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浮式生产储卸船放空管路流致噪声数值模拟研究
1
作者 张哲 安晨 +2 位作者 王笑 王振刚 罗佳琪 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第6期70-76,83,共8页
紧急泄压工况下,浮式生产储卸船放空管路中大流量天然气流经减压装置产生的高压力差引起强烈流致噪声,声致振动是放空管路的主要失效原因之一。为探究放空管路内流致噪声产生机理及其特性,基于计算流体力学(CFD)和气动声学理论,采用数... 紧急泄压工况下,浮式生产储卸船放空管路中大流量天然气流经减压装置产生的高压力差引起强烈流致噪声,声致振动是放空管路的主要失效原因之一。为探究放空管路内流致噪声产生机理及其特性,基于计算流体力学(CFD)和气动声学理论,采用数值模拟方法研究放空管路内部流场分布和噪声特性。在流场方面,获得流场稳态流动的压力和速度分布以及瞬态流动的涡旋分布;在噪声方面,获得声功率级分布和噪声频率特性,并分析不同压力差对声功率级的影响。根据数值模拟的分析及结论可以对放空管路流动参数设计进行改进,避免过高压降产生高声功率级,从而避免管路声致振动。 展开更多
关键词 声学 放空管路 流致噪声 数值模拟 流场特性 噪声特性
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变径管内流噪声特性及优化研究
2
作者 谈明高 王昊晨 +3 位作者 刘厚林 吴登昊 吴江海 吴贤芳 《流体机械》 北大核心 2025年第6期104-110,共7页
为探究变径管内流噪声特性,采用大涡模拟(LES)耦合Smagorinsky亚格子模型对变径管内流场进行非定常数值模拟,结合脉动压力分析管内声源强度分布,利用Lighthill声比拟理论提取声源,进而通过声学有限元方法计算变径管内声场,并通过试验对... 为探究变径管内流噪声特性,采用大涡模拟(LES)耦合Smagorinsky亚格子模型对变径管内流场进行非定常数值模拟,结合脉动压力分析管内声源强度分布,利用Lighthill声比拟理论提取声源,进而通过声学有限元方法计算变径管内声场,并通过试验对比验证数值计算方法的可靠性。以总声压级(OSPL)作为优化评判标准,采用双曲线结构对变径管进行结构优化。结果表明:该计算方法能有效预测管道内流噪声,与试验结果的相对误差在3%以内;变径管内的压力脉动强度峰值集中于进口与出口变径处,其脉动压力均方根(Cp,RMS)最大值分别为0.086 3和0.083 1;变径处、出口及进口的总声压级依次为138.07 dB,135.48 dB,134.35 dB;双曲线结构显著降低了变径处的压力脉动及管内流动噪声,进口、变径处及出口的流噪声总声压级分别降低7.37%,8.85%和8.23%。研究为变径管的结构优化设计提供了理论参考。 展开更多
关键词 变径管 内流噪声 脉动压力 双曲线优化结构 降噪优化 计算声学
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散粮管道旋流气力输送流场特性研究
3
作者 杨磊 王龙 +2 位作者 张永宇 李颍鹏 徐雪萌 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第1期99-104,137,共7页
针对旋流气力输送气固多相流场相间作用复杂,缺乏相关流场理论及起旋技术与装备研究等问题,开展散粮水平直管旋流气力输送特性研究。设计导流叶片式起旋器产生旋流场,为维持旋流输送,设计侧向补气继旋装置。搭建试验平台,以小麦颗粒为... 针对旋流气力输送气固多相流场相间作用复杂,缺乏相关流场理论及起旋技术与装备研究等问题,开展散粮水平直管旋流气力输送特性研究。设计导流叶片式起旋器产生旋流场,为维持旋流输送,设计侧向补气继旋装置。搭建试验平台,以小麦颗粒为试验材料,开展针对旋流纯流场与两相流场特性试验研究。结果表明,在旋流纯流场中,入口风速为15~20 m/s时,系统静压损失最小,旋进距离最远;在加入小麦颗粒的两相流场中,入口风速为20 m/s时,旋流管内颗粒分布均匀,静压标准差最小,输送过程更加平稳;散粮旋流气力输送继旋试验中,当主管风速度为20 m/s,补气管风速度为60 m/s,主管与辅管夹角为45°时,流场输送效果较好,系统能耗较小。验证导流叶片式起旋器和侧向补气继续装置设计的合理性。 展开更多
