调节阀内瞬态空化压力脉动特性分析EI北大核心CSCD

基于计算流体动力学方法,数值研究了液压调节阀内瞬态流动及其压力脉动特性。通过对近壁面的压力信号进行频谱分析,讨论空化形态的变化过程与壁面压力波动之间的关系。结果表明:调节阀内云状空穴变化呈现出准周期性的发展过程,空化频率为565 Hz,其空化变化过程包括:附着型空穴生长、附着型空穴断裂和脱落以及游离型空穴生长和溃灭;空穴尾部近壁面处的逆压力梯度是引起反向射流的主要原因,反向射流与主流相切形成漩涡,促使附着型空穴脱落;此外,空穴发展变化也对流道内压力脉动产生影响,阀内不同截面上的平均压力变化具有相同的主导频率,且该频率与附着型空穴非定常准周期生长、断裂、脱落频率基本吻合。     

基于数字信号处理的轴流泵压力脉动试验研究

传统电信号压力传感器受电流干扰严重,为准确地获得轴流泵内部压力脉动特性,采用高精度数字压力采集系统对一轴流泵模型的叶轮进口、导叶流道内和导叶出口进行压力测试,试验在包含马鞍区的4个流量工况(0.45Q_d、0.8Q_d、1.0Q_d、1.2Q_d)下进行。试验结果表明:在稳定工况(0.8Q_d、1.0Q_d、1.2Q_d)下叶轮进口监测点P1的时域信号为规则的正弦波,脉动周期与叶片通过周期一致;受叶轮与导叶的动静干涉影响,导叶内部P2及出口P3均出现了小峰值的二次谐波。在非稳定工况(0.45Q_d)下各点的时域信号均出现较大峰值的二次谐波。通过快速傅里叶变换(FFT)获得了各监测点的频域结果:稳定工况下各监测点的压力脉动主频均为叶频(BPF),从叶轮进口至导叶出口幅值逐渐减小;非稳定工况下由于回流和叶顶泄漏涡等因素的影响,各监测点的频率成分复杂,主频向高频段移动且伴随有较强高频信号,脉动幅值大于其余工况。     

开放式水泵旋转双隔舌蜗壳内压力脉动特性的试验研究EI北大核心CSCD

为了揭示新型开放式水泵旋转双隔舌蜗壳内压力脉动特性和规律,以水槽式洗碗机关键核心部件-开放式水泵为研究对象,基于创新的旋转压力脉动测试技术和设备,首次得到双隔舌蜗壳被动旋转、不同叶轮转速以及不同水位下监测点的脉动时域信号,并进行频域分析。试验结果表明:蜗壳被动旋转过程中消耗能量,导致蜗壳被动旋转时压力脉动平均幅值小于蜗壳静止时的压力脉动平均幅值。由于蜗壳中隔舌的周期设计,在叶轮旋转一周的时间内,压力脉动曲线出现2倍叶片数的波峰和波谷。与蜗壳静止相比,蜗壳被动旋转过程中叶轮与蜗壳的相对速度减小,这使得在叶轮转速为2000 r/min、2200 r/min、2400 r/min以及2600 r/min时,蜗壳旋转时的压力脉动主频略小于蜗壳静止时的压力脉动主频。脉动强度与监测点位置相关,位于后泵腔位置监测点压力存在负值,靠近出口位置监测点受到蜗壳喷淋臂上喷嘴射流的影响,脉动曲线变得紊乱,监测点距离复合式叶轮越远,脉动振幅越小。泵在低水位运行时,泵内进入空气,脉动曲线周期性不明显,此时脉动主频为1倍轴频。水位越高,蜗壳被动旋转过程中受到阻力越大,导致脉动主频在水位48 mm和66 mm时分别为2倍叶频和1倍叶频。该试验采用的旋转测试装置解决了旋转时压力脉动测试问题,为类似问题提供参考。     

叶片挤出机熔体压力响应及挤出特性EI北大核心CSCD

利用自行研制的叶片挤出机实验研究了工艺参数对熔体压力及挤出产量的影响,分析了叶片挤出机的挤出特性、成型加工过程中熔体压力的动态特性及响应。结果表明,在叶片挤出机中熔体压力随时间周期性脉动变化,实现了脉动压力诱导的挤出成型过程;熔体压力的脉动频率为转子轴角频率的4倍;脉动幅值随转子轴转速的增加而增加,沿挤出方向逐渐减小,口模压力对脉动幅值的影响较小。与常规单螺杆挤出机相比,叶片挤出机具有正位移输送特性,口模压力、物料特性等对产量的影响小,设备挤出特性"硬"。     

