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基于XFlow的仿蝴蝶气动特性
1
作者 饶小龙 来永斌 王龙 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第9期3680-3686,共7页
为了研究非定常飞行参数对仿蝴蝶气动特性的影响问题,以黑框蓝闪蝶作为研究对象,通过建立飞行动力学模型;依据飞行原理建立蝴蝶飞行时翅膀、躯干、地面的相对坐标,构建飞行过程中蝴蝶翅膀和躯干的运动学方程。结合蝴蝶飞行原理验证仿蝴... 为了研究非定常飞行参数对仿蝴蝶气动特性的影响问题,以黑框蓝闪蝶作为研究对象,通过建立飞行动力学模型;依据飞行原理建立蝴蝶飞行时翅膀、躯干、地面的相对坐标,构建飞行过程中蝴蝶翅膀和躯干的运动学方程。结合蝴蝶飞行原理验证仿蝴蝶气动特性,并在自然环境流场条件下研究仿蝴蝶扑动角和俯仰角改变对升力和阻力的影响,分析其飞行流场。结果表明:翻转角与升力之间存在正相关,与阻力无关;扑动角小于120°时与升力呈正相关,大于120°与升力呈负相关,扑动角与阻力呈负相关;下扑时翅膀前缘开始产生高压区,上扑时翅膀边缘开始产生高压区。研究结果为仿蝴蝶扑翼飞行器设计提供了控制参数和翅膀设计参考,为进一步优化仿生扑翼飞行提供科学依据。 展开更多
关键词 仿生扑翼 飞行参数 Xflow 流场模拟 气动力分析
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超高压大通径快开阀流量特性与气动力数值研究
2
作者 高隆隆 李永杰 +3 位作者 王坚 韩书永 陈爱锋 李宝仁 《液压与气动》 北大核心 2025年第5期47-55,共9页
超高压大通径快开阀作为某超高压气体释放装置的核心部件,其流量特性及气动力对系统性能具有决定性作用。建立快开阀质量流量模型并基于CFD技术进行数值仿真。计算得到不同阀口开度及开启压力下的流量系数,分析流量系数随阀口开度增大... 超高压大通径快开阀作为某超高压气体释放装置的核心部件,其流量特性及气动力对系统性能具有决定性作用。建立快开阀质量流量模型并基于CFD技术进行数值仿真。计算得到不同阀口开度及开启压力下的流量系数,分析流量系数随阀口开度增大而减小的原因是非雍塞流的形成和涡流引起的能量损失。对快开阀所受气动力进行数值仿真,定量计算了快开阀阀芯锥面和端面所受稳态气动力,并分析了其数值充分满足快开要求。以数值拟合的方式得到阀芯所受气动力的数学模型。研究结果为快开阀优化设计及试验验证提供理论支撑。 展开更多
关键词 快开阀 超高压 CFD 流场仿真 气动力
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电磁式磨粒传感器流场内磨粒运动特性研究
3
作者 吴伟 李玉 +2 位作者 李博 古晨阳 张朋朋 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第6期63-66,72,共5页
以一种基于环形均匀磁场的磨粒传感器为研究对象,建立传感器内油液流速与感应电压关系的数学模型,通过流场分析探究油液和磨粒的流动规律。结合Fluent仿真和传感器实验,对比分析实验结果和仿真结果,验证了数学模型的可靠性。实验结果表... 以一种基于环形均匀磁场的磨粒传感器为研究对象,建立传感器内油液流速与感应电压关系的数学模型,通过流场分析探究油液和磨粒的流动规律。结合Fluent仿真和传感器实验,对比分析实验结果和仿真结果,验证了数学模型的可靠性。实验结果表明:传感器在感应区域油液流速呈层流分布导致输出的感应信号有着较大误差。同时,在无放大器的情况下,通油可检测出直径320μm的铁磨粒,与现有的传感器相比,具有较高的灵敏度,具有实际的应用价值。而理论模型能够较好地表示油液流动速度与感应电压的关系,为传感器优化奠定理论基础。 展开更多
关键词 油液流速 流场分析 感应区域 感应电压
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井下含气对油水分离管柱流场特性及性能影响
4
作者 蒋明虎 汪帆 +3 位作者 邢雷 赵立新 李新亚 陈丁玮 《化工学报》 北大核心 2025年第7期3361-3372,共12页