关键词 散粮 水平直管 旋流 气力输送
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偏心渐缩管和弯管对泵站进水管道流态的影响研究 被引量：1
4
作者 李晓超 高志锴 +5 位作者 谢敏萍 李晓鹤 罗毅 唐华林 林晓恒 李君 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期103-114,共12页
为深入研究不同偏心渐缩管长度和弯管角度对开敞式泵站进水管道水力特性的影响,探索进水管道水力性能参数随弯管角度和偏心渐缩管长度变化的规律,以黄河下游引黄提灌泵站为例,基于Fluent仿真软件,对14种不同弯管角度和偏心渐缩管长度方... 为深入研究不同偏心渐缩管长度和弯管角度对开敞式泵站进水管道水力特性的影响,探索进水管道水力性能参数随弯管角度和偏心渐缩管长度变化的规律,以黄河下游引黄提灌泵站为例,基于Fluent仿真软件,对14种不同弯管角度和偏心渐缩管长度方案进行了数值模拟,并通过评价函数对典型断面的进水管道流场进行了流态分析。对比分析方案1—5发现:偏心渐缩管长度的改变对进水管道水力损失及出口断面处的水流速度分布均匀度和速度加权平均角的影响较大,且偏心渐缩管长度分别为600、700、800 mm时进水管道水流的整体水力特性较好。对方案6—14的计算分析发现:弯管角度的变化主要对弯管段水流流态产生影响,对其他部位的水流扰动不大。进一步结合评价函数图,得出结论:①弯管角度越大,水流过渡越平稳,水力损失越小;弯管角度越小,则水力损失越大。②偏心渐缩管长度越长,出口断面水流速度分布均匀度和速度加权平均角的值越大,整流效果越好,但水力损失也越大;偏心渐缩管长度越短,整流效果越差。 展开更多
关键词 泵站 弯管 偏心渐缩管 进水流态 数值模拟
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多层砂土渗透破坏过程试验分析
5
作者 樊赟赟 吴秀杰 张放 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第3期389-397,共9页
【目的】渗透破坏严重威胁工程安全,研究多层砂土渗透破坏过程对于灾害预测与优化防治工程具有重要的现实意义。由于目前对多层砂土渗透破坏过程的研究仍不够深入,拟采用试验方法对多层砂土渗透破坏过程开展研究,旨在得到砂土层排布顺... 【目的】渗透破坏严重威胁工程安全,研究多层砂土渗透破坏过程对于灾害预测与优化防治工程具有重要的现实意义。由于目前对多层砂土渗透破坏过程的研究仍不够深入,拟采用试验方法对多层砂土渗透破坏过程开展研究,旨在得到砂土层排布顺序对渗透破坏形成条件、破坏形式及水砂运移过程的影响规律,并进一步分析多层砂土渗透破坏的形成机理以及水砂两相的运移特征。【方法】采用自主研发的水砂两相高速渗流试验设备对多层砂土渗透破坏过程进行室内试验研究,并提出了水砂分离的渗透破坏试验方法。通过对不同砂层排列下的试样进行渗透破坏试验,测定了多层砂土渗透破坏的发生条件和破坏形式,并在水砂两相流过程中揭示水砂运移特征。【结果】多层砂土的砂层分布会对渗透破坏的形式和条件产生影响。粒径较小的砂层承受较大的局部水力梯度,当其与下游砂层粒径差别较大时,临界水力梯度较小。当各砂层按粒径由细到粗顺序排列时,试样具有反滤特性,此时临界水力梯度较大。多层砂土的砂层分布会对渗透破坏的水砂运移流量产生影响。缺乏下游砂层保护的细砂层可能会发生流土破坏,在渗流发展过程中迅速形成较大的涌砂量。在细砂层下游设有保护砂层时,涌砂量则会明显减少。多层砂土的砂层分布会对水砂运移流量过程产生影响。在多层砂土管涌过程中,砂土结构逐渐被破坏,流量随之增加。水砂流量过程曲线因砂层的压缩和膨胀交替而呈现规律性的波动变化。【结论】在合理反滤设置下的多层砂土能承受较大水力梯度。细砂层相比其他砂层承担更大的水力梯度,在缺乏下游砂层保护时易发生流土破坏,在下游保护砂层粒径较大时易发生管涌破坏。流土发生时会迅速产生较大的涌砂量,管涌发生时水砂两相流过程呈现规律性波动变化,所得到的渗透破坏临界条件及水砂运移过程数据可作为进一步试验研究及数值模拟正确性验证的参考。 展开更多
