速度和流量分布随时间的变化,发现壁面附近导电流体先获得速度,再带动整体导电流体以及非导电流体向前流动,液-液界面黏性效应消耗部分导电流体电渗流的动量,从而双层电渗流呈现抛物型速度剖面,速度最高值发生在导电流体区域内。且电动宽度对导电流体流动速度和流量的影响更为显著。另外,当无量纲时间达到O(1)时,瞬态流动基本进入稳态。     

水基动力无杆抽油机状态监测及故障诊断系统

针对水基动力无杆抽油机的故障的隐蔽性、复杂性、不确定性、随机性、突发性、模糊性及分散性等特点,设计了无杆抽油机状态监测与故障诊断系统,并对其系统功能、硬件的组成、相关的分析方法以及软件设计作了介绍。通过现场一台无杆抽油机井测得的正常运转状态下的井口振动信号进行了测试实验,证明了该系统对无杆抽油机运行状态进行监测的有效性,具有一定的应用价值。     

旋转式气液混合器流场数值模拟与状态分析

为提高不同工况下旋转式气液混合器轴承支承承载力,采用Fluent流体分析软件,对静止与转动工况下混合器内部的气液两相流体进行了流场湍流数值模拟.采用流体体积模型与压力隐式算子分割算法,进行了气液两相混合流体的瞬态流动追踪,分析了相应的流场分布状态.结果表明:静止状态下,混合流体的分层主要受入口流速的影响,流速越大,分层区距离入口越远,各相明显分层,流型由规则的层状流逐渐过渡为波状流,且波形逐渐变大;转动状态下,流场分布主要受离心力作用的影响,入口流速一定时,随着转速的提高,流型由重力方向的分层流逐渐转化为螺旋轴状流,液相贴近壁面,气相靠近回转轴线,圆周方向上呈环状分层.     

井内瞬态波动压力分析

本文用混合隐式特征线法求解了井内流道中的瞬态波动压力问题,给出了弹性管和可压缩流体在井内各流道组合的压力波波动方程和定解条件。文中对运动管柱(钻柱,套管)在常规井身结构内的各流道组合进行了合理的划分,得出了各种情况下瞬态压力的数值解。本文瞬态波动压力计算结果比过去通用的稳态波动压力计算值更符合井内实际,因此用本文的方法能更准确地计算井内波动压力及确定合理起下钻速度。     

基于有限元法的输流管道系统非线性振动研究

输流管道的横向振动是造成管道破坏的主要原因.首先建立了输流管道系统的横向振动有限元方程,给出了四种不同的边界约束条件.应用振型分解法进行了系统的模态分析,分别求解了振动系统在无阻尼和有阻尼情况下的固有频率和固有振型.采用Newmark法求解了系统的响应.研究了管道跨距、流体流速、流体压强、流体流速扰动、流体压强扰动等系统参数对振动系统的模态和响应的影响,为输流管道系统的减振研究提供了理论支持.     

微机型安全分析程序SAC—PREARS简介

SAC－PREARS是一个用于分析非能动余热系统（PRHRS）的稳态和瞬态安全特性的专用程序，应用SCA－PREARS程序对200mW核供热堆PRHRS的稳态和瞬态热工水力特性进行了分析，得出一些具有重要工程意义的结论。     

一种加载轮齿接触分析的通用模式

研究了齿轮动力传动过程中轮齿啮合状态的数值仿真方法－加载轮齿接触分析。通过分析齿轮传动的一般过程及其加载啮合条件，建立了一种适用于各类点接触齿轮、线接触齿轮的轮齿啮合状态分析的通用模式。由此可以求出齿轮动力传动过程中任一时刻参与啮合的轮齿数、齿面接触区的位置形状及接触压力分布、齿轮传动误差、轮齿载荷分配等。     

用边界元法对弹性体进行动力分析

本文对解瞬态动力问题的Nardini-Brebbia边界元法作了简要介绍,并扩充到解稳态问题.对瞬态和稳态问题各计算了一例,与解析解相比较,结果是满意的.最后对带圆孔的板条的动应力集中系数进行计算和实验测定,两者符合得较好     

琼东南盆地松东地区水势分布研究

利用流体势分析系统（简称FPAS）研究地下流体势及压力分布可克服井资料不系统的局限性，有效的进行油气资源的预测评价。本文具体分析了琼东南盆地松东地区水势在剖面上的分布特点，以揭示该地区的油气运移、聚集规律。研究结果认为：该地区水势分布特征、运移与油气势的分布、运移基本一致，为油气的运移提供动力；研究水势分布特征对油气势的分布研究具有辅助作用。