同井注采技术是实现高含水油田经济开采的有效途径,但含气条件对井下油水分离的不利影响成为限制同井注采技术规模化应用的主要问题之一。以双泵抽吸式油水分离管柱为研究对象,采用数值模拟、PIV流场测试及高速摄像实验研究方法,开展不... 同井注采技术是实现高含水油田经济开采的有效途径,但含气条件对井下油水分离的不利影响成为限制同井注采技术规模化应用的主要问题之一。以双泵抽吸式油水分离管柱为研究对象,采用数值模拟、PIV流场测试及高速摄像实验研究方法,开展不同含气量下油水分离管柱的流场特性及分离性能研究。结果表明,含气量的增加会导致旋流器溢流管内轴向速度降低,旋流腔内切向速度最大值由2.98 m/s降低为2.88 m/s;此外,气相会扩大旋流器内低压区范围,致使旋流器内压力水平下降;并且,气相会加剧流场湍流现象,采出段内湍流动能最大值由0.21 J/kg增加到0.32 J/kg;随着含气量的增大,油相分离效率降幅加快,在研究范围内最大下降了14.43%。数值模拟结果与实验结果呈现较好的一致性。 展开更多
关键词 水力旋流器 油水分离 同井注采 分离性能 流场分析
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基于流固耦合的屋顶柔性光伏系统颤振性能研究
5
作者 李正农 肖蓓 +1 位作者 钟旻 吴红华 《太阳能学报》 北大核心 2025年第6期614-622,共9页
为研究柔性光伏支架在屋顶风场条件下的颤振性能,基于Ansys Fluent计算平台,根据某屋顶风场实测结果,通过嵌入自定义函数(UDF)的方法实现屋顶风场的模拟,利用Newmark-β法进行0°~40°范围内柔性光伏组件竖向及扭转自由度的流... 为研究柔性光伏支架在屋顶风场条件下的颤振性能,基于Ansys Fluent计算平台,根据某屋顶风场实测结果,通过嵌入自定义函数(UDF)的方法实现屋顶风场的模拟,利用Newmark-β法进行0°~40°范围内柔性光伏组件竖向及扭转自由度的流固耦合数值计算。研究发现,柔性光伏组件在屋顶风场环境下也会同时发生竖弯和扭转的耦合振动,此颤振形式为自限幅软颤振。光伏组件倾角对屋顶柔性光伏支架系统颤振性能有显著影响:在光伏组件倾角0°~30°内,颤振临界风速随倾角的增大不断减小;在30°~40°倾角内,颤振临界风速随倾角的增大有增大趋势。基于频谱分析发现,随着倾角的增大,扭转运动在耦合振动中的占比逐渐增大,0°~40°倾角的扭转成分占比为52.3%~74.2%。 展开更多
关键词 光伏组件 耦合 颤振 振动分析 柔性光伏支架 屋顶风场
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道路洗扫车吸尘盘结构优化设计
6
作者 石运序 吴明超 +1 位作者 王兴旺 姜文光 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期184-187,192,共5页
吸尘盘作为洗扫车的重要组成部分,对洗扫车作业能力及除尘效率起着关键性作用。利用Fluent对某8吨洗扫车吸尘盘内部流场进行了建模和仿真,并进行了洗扫车气力系统各点位流量与压强数值测试试验。仿真和试验结果表明:随着吸尘管中心距的... 吸尘盘作为洗扫车的重要组成部分,对洗扫车作业能力及除尘效率起着关键性作用。利用Fluent对某8吨洗扫车吸尘盘内部流场进行了建模和仿真,并进行了洗扫车气力系统各点位流量与压强数值测试试验。仿真和试验结果表明:随着吸尘管中心距的增大,吸盘前、后进气口的风速与负压均先增大后减小,吸尘盘侧进气口的风速与负压则不断增大,当吸尘管中心距约为吸尘盘长度的25%时,吸尘盘前、后进口可达到最大风速;气流由吸尘盘两侧向吸尘管中心位置的移动速度先增大后减小;吸尘盘产生的能耗先减小后趋于平稳,当吸尘管中心与吸尘盘中心距离在600mm到700mm之间时吸尘盘能耗最低。 展开更多
关键词 洗扫车 流场分析 优化设计
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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
7