关键词 多层砂土 渗透破坏 水砂两相流 水力梯度 流土破坏 管涌破坏 水砂运移特征 涌砂量
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城市隧道盾构废弃泥浆长距离管道输送技术研究
6
作者 田久晖 程华强 +2 位作者 王费新 刘汨莎 刘功勋 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第1期179-185,共7页
为解决城市隧道盾构废弃泥浆就地脱水场地受限、运输车直接外运成本高等问题,以武汉两湖隧道工程为例,研究长距离管道输送方案的可行性。首先进行室内试验和现场数据收集,对比分析并推荐高精度摩阻损失计算公式,基于能耗分析,推荐浆体... 为解决城市隧道盾构废弃泥浆就地脱水场地受限、运输车直接外运成本高等问题,以武汉两湖隧道工程为例,研究长距离管道输送方案的可行性。首先进行室内试验和现场数据收集,对比分析并推荐高精度摩阻损失计算公式,基于能耗分析,推荐浆体输送密度;在此基础上,提出长距离管道输送船舶配置方案,计算理论产量,优化推荐施工参数,并进行方案论证。研究表明:1)盾构废弃泥浆输送阻力分析计算应考虑泥浆流变特性的影响,较高输送密度有利于降低输送能耗;2)盾构废弃泥浆采用长距离管道输送方案具工程可实施性,多泵接力输送方案可满足本工程盾构废弃泥浆的外运需求;3)选取合理的施工参数,可在保证废弃泥浆输送产量的同时,有效降低施工能耗,扩展输送系统工程适应能力,提升综合施工效率。 展开更多
关键词 盾构隧道 废弃泥浆 管流 摩阻损失 单位能耗 接力泵
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负压取样过程钻杆转速对煤屑-气流动特性的影响研究
7
作者 张宏图 甄泽栋 +1 位作者 李博涛 张欧娅 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第4期94-100,共7页
为探究负压取样过程中钻杆内煤屑-气流动特性,采用计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM)耦合模拟法探讨钻杆转速、煤屑质量流量对煤屑输送过程中气固流动速度分布及煤屑输送效率的影响特征。结果表明:钻杆内气流最大轴向速度随着输送距离... 为探究负压取样过程中钻杆内煤屑-气流动特性,采用计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM)耦合模拟法探讨钻杆转速、煤屑质量流量对煤屑输送过程中气固流动速度分布及煤屑输送效率的影响特征。结果表明:钻杆内气流最大轴向速度随着输送距离的增加而逐渐减小并趋于稳定,最大切向速度迅速衰减并消失;钻杆转速增加时,气流最大轴向速度变化不大,最大切向速度显著增加;随着钻杆转速增加,煤屑螺旋流更加明显,旋流区距离变长,悬浮区距离变短;进入钻杆的煤屑数量减少,5 m/s速度以上的煤屑分布增多且分散;转动时钻杆内部实际固气比小于设定值,煤屑输送效率随转速的提高先增后减。 展开更多
关键词 负压取样 钻杆转速 煤屑 流动特性 计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM)耦合模拟
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基于增量学习的储气库井底压力快速计算方法 被引量：2
8