弹簧式衰减器的三维UDF数值模拟分析EI北大核心CSCD

提出了新型弹簧式衰减器结构,以弹簧式衰减器为研究对象,针对无法定量分析衰减器衰减性能的问题,成功模拟了弹簧式衰减器中活塞的运动,克服了动网格计算中易出现的负体积问题。在不同的弹簧刚度与不同的频率条件下对弹簧式衰减器进行三维UDF数值计算,结果表明,当流体的脉动频率与衰减器的固有频率一致时,衰减效果最好,衰减率可达71%;弹簧刚度越低,衰减器的工作频带越宽。试验与仿真的结果相吻合,验证了衰减器模型的有效性和的可行性,为弹簧式衰减器衰减性能的定量分析提供了新方法和新思路。     

一种折流板双螺杆构型挤出压力脉动响应EI北大核心CSCD

文中提出了一种带有折流板的双螺杆结构,旨在混炼过程中引入对称破缺机理并降低挤出过程的压力波动。为探索折流板双螺杆的挤出特性,自行研制了全程可视化的实验样机。以常温黏弹流体羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为实验流体,测量了传统及折流板双螺杆流道机头处的压力响应。首次通过傅里叶变换方法分析了压力脉动的产生机理,探究了螺杆构型、转速及喂料量对压力脉动的影响。结果表明,在较低螺杆转速和喂料量条件下,全充满状态下挤出压力的脉动周期与螺杆转动的周期一致,压力波动幅度随着螺杆转速的增加而增加;压力随喂料量增加而增加,但波动随着喂料量的增加而减小;螺杆旋转1周,传统双螺杆压力呈现双峰曲线,而折流板双螺杆为单峰分布,且峰值更小。粒子图像测速(PIV)显示,折流板双螺杆内啮合区存在物料相互交汇现象,保持啮合的同时实现横向和纵向开放连通,因而导致了压力脉动幅度较小。     

横风作用下移动点湍流脉动特性风洞试验研究EI北大核心CSCD

为了研究移动点历经的湍流脉动风特性,设计了一套能够实现测量探针以均匀速度在流场中移动的试验系统,测量了不同风速-车速比(风速与移动点速度的比值)下的湍流脉动特性,提出了半椭圆湍流积分尺度模型,分析了与静止点观测结果相比的湍流脉动风速谱及能谱的变化。研究结果表明,移动点测得的湍流脉动特性与静止点测量结果存在明显的不同。对于某一固定来流风速,随着移动点速度的增加,纵向湍流积分尺度减小,相比Balzer及Cooper积分尺度模型,半椭圆模型的描述更加准确。基于半椭圆模型的脉动速度谱具有较高的精度,移动点历经的湍流谱能量因运动而重新分布,并表现出明显的Doppler效应。随着观测点移动速度的增加,脉动速度谱整体向更高的频率偏移,高频区域中的谱值增大,低频区域中的谱值减小,且能量向更高的波数区传递。     

基于iDDES的双三角翼大迎角非定常涡破裂特征分析EI北大核心CSCD

采用基于两方程k-ω-SST模型的i DDES方法对80°/65?双三角翼涡破裂流动进行了数值模拟,获得了迎角?=30??40?范围内,涡破裂在双三角翼主翼面上方发生时的气动力、表面压力、空间涡结构、湍动能等流动信息,在与风洞实验充分比对的基础上,详细分析了涡破裂发生时的涡破裂形态,表面压力均方根值分布,非定常气动力、表面压力脉动等流动特征,对涡破裂与气动力频谱、表面压力/压力脉动、空间速度、湍动能分布之间的相互关系进行了阐述,并分析了以这些流动信息为判据得到的涡破裂位置之间的相关性。     

导叶对液力透平机组工作稳定性的影响EI北大核心CSCD

为了提高液力透平工作时的稳定性,降低机组的振动,在液力透平叶轮进口前添加不同数量的导叶,采用SSTk-ω湍流模型,利用FLUENT软件通过在各过流部件内设置监测点计算在不同导叶数下液力透平内的压力和压力脉动情况,然后通过快速傅里叶变换将压力脉动的计算结果进行处理,分析液力透平各过流部件内压力脉动的时域和频域分布,最后总结导叶数对液力透平机组工作时稳定性的影响规律。研究表明:当导叶数等于9时蜗壳内的压力脉动主频幅值最小;随着导叶数的增加,叶轮内的最大压力脉动幅值逐渐减小,而导叶数对尾水管内压力脉动幅值的影响较小;要提高液力透平机组的稳定性需降低液力透平内的压力脉动幅值,而通过叶轮进口前添加导叶的方法可以很好地降低液力透平内的压力脉动幅值,但导叶数不能太少也不能过多。     