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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叶轮形式对旋喷泵水力特性的影响
8
作者 赵万勇 胡嘉俊 +1 位作者 王东伟 刘来 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第4期325-332,共8页
为了研究叶轮形式对旋喷泵性能的影响,以XP300-3型旋喷泵为研究对象,基于RNG k-ε模型对闭式、半开式、全开式3种形式叶轮进行定常与非定常数值模拟,研究分析不同叶轮形式对旋喷泵内、外特性以及动力学性能的影响.研究结果表明:闭式叶... 为了研究叶轮形式对旋喷泵性能的影响,以XP300-3型旋喷泵为研究对象,基于RNG k-ε模型对闭式、半开式、全开式3种形式叶轮进行定常与非定常数值模拟,研究分析不同叶轮形式对旋喷泵内、外特性以及动力学性能的影响.研究结果表明:闭式叶轮的扬程比其余2种叶轮高约11%,而全开式与半开式叶轮的扬程相近;从内部流场压力分布看,闭式叶轮高压区相比其余2种叶轮更广,其静压占比也更高;从内部流体湍动能分布来看,半开式与全开式叶轮在集流管壁面附近区域湍动能要明显高于闭式叶轮;而通过非定常计算观察3种叶轮发现,半开式叶轮运行稳定性较差,闭式与全开式叶轮均具有较好的运行稳定性.研究结果可为旋喷泵叶轮设计及水力优化提供一定参考. 展开更多
关键词 旋喷泵 叶轮 数值模拟 流场分析 结构优化
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驱动电机换位连续波绕组及其交流损耗分析
9
作者 边旭 景冠睿 +1 位作者 李雪 梁艳萍 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第3期109-120,共12页
针对新能源汽车驱动电机现有技术中扁线发卡绕组焊点较多以及在高频时绕组交流损耗较高的问题,提出一种既能完全消除焊点又能有效抑制高频时交流损耗的新型换位连续波绕组结构。首先,基于传统发卡绕组结构,分析了多股发卡股线间的环流... 针对新能源汽车驱动电机现有技术中扁线发卡绕组焊点较多以及在高频时绕组交流损耗较高的问题,提出一种既能完全消除焊点又能有效抑制高频时交流损耗的新型换位连续波绕组结构。首先,基于传统发卡绕组结构,分析了多股发卡股线间的环流产生机理,提出一种既能消除焊点又能有效抑制环流损耗产生的新型换位连续波绕组结构。其次,建立换位连续波绕组两端部等效三维计算模型,能够在考虑两侧端部各股线实际端部结构的情况下精确计算各股线端部漏感。最后,利用场路耦合二维有限元法,对比换位连续波绕组与发卡绕组在不同工况下各项损耗,并通过试验验证了仿真模型的有效性。研究表明,相较于发卡绕组,新型换位连续波绕组结构能够完全消除焊点,且在额定与高速运行工况下均能有效抑制交流损耗,最高转速时绕组交流损耗下降40.8%。 展开更多
关键词 驱动电机 连续波绕组 换位绕组 交流损耗分析 场路耦合 绕组设计
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地下水渗流富水砂层竖井冻结温度场时空演化规律及敏感性分析
10
作者 荣传新 屠卓 +1 位作者 龙伟 张润泽 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第2期268-283,共16页
为研究冻结竖井施工中地下水渗流对冻结温度场时空演化规律的影响,以淮北煤田临涣矿区袁店二矿为工程背景,根据现场实测数据及水热耦合数值模拟计算结果分析现场砂土渗透地层温度场的时空演化规律;通过控制变量法,研究流速、冻结管间距... 为研究冻结竖井施工中地下水渗流对冻结温度场时空演化规律的影响,以淮北煤田临涣矿区袁店二矿为工程背景,根据现场实测数据及水热耦合数值模拟计算结果分析现场砂土渗透地层温度场的时空演化规律;通过控制变量法,研究流速、冻结管间距、冻结管直径及盐水温度对温度场的影响;结合灰色关联度理论对冻结温度场进行敏感性分析。研究结果表明:1)冻结竖井施工中,开挖及筑壁带来的施工热扰动对井帮处冻结壁的形成有削弱作用,地下水渗流使得冻结管布置圈径外侧上下游温度相差2~4℃。