引入非线性恢复力的涡激振动发电系统动力学行为研究 被引量：1

1

作者 刘丽兰 任航 +3 位作者 李佳佳 王甲一 汪甡 吴子英 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第4期465-482,共18页

利用线性弹簧斜向布置的几何非线性产生非线性恢复力,提出了引入非线性恢复力的水下涡激振动(VIV)发电系统.该系统通过单向轴承、齿轮齿条机构、增速箱和转子发电机,将钝体横向往复运动转变为发电机的单向旋转运动.建立了综合考虑流-固... 利用线性弹簧斜向布置的几何非线性产生非线性恢复力,提出了引入非线性恢复力的水下涡激振动(VIV)发电系统.该系统通过单向轴承、齿轮齿条机构、增速箱和转子发电机,将钝体横向往复运动转变为发电机的单向旋转运动.建立了综合考虑流-固-电耦合的水下涡激振动发电系统动力学方程,利用非线性振动理论,获得了钝体非线性振动的静态平衡点分岔和不同稳态运动的区间,重点研究了PF-2SN和2PF-2SN两种静态分岔情况下钝体的非线性动力学行为,获得了不同流速下钝体振动的Poincaré映射、相图和幅频图,分析了钝体在单周期小幅运动、大幅混沌运动和准周期大幅运动等运动模式下的振动行为及运动规律,并计算了在钝体处于不同稳态运动时的发电机功率.结果表明:在PF-2SN分岔方式中,系统处于二稳态运动时的振动和发电具有明显优势,平均振幅比为2.18、发电功率最大值为24.45 W.而在2PF-2SN分岔方式中,系统处于三稳态运动时的振动和发电更具优势,平均振幅比为1.98、发电功率最大值为18.32 W. 展开更多

关键词 非线性恢复力 静态/动态分岔 涡激振动 俘获 发电

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超低压蒸汽透平内部流动特性分析

2

作者 吴雄伟 余凌 +1 位作者 李益 翟璐璐 《化工设备与管道》 CAS 北大核心 2024年第5期55-61,共7页

超低压蒸汽余热回收透平成套装备是一种新型蒸汽回收装置,能够实现对超低压蒸汽余热的高效回收。该装备内部流场在变工况运行过程时较为复杂,复杂流动诱发的振动会严重危害机组的安全运行。文章针对不同进汽流量下的蒸汽透平机组稳态流... 超低压蒸汽余热回收透平成套装备是一种新型蒸汽回收装置,能够实现对超低压蒸汽余热的高效回收。该装备内部流场在变工况运行过程时较为复杂,复杂流动诱发的振动会严重危害机组的安全运行。文章针对不同进汽流量下的蒸汽透平机组稳态流场特性和压力脉动特性进行了分析。研究结论显示,进汽流量降低时,流场出口处从末级动叶叶根开始出现回流,并且进一步从此叶根向叶顶以及次末级扩张;低流量工况下,末级叶片叶顶的动静叶间隙出现诱发振动的涡流,导致叶顶处压力脉动出现宽频带。 展开更多

关键词 超低压蒸汽透平 内部流动 动静间隙涡 压力脉动

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轴流压气机转子叶尖二次涡的试验验证及形成机理 被引量：8

3

作者 吴艳辉 李清鹏 +2 位作者 田江涛 楚武利 张皓光 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期363-370,共8页

对轴流压气机转子机匣壁面静压进行动态测量,采用小波分析方法处理近失速工况动态压力测量信号,功率谱显示在与二次涡相近的频率上存在较高的能量带,能量峰值沿轴向的衰减与二次涡的变化规律相符,表明二次涡在流场中存在是可能的。针对... 对轴流压气机转子机匣壁面静压进行动态测量,采用小波分析方法处理近失速工况动态压力测量信号,功率谱显示在与二次涡相近的频率上存在较高的能量带,能量峰值沿轴向的衰减与二次涡的变化规律相符,表明二次涡在流场中存在是可能的。针对相同转子进行全通道非定常数值模拟,计算结果表明,近失速工况下,转子圆周每个通道叶顶附近均存在规律一致的二次涡运动。叶片中后段间隙泄漏流与间隙泄漏涡破碎产生的低能流体相互作用,在泄漏涡破碎形成的堵塞区域中形成二次涡。二次涡运动使得近叶顶载荷分布发生变化,从而导致近叶顶流场出现了一种周期性的自维持的非定常流动现象。 展开更多