压力对低密度聚乙烯熔体黏度的影响EI北大核心CSCD

文中提出了一种测试聚合物熔体压力敏感性的新设备与新测试方法。以低密度聚乙烯(LDPE)为研究对象,测试了LDPE的流变性能,通过比较恒剪切速率法、恒剪切应力法、叠加法对LDPE黏度的压力敏感性计算的差异,研究了压力对LDPE熔体黏度的影响。研究发现,使用恒剪切速率法计算得出的压力敏感性系数随着剪切速率的改变而改变,并且在低剪切速率时存在较大的误差;恒剪切应力法计算得出的压力敏感性系数较准确且为恒定值;叠加法得到的压力敏感性系数也为恒定值,但此方法计算过程较为复杂。     

基于LabVIEW的压力脉动分析仪

在天然气运输前的增压过程中,由于压缩机的往复式运动,会产生压力脉动现象,从而引起管路系统振动。为测试压力脉动过程,利用LabVIEW设计一种压力脉动分析仪。该仪器结合虚拟仪器和信号分析处理技术,采集并分析压力传感器的数据,可快速检测出管路系统中各测点的压力脉动值,找出不合格的测点并采取相应的措施来减小这些测点处的振动值,保证安全生产。该压力脉动分析仪已在多处天然气增压站投入使用,取得了良好的使用效果。     

可控脉动风场下矩形断面复气动导纳特性研究EI北大核心CSCD

为了研究不同脉动风参数及结构运动状态对钝体断面复气动导纳的影响,介绍了在CFD中产生竖风向及顺风向谐波脉动风场的方法,该方法幅值可控且能多频率组合;对宽高比为4∶1矩形断面,采用CFD识别其在不同风攻角及三种谐波幅值下的升力和阻力复气动导纳;对比了多频率组合谐波及竖向、扭转简谐运动下的气动导纳。结果表明:在0°风攻角下,升力气动导纳与实验值吻合较好,验证了数值模拟的正确性;较大的风攻角和谐波幅值均对复气动导纳有显著影响;在多频率谐波及断面不同运动状态下,升力复气动导纳基本保持不变,但扭转运动能增大高频处的阻力复气动导纳值。     

整体式桥台研究综述EI北大核心CSCD

整体式桥的桥身与桥台之间没有设置支座和伸缩缝,而是刚性连接为一体,从而能极大地节省桥梁全寿命周期的维护与维修费用。但是由于季节性温度波动导致桥身长度变化,桥台后土体随之受到水平方向循环加载作用。桥台后土压力的发展变化,成为整体式桥研究的重点。另外,对整体式桥台在地震作用下的动力反应还缺乏认识。该文首先系统总结了关于整体式桥台后土压力的相关研究成果,包括现场监测、缩尺模型实验、土单元应力路径实验、以及数值模拟等,揭示出在这种特殊循环作用下桥台后土压力的变化规律,并对土压力累积机理进行了探讨。然后,该文总结了整体式桥台在地震作用下动力响应的相关研究成果,指出由于桥台与桥身的刚性连接,桥身惯性力对桥台与土动力相互作用产生很大影响。     

蓄能器组吸收水压柱塞泵压力脉动机理与试验研究

在阀配流斜盘连杆式海（淡）水轴向柱塞泵结构原理的基础之上,分析了其压力脉动产生的机理,建立了蓄能器组吸收压力脉动的数学模型,阐述了蓄能器组吸收压力脉动的机理,并对安装盒式隔膜蓄能器组前后、不同的蓄能器组充气容积、不同的系统负载下水压泵的压力脉动进行了对比试验研究。试验结果表明：采用蓄能器组后水压泵的压力脉动明显降低;增大蓄能器充气容积可以减小水压泵的压力脉动;不同系统工况影响蓄能器吸收压力脉动效果。研究结果对水压泵的减振降噪具有指导意义。     

蓄能器组吸收水压泵压力脉动机理与试验研究

在阀配流斜盘连杆式海(淡)水轴向柱塞泵结构原理的基础之上,分析其压力脉动产生的机理,建立蓄能器组吸收压力脉动的数学模型,阐述蓄能器组吸收压力脉动的机理,并对安装盒式隔膜蓄能器组前后、不同的蓄能器组充气容积、不同的系统负载下水压泵的压力脉动进行对比仿真与试验研究。仿真与试验结果表明:采用蓄能器组有利于降低水压泵的压力脉动,一定程度上降低了水压泵的振动与噪声。     