2)通过数值计算结果与现场实测数据的对比验证,证实将SFCC(soil freezing characteristic curve)离散试验数据公式化并嵌入数值计算软件中,能够可靠地模拟埋深135 m富水砂层的温度场演化过程。3)富水砂层在冻结30 d时冻结壁交圈,冻结100 d时冻结壁有效厚度可达5 m以上,且渗流方向上的冻结温度场分布和上下游冻结壁温度变化具有明显差异。4)单因素作用下,冻结管直径与盐水温度的变化对上游冻结壁厚度及非对称系数的影响较小,变化幅度均不超过10%;而冻结管间距的改变对交圈时间影响显著,变化幅度超过60%。5)流速小于5 m/d时,交圈时间对盐水温度最为敏感,上游冻结壁厚度和冻结壁非对称系数对冻结管间距最为敏感;流速大于5 m/d时,交圈时间和冻结壁非对称系数受流速影响最为显著,上游冻结壁厚度受冻结管间距影响最为显著。 展开更多
关键词 竖井 水热耦合 冻结温度场 数值模拟 地下水渗流 敏感性分析
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旋转潮流控制器设计的参数优化及性能分析
11
作者 颜湘武 连凯歌 李昱臻 《华北电力大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期76-83,共8页
旋转潮流控制器(rotary power flow controller,RPFC)作为目前三种典型的潮流控制装置之一,在电网调节中具有十分广阔的应用前景。受核心部件旋转移相变压器(rotary phase shifting transformers,RPST)的影响,不同RPST结构参数下RPFC所... 旋转潮流控制器(rotary power flow controller,RPFC)作为目前三种典型的潮流控制装置之一,在电网调节中具有十分广阔的应用前景。受核心部件旋转移相变压器(rotary phase shifting transformers,RPST)的影响,不同RPST结构参数下RPFC所表现出的工作性能各有不同,为提高RPFC的工作性能,应对其进行优化设计。根据一台额定容量40 kVA的RPFC样机,首先建立了基于RPST的二维有限元模型;然后通过田口实验法及权重计算确定了RPST内部结构的最优参数组合;最后利用Matlab、Maxwell及Simplorer实现场路网耦合的联合仿真对优化结果进行验证。结果表明最优参数组合下RPFC运行效率及功率因数分别了提升1.4%和2.7%,为大容量RPFC的设计与工程应用提供了参考。 展开更多
关键词 旋转潮流控制器 参数优化 田口法 有限元 场路耦合
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基于RBF的风冷无油涡旋压缩机冷却通道结构优化
12
作者 彭斌 豆王红 牛柯 《兰州理工大学学报》 北大核心 2025年第3期32-40,共9页
为了改善风冷无油涡旋压缩机冷却通道送风的均匀性,减小能量损失,提高动、静涡盘的散热效果,通过数值模拟和多目标优化对冷却通道进行了结构优化.以冷却通道截面、过渡形式以及导流板的形状和数量等为研究对象进行数值模拟,利用径向基... 为了改善风冷无油涡旋压缩机冷却通道送风的均匀性,减小能量损失,提高动、静涡盘的散热效果,通过数值模拟和多目标优化对冷却通道进行了结构优化.以冷却通道截面、过渡形式以及导流板的形状和数量等为研究对象进行数值模拟,利用径向基神经网络构建近似模型,并利用NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化,选取结构参数,确定冷却通道的最终模型,进而研究入口速度与流场的关系.结果表明:优化后出口速度相对标准偏差降低了30.73%,中心截面速度相对标准偏差降低了50.17%,进出口压降减小了87.16%,在显著改善送风均匀性的同时减小了能量损失;虽然流场均匀性随入口速度变化不明显,但进出口压降发生急剧变化. 展开更多
关键词 涡旋压缩机 冷却通道 流场分析 多目标优化
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内置U型永磁电机电磁优化及振动噪声抑制
13
