检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：刘畅哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

导叶可调式液力变矩器是大功率液力机械调速系统的关键部件,目前主要应用相似设计方法进行设计,即在基型变矩器的基础上进行相似放大或缩小。由于其应用领域较窄,有关其设计理论和方法研究很少,在设计新型变矩器时缺乏相应的设计理论和... 详细信息

导叶可调式液力变矩器是大功率液力机械调速系统的关键部件,目前主要应用相似设计方法进行设计,即在基型变矩器的基础上进行相似放大或缩小。由于其应用领域较窄,有关其设计理论和方法研究很少,在设计新型变矩器时缺乏相应的设计理论和准则。如泵轮和涡轮之间的间隙大小对变矩器的性能和压力脉动等有影响,在现有的几种变矩器产品中,泵涡相对间隙（间隙与循环圆直径之比）的范围在0.2%1.6%之间。本文使用Blade Gen对Y615型双涡轮可调式液力变矩器进行建模,使用Turbo Grid对各叶轮流道进行网格划分,使用CFX计算流体力学软件进行数值计算与结果后处理。并通过设置压力监测点的方法,研究了泵轮叶片及离心涡轮叶片前后边的压力脉动情况。然后通过改变离心涡轮进口边半径,改变泵涡间隙,分析改变泵涡间隙对液力变矩器性能及压力脉动的影响。在所有相邻叶轮对之间,泵轮和离心涡轮互相之间的干涉效应最显著。其他叶轮对之间的干涉效应基本可以忽略。泵轮叶片数较少（15片）,而且叶片正面出流压力高,背面出流压力低,泵轮的出流压力在周向上成高低交错分布,对其下游的涡轮造成周期性冲击。液流进入涡轮流道时,会与涡轮叶片进口边发生冲击,出现高压区。当涡轮叶片与泵轮叶片接近时,两叶片之间间隙极小,形成阻塞效应。另外泵轮背面存在低速低压的湍流区。此湍流区会产生不规则流场,并且吸收外部传来的压力脉动。其内部也会产生与外部不同频率的压力脉动。设定泵涡间隙时,需要考虑最重要的因素就是涡轮前端高压区的尺寸。泵涡间隙会影响液力变矩器的性能参数,如效率曲线、泵轮力矩系数,也决定了压力脉动的大小。泵涡间隙越小,泵轮涡轮间的动静干涉效应就越强,压力脉动越大。而泵涡间隙较大,则能够使泵轮的出流在无叶片流道进行较充分的压力扩散,使离心涡轮的入流在周向上压力比较均匀,降低压力脉动效应,提高效率。但是较大的泵涡间隙会降低泵轮力矩系数。而且实际中无叶片流道过长也会产生回流等现象。因此泵涡间隙的选取需要综合考虑各方面因素。

关键词：液力变矩器泵涡间隙数值模拟计算动静干涉

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挖泥船疏浚管道磨损规律及更换策略研究

挖泥船疏浚管道磨损规律及更换策略研究

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作者：张永峰武汉理工大学

学位级别：硕士

磨损是工业生产中十分常见的一种材料耗损现象。近些年来,随着国内外港口建设、航道升级整治以及相关江河湖泊的开发和扩能,疏浚工程量快速增长。在我国南海“吹沙填礁”工程、曹妃甸港口建设、长江黄金水道的修复和大连新机场填海等工... 详细信息

磨损是工业生产中十分常见的一种材料耗损现象。近些年来,随着国内外港口建设、航道升级整治以及相关江河湖泊的开发和扩能,疏浚工程量快速增长。在我国南海“吹沙填礁”工程、曹妃甸港口建设、长江黄金水道的修复和大连新机场填海等工程中,挖泥船都得到了广泛应用。其施工作业主要依靠绞刀、耙斗等挖掘,泥泵抽排,管道输送来完成。管道泥浆输送是挖泥船工作的重要环节之一。磨损是一种常见的导致管道失效的形式。管道一旦发生破损,将直接影响到挖泥船施工的安全有效运行,泥浆的泄露还会造成环境污染。随着国家节能减排口号的提出和疏浚市场的竞争日趋激烈,提高经济效益,降低施工成本将成为一个大的趋势。因此,研究疏浚管道磨损规律,探索管道更换策略,对于保证挖泥船安全运行、降低施工成本和保护环境具有重要意义。本文以长江航道局科技项目为依托,旨在通过数值模拟,研究疏浚管道在泥浆冲蚀条件下磨损的分布规律及特点,并对比实船磨损数据,得出实际生产中疏浚管道磨损的规律,提出管道检修和更换的策略,为实际生产提供理论依据。主要的研究内容如下:(1)对固液两相流动中的颗粒运动规律进行了阐述,分析了管道磨损产生机理,并对影响磨损的主要因素进行了分析。(2)建立连续相模型、湍流动力学模型和冲蚀磨损计算等数学模型。运用相关软件对水平直管和90°弯管进行物理建模和网格划分,在Fluent软件中进行研究参数、边界条件的选取和模型设置,然后进行冲蚀磨损仿真实验,分别对浆体流速、浆体浓度、粒径大小和冲蚀角度四个影响磨损的因素进行分析,研究管道磨损变化规律,得出了以下结论:挖泥船管道磨损一般集中在管道的中下部,其中下部磨损情况最为严重;浆体流速、浆体浓度和粒径大小的增大都会使冲蚀磨损加剧。(3)筛选实船磨损数据,验证仿真实验合理性和正确性。结合仿真实验结果和实际工程中管道的磨损情况,提出了管道翻转更换策略,对延长管道使用寿命和提高工程经济效益提出合理建议。