作者 郭海伟 《断块油气田》 北大核心 2025年第2期292-299,共8页
针对储气库井底压力预测的效率和精度问题,文中创新地提出了一种基于增量学习的井底压力快速计算方法。该方法首先构建垂直管流方程,深入分析注气、采气和关井3种不同工况下决定井底压力计算准确性的关键因素。随后,运用极致梯度提升(XG... 针对储气库井底压力预测的效率和精度问题,文中创新地提出了一种基于增量学习的井底压力快速计算方法。该方法首先构建垂直管流方程,深入分析注气、采气和关井3种不同工况下决定井底压力计算准确性的关键因素。随后,运用极致梯度提升(XGBoost)模型融合了这3种状态下的传统理论计算方法,形成了一个综合性的机器学习模型。通过增量学习策略,并结合实际测量的井底压力数据对模型进行了优化。该方法在计算速度上远超传统技术,能够实时处理井口压力和流量数据,模拟了一个虚拟的井下永久压力计,大幅减少了测压成本。在中原油田卫11储气库的注采井中进行了验证。该方法成功构建了一个融合数据和传统理论的井底压力综合计算代理模型,显著提升了预测的效率和精确度。 展开更多
关键词 增量学习 垂直管流 井底压力 储气库 极致梯度提升
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地下水渗流对深井换热器取热性能的影响:超长重力热管与同轴套管系统的比较研究
9
作者 李志斌 黄文博 +2 位作者 陈娟雯 郭剑 蒋方明 《新能源进展》 北大核心 2025年第3期267-276,共10页
作为一种井下换热器,超长重力热管的采热性能与地下传热特性密切相关,而与之相关的大部分研究仅考虑岩层中的热传导且均采用二维轴对称模型。建立一个三维数值模型,模拟地热资源中存在含水层并有渗流时超长重力热管的采热性能,对影响系... 作为一种井下换热器,超长重力热管的采热性能与地下传热特性密切相关,而与之相关的大部分研究仅考虑岩层中的热传导且均采用二维轴对称模型。建立一个三维数值模型,模拟地热资源中存在含水层并有渗流时超长重力热管的采热性能,对影响系统的主要参数如地下水流速、含水层厚度以及含水层位置进行研究,并与同条件下同轴套管式井下换热器地热系统进行对比。结果表明:当地下存在含水层且有渗流时,大的渗流速度可为井下换热器壁面提供更高的温度边界,进而提高系统的采热率;含水层厚度的增大能够有效增加井下换热器的对流换热面积,从而提高井下换热器的采热性能;由于地温条件,含水层位置越靠近地底,井下换热器的采热性能越好;与同轴套管相比,在相同的地温条件下,超长重力热管具有更好的均温性能,采热率更高,且超长重力热管在运行过程中不消耗泵功,因此在地热能高效开采方面优势明显。 展开更多
关键词 超长重力热管 含水层 地下水渗流 井下换热器
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支管布置方式对输水系统水力过渡过程的影响
10
作者 李琳 张绮萱 +1 位作者 张鲁国 李刚 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第10期88-96,共9页
采用Bently Hammer软件分析了事故工况运行条件下奇台高压自流输水工程5种不同支管布置方案下的水力过渡过程。结果表明,在符合支管额定供水量的前提下,小管径支管并联布置代替单根大管径支管输水,能有效减少水锤波在管内反射、叠加次数... 采用Bently Hammer软件分析了事故工况运行条件下奇台高压自流输水工程5种不同支管布置方案下的水力过渡过程。结果表明,在符合支管额定供水量的前提下,小管径支管并联布置代替单根大管径支管输水,能有效减少水锤波在管内反射、叠加次数,降低输水系统水锤压力,缩短压力波动时长。并联支管数从2根增至5根的过程中,最危险事故工况下主管、支管内最大水锤压力相较于单根大管径输水方案最大减幅为10.32%和48.75%;各事故工况下主、支管管内压力波动时长最大减小了63.16%和46.15%,同时消除管线负压力水头防护负压力水锤。研究发现当支管与支管连接位置处主管管径比值(β)满足0.12<β<0.28区间时,能稳定输水系统水力过渡过程又兼具经济实用性。 展开更多