作者 高锋阳 岳文瀚 +3 位作者 高建宁 徐昊 孙伟 吴银波 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第4期71-83,共13页
为提高内置U型永磁同步电机电磁性能及抑制电机低频振动噪声,提出一种U一型磁极结构并结合Halbach充磁方式、转子开槽的电机拓扑。首先,推导电机相关电磁性能表达式,分析定转子间气隙径向磁通密度、径向电磁力密度的低频振动和噪声波动... 为提高内置U型永磁同步电机电磁性能及抑制电机低频振动噪声,提出一种U一型磁极结构并结合Halbach充磁方式、转子开槽的电机拓扑。首先,推导电机相关电磁性能表达式,分析定转子间气隙径向磁通密度、径向电磁力密度的低频振动和噪声波动构成。其次,采用解析法与有限元法得到气隙径向电磁力时空分布,利用参数敏感度分析法、参数扫描法和响应面法对所选转子拓扑参数进行多目标优化并得到最优参数解。最后,将U一磁极结构空载反电动势、径向磁通密度、齿槽转矩、输出转矩、转矩脉动、径向电磁力密度、振动加速度和声压级与4种U型磁极结构进行对比分析;并结合电磁场、机械场和声场对U一型电机结构进行验证。结果表明,通过在U型磁极结构上增设一型磁极、改变充磁方式、dq轴开槽调制气隙磁场正弦度,使得电机齿槽转矩降低91.3%,空载反电动势提高53 V,输出转矩提高39.6%,气隙中径向电磁力波的各阶次谐波幅值均有所下降,各频率下定子总成振动加速度降低明显,电机周身声压级最大值处下降9 dB,下降率为10.1%。 展开更多
关键词 内置式永磁同步电机(IPMSM) 低频振动噪声 Halbach充磁 磁场调制 多物理场耦合 频谱分析
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PEM电解槽流场结构的数值模拟及实验研究
14
作者 洪捐 魏伟 +3 位作者 刘岩岩 程东亚 王玉杰 陈松 《太阳能学报》 北大核心 2025年第7期559-567,共9页
质子交换膜(PEM)电解槽阳极侧的流场结构对于电解水制氢效率具有重要影响,为此需要根据电化学及计算流体力学理论深入分析电解槽内部物理场分布,进一步优化PEM电解槽流场结构。首先,通过Comsol Multiphysics仿真软件建立PEM电解槽多蛇... 质子交换膜(PEM)电解槽阳极侧的流场结构对于电解水制氢效率具有重要影响,为此需要根据电化学及计算流体力学理论深入分析电解槽内部物理场分布,进一步优化PEM电解槽流场结构。首先,通过Comsol Multiphysics仿真软件建立PEM电解槽多蛇形流场结构的三维模型,分析PEM电解槽内部电场和流场分布状况对电解水性能的影响规律;其次,根据仿真分析结果提出双分流、四分流及五分流3种分流改进结构,并对3种结构进行数值模拟分析。仿真结果表明:四分流结构性能最好,相比原来的多蛇形流场,氧气积聚下降约3%,气体排出效率提高22%,并且整体槽电压下降约0.0173 V。在此基础上,搭建具有四分流流场结构的PEM电解槽实验平台,实验证明电解槽电压降低0.0136 V,能耗降低,与仿真结果基本吻合。 展开更多
关键词 电解 数值分析 流场 PEM电解槽 四分流结构
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旋转式电液伺服阀流场动态特性研究
15
作者 姜志宏 张晓阳 +1 位作者 余志坚 郭河舟 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第2期128-134,共7页
基于对典型阀口形状的流场动态特性的研究,提出一种旋转式电液伺服阀,为分析伺服阀旋转过程中阀口流场的分布特性,设计三种不同几何形状的典型阀口。首先阐述电液伺服阀的机理,分别建立三种阀口过流面积数学模型;借助Fluent流体仿真软件... 基于对典型阀口形状的流场动态特性的研究,提出一种旋转式电液伺服阀,为分析伺服阀旋转过程中阀口流场的分布特性,设计三种不同几何形状的典型阀口。首先阐述电液伺服阀的机理,分别建立三种阀口过流面积数学模型;借助Fluent流体仿真软件,通过滑移网格方法(MRF)对电液伺服阀进行流场动态特性模拟分析,得出不同压差和阀口开度下的压力、压力波动、流量、流量系数、射流角的动态曲线;通过流量系数和压力波动来衡量伺服阀的动态特性和阀芯的稳定性,得出B型伺服阀的动态特性优于其他两种;最后对电液伺服阀的流量动态特性进行实验研究,实验证明伺服阀阀流量曲线近似为正弦波,流量的最大仿真值与实验值误差小于6.73%,表明理论结果和实验结果具有较好的一致性。 展开更多
