旋进旋涡流量计结构参数优化研究

借助计算流体力学(CFD)方法对旋进旋涡流量计进行了研究,获得了流量计内部流场信息,验证了在流量计工作范围内旋涡进动频率与流量之间良好的线性关系.重点对几种旋进旋涡流量计结构改进优化方案进行了仿真分析,这些结构优化方案包括在旋进旋涡流量计起旋器入口加装导流叶片、改变扩张段的扩张角和改变收缩比.结果发现,加装导流叶片可以显著减小流量计压力损失,并可增加涡核的旋转强度,使得检测信号的强度得到增强,从而扩展了测量下限;收缩比和扩张角过大和过小对于流量计性能都不利,存在一个最佳值.     

某仿蝉翅膀气动功率特性的分析

针对某一特定形状仿蝉微飞行器的翅膀,进行了瞬时功率特性以及平均功率特性的分析.通过仿真,分析了翅膀在3种典型转动模式下的瞬时功率特性、平均功率与攻角幅值的关系,以及最大功率 平均功率比值与攻角幅值之间的关系.结果表明,该型翅膀超前模式下的平均转动气动功率对攻角幅值的变化比较敏感;滞后模式下转动气动功率最大峰值 平均值的比值对攻角幅值的变化也比较敏感;而平均拍动气动功率和攻角幅值之间的关系可近似地认为与模式无关;拍动气动功率最大峰值 平均值的比值和攻角幅值之间的关系也可近似地认为与模式无关.     

翼梢涡风洞研究中的摆动问题

采用激光粒子成像速度仪(PIV)对一矩形机翼(NACA0012)模型所产生的翼梢涡进行了风洞测试研究.测量位置为机翼近场尾迹,即x/c=3垂直于流动方向的截面,这里x为机翼后缘和测量截面之间的距离,c是机翼弦长.实验中基于弦长的雷诺数范围在3.4×104～26.6×104,通过分析所测得的涡量、切向速度和环量等,发现翼梢涡的摆动幅度与流过机翼上流体是否发生边界层分离有直接关系.     

并列旋转双圆柱流动特性的数值模拟

该文基于k - ε湍流模型,采用Galerkin有限元法对并列旋转双圆柱的绕流特性进行了数值模拟,计算的雷诺数为 1550.为了考查两圆柱旋转和间距的相互作用,文中采用三种间距比分别是T/D = 1.2,1.6和3.0 (T 为两圆柱中心之间的距离,D为圆柱直径) 和一系列不同的旋转速度比 (|α| ≤ 2).计算显示,当 |α| = 0,即圆柱不转动时,对应三种间距有三种典型的流型,单钝体流型对应小间距、偏流对应中等间距和对称流对应大间距;当 |α| 达到临界值时,涡脱落得到了有效的抑制,流动趋于稳定,升力系数和阻力系数的脉动值趋于零;平均升力系数和阻力系数随着 |α| 的增大分别增大和减小.     

仿昆虫微飞行器仰俯姿态伺服控制器的设计

在风洞实验中,为动态地研究仿昆虫微飞行器的仰俯姿态控制方法,微飞行器的仰俯姿态需要根据安装于其上的微型多维力传感器的输出扭矩进行实时调节,为此设计了本伺服控制器。控制器采用STC增强型51单片机作为本控制器的核心,用模拟SPI接口与多维力传感器进行数据采集,采用电位器作为姿态角传感器,外接模数转换电路对姿态角度进行采样;采用步进电机实现对仰俯姿态角角速度的动态调节,并采用PID算法对姿态角角速度进行闭环反馈控制,以确保仰俯姿态角速度的控制精度。     

非牛顿幂律流体圆管湍流的新速度分布式

本文通过考察Spalding[1]提出的牛顿流体速度分布式，提出一种新的非牛顿幂律流体在光滑圆管中的湍流流动速度分布的统一关系式．此关系式的优点在于对任意n值下都可使管中心的速度梯度为零且适用于管壁附近，计算结果与1963年Bogue和Metzner[2]的数据吻合．     

大尺寸气体管道流量校验系统的实验研究

设计并建立了管道口径D=300mm的空气流量校验装置。采用精度较高的涡轮流量计作为标准流量计,实验段采用透明有机玻璃,实验段前后直管段长度均为20D,采用噪音相对较小的斜流风机作为空气流动的动力源。用皮托管测量管道内流速分布,在实验段处对均速管流量计进行实验分析,并给出提高其测量精度的办法。     

诺模图法预报风暴潮的高精度数值实现

介绍了用诺模图法预报登陆台风引起最大风暴潮增水的基本思路,给出了较为详尽的诺模图建立过程和方法,提供了进行诺模图法预报计算所必需的图表.选用二元三点插值和二元全区间插值法进行诺模图/表的插值计算,并用C++语言编写了计算机程序,选用一个算例进行了校验计算.结果表明,这一计算机程序能获得精度较高的预报结果.     

气体涡轮流量传感器叶轮压力的数值模拟

在严格按照实际涡轮流量传感器几何结构的基础上,运用Solidworks三维建模,通过运用计算流体动力学的方法对内径为80mm的气体涡轮流量传感器进行了数值模拟,给出了流量计在不同流量下内部的压力场并特别给出叶轮表面的压力分布.从压力分布分析叶轮部分的受力情况,以此来讨论叶轮动受力.     

不同雷诺数下均速管流量计流量系数的确定

在不同雷诺数条件下对均速管流量计的内部流动进行数值仿真,引用k-ε湍流模型进行计算,应用有限体积法对控制方程离散和求解.模拟计算得到在不同雷诺数下流量计的内部流动速度和压力分布,算出流量系数,然后与理论结果相比较,两者吻合较好.