关键词 重力流输水 并联布置 支管 水力过渡过程 数值模拟
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基于集总参数模型的天然气管道动态仿真
11
作者 王力 王寿喜 +2 位作者 李嘉浩 王勇 全青 《化学工程》 北大核心 2025年第1期66-71,83,共7页
为解决天然气管道仿真传统数值模型受管长离散尺寸约束,导致计算效率低的问题,采用Lanczos积分法对管道流动非线性偏微分方程积分,推导建立集总参数模型。针对模型中的时间常微分项,使用有限差分离散化及Newton-Raphson方法数值求解,实... 为解决天然气管道仿真传统数值模型受管长离散尺寸约束,导致计算效率低的问题,采用Lanczos积分法对管道流动非线性偏微分方程积分,推导建立集总参数模型。针对模型中的时间常微分项,使用有限差分离散化及Newton-Raphson方法数值求解,实现管道流动动态仿真。与商业软件Pipeline Studio、有限差分和特征线方法相比较,数值研究了模型的仿真精度和速度。结果表明:集总参数模型的仿真压力和流量平均相对误差分别为0.04%和1.37%,仿真精度与有限差分方法相当,其仿真速度是有限差分方法的20.53倍;不同管道长度(5—400 km)和时间步长(1—30 min)条件下,模型均稳定收敛。由于受积分截断误差的影响,模型仿真精度随单根管道长度增加而下降。为保证仿真精度,模型存在适用单根管道长度上限。建立的集总参数模型,在满足仿真精度的同时,显著地提高了仿真速度。所得结论为将模型推广应用于大规模天然气管网提供理论基础和支撑。 展开更多
关键词 天然气 管道流动 集总参数 模型 Newton-Raphson算法 动态仿真
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进水管结构对循环水圆形养殖池流场影响及试验
12
作者 朱明 齐悦颖 +3 位作者 万鹏 范豪 雷翔 汪荣 《农业工程学报》 北大核心 2025年第3期187-198,F0003,共13页
循环水养殖系统中,养殖池的进水管结构会影响养殖池内的进水状态及水体流场分布,同时影响鱼类的生长及残饵粪便等悬浮颗粒物的排出。为了探索不同进水管结构对圆形养殖池内流场分布的影响规律,确定进水管的结构参数,该研究借助于计算流... 循环水养殖系统中,养殖池的进水管结构会影响养殖池内的进水状态及水体流场分布,同时影响鱼类的生长及残饵粪便等悬浮颗粒物的排出。为了探索不同进水管结构对圆形养殖池内流场分布的影响规律,确定进水管的结构参数,该研究借助于计算流体力学软件建立了圆形养殖池的数值模型,通过仿真分析了不同进水管数量、射流角度及射流孔数量对圆形养殖池内的流场均匀性的影响,以速度分布均匀系数U50为评价指标对圆形养殖池内的流场均匀性进行评价,采用正交试验对圆形养殖池进水管结构的最佳参数进行优化;按照最优进水管结构参数构建了循环水养殖系统开展大口黑鲈养殖试验,对养殖过程中的水质变化以及大口黑鲈的生长指标变化进行检测,对养殖系统的流场及进水管最优结构参数进行验证。试验结果表明:当圆形养殖池配置3根进水管、且进水管成120°布置、单根进水管上的射流孔数量为6、进水管射流角度为45°时,圆形养殖池内的流场分布最为均匀;在0.1 m/s流速下,3组不同密度的大口黑鲈养殖池内亚硝酸盐氮的浓度小于等于0.2 mg/L、氨氮的浓度小于等于0.3 mg/L,水体的浊度值均低于0.3 NTU(nephelometric turbidity unit);3组密度养殖池内大口黑鲈样本的饵料系数最低为1.06,体质量增长率最高为161.03%,存活率最高为100%。该研究表明优化进水管结构有助于在圆形养殖池内形成均匀、稳定的流场,有利于悬浮颗粒物的排出及大口黑鲈的生长,可为循环水养殖系统进水管结构设计提供一定理论指导。 展开更多
关键词 试验 流场分布 循环水养殖 进水管结构 仿真分析