蓄能器组吸收水压柱塞泵压力脉动机理与试验研究

在阀配流斜盘连杆式海（淡）水轴向柱塞泵结构原理的基础之上,分析了其压力脉动产生的机理,建立了蓄能器组吸收压力脉动的数学模型,阐述了蓄能器组吸收压力脉动的机理,并对安装盒式隔膜蓄能器组前后、不同的蓄能器组充气容积、不同的系统负载下水压泵的压力脉动进行了对比试验研究。试验结果表明：采用蓄能器组后水压泵的压力脉动明显降低;增大蓄能器充气容积可以减小水压泵的压力脉动;不同系统工况影响蓄能器吸收压力脉动效果。研究结果对水压泵的减振降噪具有指导意义。     

叶片出口梯形切割对离心泵蜗壳流激噪声影响的研究EI北大核心CSCD

为探究叶片出口梯形切割对离心泵蜗壳流激噪声的影响,以一台比转速为66的单级单吸离心泵为对象,通过定义切割宽度系数δ与径向高度系数γ,设计了9种切割方案。基于RNG k-ε湍流模型对离心泵进行全三维非定常数值模拟,在此基础上采用边界元法(boundary element method,BEM)计算内场噪声,采用结构有限元法(finite element method,FEM)耦合声学边界元方法计算外场流激噪声;分析不同切割方案下离心泵水力特性和噪声幅射特性,经试验方法验证数值计算的准确性。研究表明:动静干涉是离心泵蜗壳流激噪声产生的主要原因,合理的叶片出口梯形切割能使离心泵水力性能基本稳定的同时有效降低动静干涉强度及蜗壳流激噪声水平;声学性能最优切割方案,叶频处的进、出口监测点声压级分别下降13%和7.5%,外场噪声监测点声压级下降2.4%。     

运行参数与轴流泵流体激励力的关系

泵内非定常压力脉动会引发泵体的结构振动,运行工况的变化会改变泵内流场的流动状态,从而对泵的振动特性产生影响。通过流体力学计算软件FLUENT对某台立式轴流泵内流场进行仿真计算,分别改变泵运行速度和流量两项参数,得出转速改变后,叶轮受到的力会偏离了相似理论的计算值;工作在小流量时,泵内压力脉动与叶轮受力均大于大流量工况,且叶轮区域出现流动分离现象,不利于振动噪声的控制。     

感应加热破碎型钢混凝土构件试验研究EI北大核心CSCD

感应加热破碎型钢混凝土(SRC)时,型钢直接被电磁感应加热,混凝土依靠型钢热传导被加热,型钢与混凝土之间产生温度差和变形差,为实现型钢与混凝土之间的分离提供可能。开展了6根无混凝土保护层和8根有混凝土保护层型钢混凝土试件的感应加热分离试验,试验结果表明:不同试件内型钢的温升曲线趋势基本相同,即型钢温度在450℃以下时,型钢升温较快,约为30℃/min~50℃/min;当型钢温度在450℃~700℃时,型钢温升变慢,约为20℃/min~30℃/min;当型钢温度达到700℃后,型钢温升平缓。当型钢温度不高于700℃时,随着型钢温度的升高,型钢与混凝土之间温度差及膨胀差基本呈线性增加。型钢与混凝土的膨胀差主要与型钢腹板高度相关,当型钢腹板高度为300 mm,膨胀差不小于1.80 mm时,可方便型钢与其所辖混凝土的分离;当型钢腹板高度为400 mm,膨胀差不小于2.12 mm时,可方便型钢与其所辖混凝土的分离。     

叶梢小翼宽度对泵壳脉动压力影响的数值分析

叶片梢部加小翼可以改进喷水推进泵空泡性能,但由于叶梢小翼具有一定的宽度和厚度,会影响泵的水动力性能。在试验中发现叶梢增加小翼后,泵壳上的脉动压力发生变化。为分析叶梢不同宽度的小翼对泵壳脉动压力的影响,利用三维建模软件,针对某一轴流泵,保持叶梢间隙不变,在叶片梢部加装不同宽度的小翼,通过数值计算方法分析了梢部小翼对喷水推进泵水动力性能的影响。再通过非定常流场计算,分析叶梢小翼宽度对泵壳脉动压力的影响。结果表明：在该叶梢小翼宽度变化范围内,随着小翼宽度的增加,泵壳脉动压力先减小后增加。