关键词 轴流压气机 叶尖二次涡 动态压力测量 小波分析 间隙流 泄漏涡

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压气机叶栅叶顶间隙流的动力学模态分解 被引量：5

4

作者 王建明 王涵 桂琳 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期520-527,共8页

为了研究低速孤立压气机叶栅叶顶间隙流的非定常运动型态,采用大涡模拟(LES)技术对流场进行数值模拟,并运用动力学模态分解(DMD)技术对x/c=1.0677弦长处S3截面叶顶二次流速度场进行模态分析。结果表明:动力学模态分解(DMD)能够得到速度... 为了研究低速孤立压气机叶栅叶顶间隙流的非定常运动型态,采用大涡模拟(LES)技术对流场进行数值模拟,并运用动力学模态分解(DMD)技术对x/c=1.0677弦长处S3截面叶顶二次流速度场进行模态分析。结果表明:动力学模态分解(DMD)能够得到速度场的定常模态和不同频率下的主要振荡特征。同时揭示了频率为f1=824.9Hz的一阶振荡主要表现为泄漏涡的低频周期性生成与退化;而频率为f2=9807.2Hz的二阶振荡是由叶顶移动端壁形成剪切层内的不稳定造成的,主要表现为泄漏涡的振荡与分裂。 展开更多

关键词 动力学模态分解 叶顶间隙流 叶顶泄漏涡 移动端壁

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开缝式SK型静态混合器与可调涡旋静态混合器的性能数值优化 被引量：4

5

作者 聂欣 甄忠元 吕明 《热力发电》 CAS 北大核心 2014年第11期51-57,共7页

对开缝式SK型和可调涡旋2种新型静态混合器的结构参数进行数值模拟优化,并与传统SK型静态混合器进行比较。结果表明,间隙直径比为0.58的开缝式SK型静态混合器为最优结构;叶片圆心角为120°,曲率半径为400mm的三叶片涡旋发生器组成... 对开缝式SK型和可调涡旋2种新型静态混合器的结构参数进行数值模拟优化,并与传统SK型静态混合器进行比较。结果表明,间隙直径比为0.58的开缝式SK型静态混合器为最优结构;叶片圆心角为120°,曲率半径为400mm的三叶片涡旋发生器组成的可调涡旋静态混合器性能最优;可调涡旋静态混合器与开缝式SK型静态混合器的混合效果均优于传统SK型静态混合器,且可调涡旋静态混合器的混合速度更快。 展开更多

关键词 静态混合器 开缝式SK型 可调涡旋型 混合度 压力损失 数值优化

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旋转环对风机噪声特性及气动性能影响的试验研究 被引量：6

6

作者 陈燎原 《流体机械》 CSCD 2001年第5期5-7,11,共4页

分析了轴流式风机叶尖间隙涡流对噪声特性和气动性能的影响 ,通过试验验证了在叶片端部加装旋转环控制间隙涡流的效果 ,结果表明了加旋转环可在一定程度上降低噪声并改善气动性能。

关键词 风机 间隙涡流 噪声 气动性能 轴流式 矿井 通风机 旋转环

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滑动轴承半径间隙对转子系统振动特性影响研究 被引量：6

7

作者 陈坤旭 王东强 +1 位作者 董学武 姜海芹 《机床与液压》 北大核心 2022年第14期131-135,共5页

建立考虑半径间隙的轴承-转子系统动力学模型,基于有限差分法并运用超松弛迭代法求解Reynolds方程得到油膜压力分布。计算不同半径间隙和载荷下滑动轴承的油膜特性,得出各静动特性系数、最大油膜压力和最小油膜厚度的变化曲线。在不同... 建立考虑半径间隙的轴承-转子系统动力学模型,基于有限差分法并运用超松弛迭代法求解Reynolds方程得到油膜压力分布。计算不同半径间隙和载荷下滑动轴承的油膜特性,得出各静动特性系数、最大油膜压力和最小油膜厚度的变化曲线。在不同半径间隙下对轴承-转子系统进行动力学分析,得到转子系统轴心轨迹、时域响应和频域响应。结果表明:调整轴承半径间隙可以有效减小转子系统因不平衡而产生的振动,降低转子系统的不平衡敏感度,为维持轴承-转子系统在不同工作状态下的稳定提供参考。 展开更多

关键词 滑动轴承 半径间隙 动静特性 转子稳定性 不平衡响应

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人字形螺旋槽动压止推轴承性能分析 被引量：5

8

作者 杨攀 陈渭 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期17-27,共11页

为了研究人字形螺旋槽止推轴承的结构参数对其静动态性能的影响,针对轴承的特殊结构,通过坐标变换在扇形坐标系下,建立了轴承的性能计算模型。在正交坐标系下运用有限差分法对雷诺方程进行了离散和求解,得到了轴承的膜厚压力分布;研究... 为了研究人字形螺旋槽止推轴承的结构参数对其静动态性能的影响,针对轴承的特殊结构,通过坐标变换在扇形坐标系下,建立了轴承的性能计算模型。在正交坐标系下运用有限差分法对雷诺方程进行了离散和求解,得到了轴承的膜厚压力分布;研究了槽数、槽深和螺旋角等结构参数对轴承静动态性能的影响,综合考虑油膜承载力和刚度等因素,确定了轴承各结构参数对应的最优取值;通过分析人字槽轴承内部流体的流动状态,得到了槽深间隙比对基于层流和紊流两种计算模型下所得结果的影响规律。研究结果表明:人字槽顶端为主要承载区,该区域内存在压力峰值;在加工允许范围内,可以增加槽数,在轴承间隙为0.01 mm,槽深间隙比约为3、槽台宽比为0.7~1、螺旋角为60°时,轴承可以获得较好的润滑性能;当槽深间隙比大于3时,轴承内部会出现明显涡流,导致油膜承载力减小、温升升高,此时基本的雷诺方程不再适用。研究成果可为国产高性能CT设备中液态金属轴承技术提供一定的理论指导。 展开更多