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环状冷媒水管网控制策略模拟分析
13
作者 舒星宇 彭诗曼 +3 位作者 周炫 马军 徐新华 谢军龙 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第11期107-112,共6页
为了深入理解船舶冷媒水管网系统在更多运行条件下的性能以及控制策略的特性,基于在FloMASTER中搭建的冷媒水管网数值模型,进行了末端变流量PID控制策略及泵支路压差旁通PID控制策略的模拟分析。对末端变流量控制策略进行模拟,结果表明... 为了深入理解船舶冷媒水管网系统在更多运行条件下的性能以及控制策略的特性,基于在FloMASTER中搭建的冷媒水管网数值模型,进行了末端变流量PID控制策略及泵支路压差旁通PID控制策略的模拟分析。对末端变流量控制策略进行模拟,结果表明采用末端变流量PID控制策略可以很好地控制末端的按需流量。多末端同时调节时,阀门控制会产生干涉现象,但各末端流量仍能很好控制。泵支路压差旁通控制策略模拟结果表明这种策略在维持系统流量和压差稳定性方面具有显著效果。研究结果为实际应用提供了理论依据和设计指导。 展开更多
关键词 环状冷媒水管网 变流量控制 压差旁通控制 控制干涉
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无压侧管对渠道分水区水力特性影响 被引量：2
14
作者 贾晓萌 吕谋超 +1 位作者 王莹莹 张文正 《农业工程学报》 北大核心 2025年第4期70-79,共10页
渠道分水区水流流态复杂,易对分流量与泥沙淤积产生影响。因地形、来流量等因素的变化,分水侧管常出现无压状况。为探究无压侧管对渠道分水区水力特性的影响,采用物理模型试验与理论分析相结合的方法,对无压侧管在不同充满度下的主渠分... 渠道分水区水流流态复杂,易对分流量与泥沙淤积产生影响。因地形、来流量等因素的变化,分水侧管常出现无压状况。为探究无压侧管对渠道分水区水力特性的影响,采用物理模型试验与理论分析相结合的方法,对无压侧管在不同充满度下的主渠分水区三维流速、紊动强度、分水宽度、分流比进行研究。结果表明:自渠底至水面,纵向、横向、垂向流速均呈现出逐渐增大的变化趋势。自分水口上游至下游,纵向平均流速逐渐降低,横向、垂向平均流速先升高后降低;纵向、横向、垂向紊动强度先升高后降低,且在正对管道入口区域紊动强度较大。随着管道充满度的增大,主渠各断面纵向平均流速与紊动强度、垂向平均流速降低,横向平均流速与紊动强度、垂向紊动强度升高。分水宽度随着充满度的增大而增大,当充满度小于0.5时,分水宽度自水面向下逐渐减小,当充满度大于0.5时,分水宽度自水面向下先增大后减小。当主渠流量一定时,分流比随充满度的增大而增大;当充满度一定时,随着主渠流量的增大,分流比减小。研究成果可为田间渠管引水工程设计与维护提供一定的技术支撑。 展开更多
关键词 灌溉 管道 渠道 无压 三维流速 分水宽度 分流比
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基于Moldflow的五通管接头模流分析及模具设计
15
作者 黄可 邹华杰 +2 位作者 靳敏 许晨晨 强宇汉 《现代塑料加工应用》 北大核心 2025年第3期33-36,共4页
对某型号五通管接头进行结构分析,获得模具设计难点。将制品模型作缩小处理,在Moldflow 2024模流分析软件中,所有效应下全局变形最严重区域,出现在G1管端处,翘曲率为0.92%;全局变形量最低出现在浇口附近,翘曲率为0.02%。设计主瓣合镶件... 对某型号五通管接头进行结构分析,获得模具设计难点。将制品模型作缩小处理,在Moldflow 2024模流分析软件中,所有效应下全局变形最严重区域,出现在G1管端处,翘曲率为0.92%;全局变形量最低出现在浇口附近,翘曲率为0.02%。设计主瓣合镶件及从动瓣合镶件,保障了内缩动作平顺。通过瓣合成型件在预压弹簧驱动下将模具轴向运动转置为径向运动,实现瓣合成型件与制品的分离。设置隔水管,将制品内侧热量快速导出,以保证制品内外收缩均衡,实现快速注塑。 展开更多