关键词 阀芯旋转式电液伺服阀 典型阀口 动态特性 滑移网格 流场分析
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冰盖下串列组合桥墩周围绕流特性 被引量：1
16
作者 高鹏程 牟献友 +5 位作者 常蕾 尚志强 苏海涛 姜海荣 冀鸿兰 罗红春 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期71-79,86,共10页
为揭示冰盖流作用下水中桥墩附近区域流场的分布特性及内在规律,采用高精度三维测量技术,研究了明渠流和冰盖流条件下组合桥墩周围流场的空间分布及瞬态变化特性。试验结果表明:冰盖流条件下,远离桥墩断面处纵向流速沿垂线的分布呈抛物... 为揭示冰盖流作用下水中桥墩附近区域流场的分布特性及内在规律,采用高精度三维测量技术,研究了明渠流和冰盖流条件下组合桥墩周围流场的空间分布及瞬态变化特性。试验结果表明:冰盖流条件下,远离桥墩断面处纵向流速沿垂线的分布呈抛物线形,且中下部流速较上部偏大,表明冰盖粗糙度会改变流速的垂线分布,降低水流断面原始深泓线位置;冰盖的存在会削弱第一、三象限猝发事件发生频率,第二、四象限猝发事件则会被强化;全部4个象限猝发事件的垂线分布呈现出游荡形式,覆盖冰层后水体紊动强度受到强化,是促使泥沙颗粒发生跃移的关键因素。 展开更多
关键词 组合桥墩 冰盖 绕流场 象限分析 猝发事件
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基于DMD方法的旋翼流场分解与重构
17
作者 郑泓弟 赵大志 +4 位作者 李伟斌 刘钒 肖中云 马率 牟永飞 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第3期110-119,I0002,共11页
模态分解是快速识别流场关键特征并有效提取流场主要信息的重要技术手段。旋翼飞行器的流场具有强非定常、非线性的特点,通常比固定翼飞行器的流场更加复杂,然而,传统的模态分解−本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)方... 模态分解是快速识别流场关键特征并有效提取流场主要信息的重要技术手段。旋翼飞行器的流场具有强非定常、非线性的特点,通常比固定翼飞行器的流场更加复杂,然而,传统的模态分解−本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)方法分解得到的模态中包含多种流动频率,难以准确地捕捉旋翼流场的动态特征。为了深入认识旋翼流场的流动特征和演化规律,将动力学模态分解(dynamic mode decomposition,DMD)方法引入到旋翼流场的分析中,基于国家数值风洞HeliX软件,开展了Robin机身干扰模型的旋翼流场仿真,完成了DMD方法在旋翼流场中的分解与重构。获得了旋翼流场中各阶流动模态及其频率和增长特性,分析各阶模态所包含的流场信息的同时,建立了旋翼流场的降阶模型,进一步总结了悬停状态下流场重构误差在样本内和样本外的变化情况,以及模态数量对流场重构的影响规律。结果表明,DMD方法能够有效提取旋翼流场的主要特征,且能保留流场主要信息实现重构,可为旋翼涡系演化规律与干扰机制提供方法支撑。 展开更多
关键词 动力学模态分解 旋翼流场 流场分解与重构 误差分析
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基于CFD-DEM方法的安全壳碎片迁移流固耦合数值模拟研究
18
作者 张丰弢 章静 +3 位作者 巫英伟 贺亚男 田文喜 秋穗正 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第6期1284-1293,共10页