关键词 液态金属 人字槽止推轴承 静动态性能 涡流

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虎门二桥坭洲水道桥纵向约束体系研究 被引量：22

9

作者 张鑫敏 徐源庆 +1 位作者 鲁立涛 李冲 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期7-12,共6页

虎门二桥坭洲水道桥为主跨1 688m的双塔双跨悬索桥。为减小该桥在汽车活载、温度作用及风荷载下的梁端位移,提出一种在塔梁连接处设置静力限位-动力阻尼装置的纵向约束体系。采用有限元软件SAP2000Nonlinear建立全桥有限元模型,分析该... 虎门二桥坭洲水道桥为主跨1 688m的双塔双跨悬索桥。为减小该桥在汽车活载、温度作用及风荷载下的梁端位移,提出一种在塔梁连接处设置静力限位-动力阻尼装置的纵向约束体系。采用有限元软件SAP2000Nonlinear建立全桥有限元模型,分析该静力限位-动力阻尼装置的限位间隙、限位刚度对梁端位移、塔梁相对位移、限位力的影响规律,确定限位装置的合理参数取值,分析设置静力限位-动力阻尼装置前、后加劲梁应力、桥塔纵向弯矩和梁端位移。结果表明:该桥静力限位-动力阻尼装置的限位刚度取200MN/m,广东侧和东莞侧限位间隙分别取0.82m和1.05m;采用静力限位-动力阻尼体系后,静力作用和地震作用下的梁端位移大幅降低,伸缩缝规模从2 758mm降到2 106mm,减小23.6%。 展开更多

关键词 悬索桥 纵向约束体系 静力限位-动力阻尼装置 限位间隙 限位刚度 梁端位移 有限元法

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螺旋槽对柱面气膜密封静力与动力特性影响机理研究 被引量：6

10

作者 张然 赵欢 +2 位作者 孙丹 胡海涛 常城 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期82-91,共10页

螺旋槽对柱面气膜密封静力和动力特性有较大影响。应用非定常动网格技术建立了柱面气膜密封多频椭圆涡动静力与动力特性求解模型,分析了不同工况及结构参数下螺旋槽对柱面气膜密封静力与动力特性的影响,研究了螺旋槽对封严气体泵吸效应... 螺旋槽对柱面气膜密封静力和动力特性有较大影响。应用非定常动网格技术建立了柱面气膜密封多频椭圆涡动静力与动力特性求解模型,分析了不同工况及结构参数下螺旋槽对柱面气膜密封静力与动力特性的影响,研究了螺旋槽对封严气体泵吸效应与流体动压效应影响,揭示了螺旋槽对柱面气膜密封静力和动力特性的影响机理。研究结果表明:随着进出口压比与偏心率的增大,气膜内流体动压效应增强,封严气体压力分布不均匀,使得密封泄漏量增加。随着螺旋角的增大,气体经过螺旋槽泵吸效应与挤压作用聚集在螺旋槽根部,形成了较为明显的动压效应,使得泄漏量增加。当螺旋角为30°~50°时,密封的径向气流力指向转子涡动中心,切向气流力与转子涡动速度方向相反,有效地抑制了转子涡动,转子系统稳定性较好。 展开更多

关键词 螺旋槽 柱面气膜密封 转子多频涡动 静力特性 动力特性 流体动压效应

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水泵水轮机内部流态特性及预应力模态分析 被引量：4

11

作者 孔令华 姜爱军 +2 位作者 李向阳 李思原 郭绘娟 《人民长江》 北大核心 2023年第9期151-159,共9页

为研究抽水蓄能电站中水泵水轮机在不同水头下水轮机工况的稳定性,应用ANSYS Workbench平台进行了全流道数值模拟,研究了水泵水轮机的压力脉动机理并开展预应力模态分析,将模拟结果与试验结果对比,验证其可靠性。计算结果表明:额定水头... 为研究抽水蓄能电站中水泵水轮机在不同水头下水轮机工况的稳定性,应用ANSYS Workbench平台进行了全流道数值模拟,研究了水泵水轮机的压力脉动机理并开展预应力模态分析,将模拟结果与试验结果对比,验证其可靠性。计算结果表明:额定水头下水泵水轮机流态较好,水流涡带现象与水压力脉动关联紧密,各部件监测点采集到的压力脉动呈现出一定的周期性;压力脉动的主频多为转频及其倍频,转轮与活动导叶间的动静干涉是无叶区压力脉动的主要来源;预应力下转轮的固有频率与各部件水力激振频率相差较大,因此发生共振的可能性较小。研究结果对水泵水轮机振动诱因分析及提高运行稳定性具有参考价值。 展开更多

关键词 水泵水轮机 内流特性 涡带 压力脉动 动静干涉 模态分析

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