关键词 五通管接头 单浇口 翘曲率 抽芯机构 模流分析
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活塞式体积管法微小气体流量标准装置 被引量：1
16
作者 杨宏明 徐雅 +2 位作者 刘铁军 谢代梁 黄震威 《计量学报》 北大核心 2025年第5期700-708,共9页
为实现对微小气体流量计的便携式计量校准,设计了一种基于活塞式体积管法的微小气体流量标准装置。通过数学建模设计了活塞的几何尺寸,构建了基于光纤传感器的光电检测系统,以满足装置所需的检测时间准确度。利用动网格6DOF技术研究光... 为实现对微小气体流量计的便携式计量校准,设计了一种基于活塞式体积管法的微小气体流量标准装置。通过数学建模设计了活塞的几何尺寸,构建了基于光纤传感器的光电检测系统,以满足装置所需的检测时间准确度。利用动网格6DOF技术研究光纤传感器位置,通过分析活塞运动中的惯性效应,确保在2个光纤传感器之间的匀速运动。为满足现场在线检定智能化系统的需求,开发基于PLC的控制系统,并设计了人机交互控制与数据采集界面。对装置的不确定度进行了分析和评定,结果表明该装置的扩展不确定度为0.38%(k=2)。 展开更多
关键词 流量计量 气体流量标准装置 活塞式体积管 控制系统 不确定度
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SLM增材制造弯管磨粒流抛光防过磨创新结构设计与试验研究
17
作者 王坤 李方祺 +2 位作者 吕伊凡 朱伟光 张松泽 《表面技术》 北大核心 2025年第6期162-172,共11页
目的 针对磨粒流抛光直角弯处因磨料惯性力梯度变化导致肘部流道外侧过磨问题,提出一种带有创新保护结构的弯管设计方法。方法 以不均匀增厚、条状凸起和半球凸起结构弯管为实验对象,通过数值模拟和磨粒流实验相结合的方法,研究3种创新... 目的 针对磨粒流抛光直角弯处因磨料惯性力梯度变化导致肘部流道外侧过磨问题,提出一种带有创新保护结构的弯管设计方法。方法 以不均匀增厚、条状凸起和半球凸起结构弯管为实验对象,通过数值模拟和磨粒流实验相结合的方法,研究3种创新结构设计弯管内表面在磨粒流光整工艺加工下各样点压力与流道形状对弯管肘部材料去除量的影响。结果 仿真和实验结果揭示了各结构弯管的压力变化趋势,以及去除量的分布特征。在10 MPa的加工压力和100次的循环加工次数下,不均匀增厚弯管在入口倒角处存在压力增大突变,所以在倒角处、弯管段去除量最大,比普通弯管增加了20.7%。2种凸起结构在弯管段外侧压力随凸起结构的阻滞作用加剧而突变增大,随形磨削导致外侧凸起结构处去除量变化波动加剧,相比普通弯管分别增加了67.2%和47.5%,内侧去除量相比普通弯管也显著提升,分别提升172%和151%。结论 不均匀增厚弯管可以显著减少肘部过磨,保持内壁表面连续均匀的梯度变化,而凸起结构导致去除量波动,虽然可以减少过磨但难以控制稳定的表面粗糙度,所以不均匀增厚弯管结构对肘部流道外侧过磨问题具有较好的工程应用价值。 展开更多
关键词 增材制造 磨粒流加工 弯管过磨 弯管结构设计 数值模拟 试验分析
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流激振动对穿管堤防稳定性影响分析
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作者 张建伟 侯福 +2 位作者 江琦 黄锦林 叶合欣 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第4期715-721,843,844,共9页