当核电厂发生冷却剂丧失事故(LOCA)时,破口介质的喷射过程会导致大量碎片迅速进入安全壳内部,这不仅显著增大滤网处的压降,还可能阻碍安全系统中冷却水的正常循环过程,进而影响事故后反应堆的安全运行。本文基于典型碎片迁移试验台架,... 当核电厂发生冷却剂丧失事故(LOCA)时,破口介质的喷射过程会导致大量碎片迅速进入安全壳内部,这不仅显著增大滤网处的压降,还可能阻碍安全系统中冷却水的正常循环过程,进而影响事故后反应堆的安全运行。本文基于典型碎片迁移试验台架,结合计算流体力学(CFD)与离散单元法(DEM)建立了碎片迁移分析模型,并在验证数值模型准确性的基础上,重点研究了流速变化及碎片堆积对迁移过程的影响,分析了不同流速下碎片的迁移行为及堆积特性。结果表明,入口流速及碎片堆积形态对碎片的迁移行为和迁移份额具有显著影响,低流速下,碎片因回流效应和结构件阻隔,在流道前端堆积形成静止区;而高流速下,碎片迁移距离增大,堆积发生在结构件前的低速回流区,流道边缘的回流效应使碎片向边缘迁移。碎片堆积对流道流场与压力场的影响较为局部,主要表现为碎片堆处流速减缓和迎流面局部正压区引起的压降增大。研究成果为核电厂内部碎片迁移过程的优化设计与安全评估提供了理论依据与技术支持。 展开更多
关键词 碎片迁移 流场分析 CFD-DEM 堆积特性 数值模拟
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涡轮钻具叶片径向厚度分布对其性能的影响
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作者 刘书杰 马传华 +3 位作者 陈宓 冯进 周思柱 曾云 《石油机械》 北大核心 2025年第2期15-22,共8页
目前针对涡轮钻具叶片径向厚度分布的研究较为欠缺。为此,基于CFD方法,以贝塞尔曲线造型方法生成的叶片型线为基础,设置叶片顶部至叶根处2种厚度变化不同的叶型,采用等比例缩放的形式进行叶片造型,通过数值模拟并与普通弯扭叶片的涡轮... 目前针对涡轮钻具叶片径向厚度分布的研究较为欠缺。为此,基于CFD方法,以贝塞尔曲线造型方法生成的叶片型线为基础,设置叶片顶部至叶根处2种厚度变化不同的叶型,采用等比例缩放的形式进行叶片造型,通过数值模拟并与普通弯扭叶片的涡轮钻具进行对比分析,研究变截面叶片对涡轮钻具性能的影响。研究结果表明:改进后的叶片1结构在100~2 000 r/min转速范围内所能承受的扭矩相比于等厚叶片结构增大了21%,但压降总体高出等厚叶片结构6.6%;叶片2结构相比于等厚叶片所能承受的扭矩增大了18.3%,但压降升高了12.3%;改进后的2种叶片结构最高效率可达71.75%和71.83%,相比等厚叶片结构有显著提升。研究结论可为高性能涡轮钻具叶片的设计提供理论参考。 展开更多
关键词 涡轮钻具 叶片型线 水力特性 流场分析 湍流度
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FZG齿轮箱热流耦合分析与验证方法研究
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作者 陈炳瑞 朱才朝 +2 位作者 林勤杰 陈泰民 刘怀举 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第6期797-811,共15页
浸油润滑是齿轮传动重要的润滑与散热方式之一,直接影响齿轮传动系统运行温度和应力应变等服役性能.本文中以FZG齿轮箱为研究对象,构建了齿轮传动系统浸油润滑热-流耦合数值仿真模型,揭示了在不同FZG载荷级、不同转速下齿轮箱流场和温... 浸油润滑是齿轮传动重要的润滑与散热方式之一,直接影响齿轮传动系统运行温度和应力应变等服役性能.本文中以FZG齿轮箱为研究对象,构建了齿轮传动系统浸油润滑热-流耦合数值仿真模型,揭示了在不同FZG载荷级、不同转速下齿轮箱流场和温度变化规律.发现随载荷级升高,轮齿散热能力提升,系统各零部件温差逐渐加大;随转速的增加,搅油功率损失增加,最高转速下约占系统功率损失的79%.用无线温度测试系统开展了FZG齿轮箱齿轮及箱体温度测试试验,发现模型预测值与试验值相比误差在6%以内,验证了模型的准确性,为齿轮传动系统温度预估和控制提供了理论支撑。 展开更多
关键词 FZG齿轮箱 浸油润滑 热-流耦合 流场 温度场
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