为研究管道过流产生的流激振动对穿管堤防稳定性的影响,以广东省某穿管堤防为例,首先,建立管道-堤防三维有限元模型,依据渗流计算确定最不利穿管工况,得到穿管堤防最大渗透力;其次,根据实测振动响应反演流激振动荷载,结合有限元动力法... 为研究管道过流产生的流激振动对穿管堤防稳定性的影响,以广东省某穿管堤防为例,首先,建立管道-堤防三维有限元模型,依据渗流计算确定最不利穿管工况,得到穿管堤防最大渗透力;其次,根据实测振动响应反演流激振动荷载,结合有限元动力法与强度折减法进行边坡动力稳定性分析;最后,采用间接耦合法实现渗透力-流激振动多荷载耦合,研究渗流与流激振动对边坡稳定性的影响。结果表明:在仅考虑渗流作用下,穿管堤防上、中、下3种穿管工况安全系数分别降低15.0%、5.4%和16.5%;在渗透力-流激振动耦合作用下,其安全系数分别降低了23.9%、36.5%和36.8%,说明流激振动对边坡稳定性影响更为显著;随着流激振动的强度提升及其对土体扰动范围的扩大,堤防安全系数呈减小趋势。 展开更多
关键词 流激振动 穿管堤防 渗流 堤防稳定性 安全系数
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基于波动理论的穿堤管道振动影响范围研究
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作者 张建伟 邢帅 +2 位作者 黄锦林 江琦 叶合欣 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第3期452-460,618,共10页
针对供排水穿堤管道不规则振动影响堤防安全运行的问题,提出了将波动理论和振动传递特性相结合的方法。首先,建立堤防、穿堤管道、镇墩、支墩以及无限半空间的有限元-无限元耦合模型,研究穿堤管道振动诱发堤防的振动传递问题;其次,引入... 针对供排水穿堤管道不规则振动影响堤防安全运行的问题,提出了将波动理论和振动传递特性相结合的方法。首先,建立堤防、穿堤管道、镇墩、支墩以及无限半空间的有限元-无限元耦合模型,研究穿堤管道振动诱发堤防的振动传递问题;其次,引入排列熵量化振动指标,构建特征点间频谱相关关系;最后,综合确定管道振动对堤防的影响范围。研究结果表明:采用无限元处理堤防边界条件,数值计算结果与原型观测相比,振动强度平均误差为4.38%,模态最大误差为4.9%;管道振动主频为23.8 Hz和74.3 Hz;水平方向上,不规则振动以管轴线为中心向四周对称传递,其影响范围为10 m,振动能量和熵值随着传递距离的增加逐渐变小,管道主频与优势频率逐渐消失,堤防自振频率凸显,振动能量在沿管轴线方向上呈现先增大后减小的趋势;在竖直方向上,管道不规则振动的影响范围为7.5 m,振动能量随着深度的增加呈现先增大后减小的趋势。该研究成果可为穿管堤防后续建设以及稳定运行提供参考。 展开更多
关键词 流激振动 穿管堤防 振动影响范围 有限元-无限元
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液氮输送管路预冷过程流致振动试验研究
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作者 陈强 王天祥 +4 位作者 邱小林 杨晓静 张彤彤 程远 徐元元 《低温工程》 北大核心 2025年第3期37-41,58,共6页
为了揭示低温液体在管路输送过程中引发振动相应特性规律,研制了一套适用于液氮的振动试验装置,开展了不同管径和流量工况下的管路预冷振动试验。试验结果表明,预冷过程管路振动主要来源于低温液体的剧烈汽化,当管径增大时能够减小气化... 为了揭示低温液体在管路输送过程中引发振动相应特性规律,研制了一套适用于液氮的振动试验装置,开展了不同管径和流量工况下的管路预冷振动试验。试验结果表明,预冷过程管路振动主要来源于低温液体的剧烈汽化,当管径增大时能够减小气化和流动阻力,从而起到抑制预冷振动的作用。小管径产生较大预冷振动主要有两个原因,一是管路本身连同绝热材料质量较轻,二是管径较小,对于低温液体的汽化阻力更加敏感。 展开更多
关键词 液氮 输送管路预冷 流致振动 试验系统 测量
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