关键词：挖泥船管道磨损数值模拟计算更换策略

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船体盐水舱阴极保护数值模拟计算研究

船体盐水舱阴极保护数值模拟计算研究

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第十五届中国海洋（岸）工程学术讨论会

作者：刘福国马桂君李响海洋石油工程股份有限公司设计公司海洋石油工程股份有限公司蓝海检测外观检验部

阴极保护电位分布是合理设计阴极保护工程的必要条件和评价阴极保护效果的重要依据,数值模拟分析可以有效地预测被保护体表面电位分布。本文采用边界元数值模拟分析软件对船体盐水舱牺牲阳极阴极保护进行数值模拟分析,结果表明根据传统... 详细信息

阴极保护电位分布是合理设计阴极保护工程的必要条件和评价阴极保护效果的重要依据,数值模拟分析可以有效地预测被保护体表面电位分布。本文采用边界元数值模拟分析软件对船体盐水舱牺牲阳极阴极保护进行数值模拟分析,结果表明根据传统的阳极布置,盐水舱表面电位分布不均匀,保护效果不好。经过调整牺牲阳极位置,盐水舱表面电位分布均匀,保护效果较佳。

关键词：数值模拟计算阴极保护边界元盐水舱

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单桩基础承载力离心模型试验及数值模拟

单桩基础承载力离心模型试验及数值模拟

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作者：杨锡强大连理工大学

学位级别：硕士

桩基础是工程中常见的深基础形式,单桩的承载特性通常受到成桩形式、荷载作用形式以及桩周围土体状态的影响。为了研究上述因素对砂土中单桩承载特性的影响,本文依托于大连理工大学的土工鼓式离心机,进行了六种工况下的离心模型试验,分... 详细信息

桩基础是工程中常见的深基础形式,单桩的承载特性通常受到成桩形式、荷载作用形式以及桩周围土体状态的影响。为了研究上述因素对砂土中单桩承载特性的影响,本文依托于大连理工大学的土工鼓式离心机,进行了六种工况下的离心模型试验,分别讨论了不同砂土密实度、不同荷载形式、不同成桩方法、以及桩身表面不同摩擦系数对单桩承载特性的影响,并分析了各因素对单桩承载特性的影响规律和趋势。试验中使用的砂土是福建标准砂,为了避免粒径大小对离心试验的影响,将标准砂用0.5mm大小的筛子进行筛分。砂土试样通过大连理工大学自主开发研制的自动撒砂设备采用砂雨法制备,排除了人为因素对制样过程的影响,通过控制砂土流速、落距等关键因素,整个制样过程实现了自动化,从而保证了试验的均匀性和高度可重复性,确保了试验数据的可靠性。试验数据显示,桩身表面粗糙程度对桩身承载力有较大影响,黏贴应变片使桩身形成明显凸起并显著增加了桩身的摩擦系数,其试验结果中,桩端阻力显著高于其他组试验,说明桩身摩擦系数的提高会使桩的承载能力显著提高；其次,相较于预埋桩,打入桩的承载能力要更大一些,这是由于在桩体的打入过程中,桩体本身对周围土体有挤压作用,因而使桩身附近土体被挤密,而预埋桩则不会,这个挤密效应使得打入桩桩身周围一定范围内土体的承载能力提高,从而提高了单桩的承载能力；第三,周围土体相对密实度越大,桩身承载力越大,但桩承载能力的提高幅度与地基土体相对密实度的改变幅度之间不成比例关系变化；第四,通过桩身应变片量测了轴力沿桩身的分布情况,结果显示,桩侧摩擦力对桩端反力有显著贡献,且主要集中在桩身的前1/3范围内,其原因是摩擦力跟土体的水平应力大小有直接关系,靠近土层表面处砂土的水平应力很小,因此所能提供的摩擦力也很小,但是桩身轴向力的分布不能够用线性来描述。本文使用大型有限元软件ABAQUS,使用轴对称模型、三维模型以及CEL方法分别对单桩的竖向承载问题、水平承载问题和贯入问题进行了数值计算。经过与离心模型试验数据进行对比分析,证明了数值计算方法的有效性,结果表明,摩尔库伦模型可以较好地描述砂土本构关系,在小变形范围内,选取恰当的本构参数,数值计算结果与试验结果吻合较好,是可靠的；CEL方法是模拟贯入问题的有效且简单的手段之一,数值计算结果得到的砂土流动过程、贯入问题的影响范围、贯入的最终桩端反力等均与试验得到的数据十分接近。本文研究结果表明,在选取恰当本构关系和参数情况下,数值计算能够为工程设计提供一定的参考依据。

关键词：单桩基础离心模型试验荷载-位移曲线数值模拟计算

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350km/h标准动车组牵引电机冷却风机的开发

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铁道机车与动车 2017年第6期 14-15,17页

作者：宋大鹏李廷金中车大连机车研究所有限公司辽宁大连116021

以350 km/h标准动车组牵引电机冷却风机的开发为例,介绍了该型风机的流场数值模拟计算、结构设计、试验及装车运行等情况,并提出在各个开发阶段需要注意的问题,以及采取相应的措施。试验及装车运用表明,开发的冷却风机性能合适,能够满... 详细信息

以350 km/h标准动车组牵引电机冷却风机的开发为例,介绍了该型风机的流场数值模拟计算、结构设计、试验及装车运行等情况,并提出在各个开发阶段需要注意的问题,以及采取相应的措施。试验及装车运用表明,开发的冷却风机性能合适,能够满足动车组牵引电机冷却需求。

关键词：标准动车组牵引电机冷却风机数值模拟计算性能试验

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采煤工作面长钻孔瓦斯抽采效果数值模拟

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河北工程大学学报（自然科学版） 2016年第2期33卷 94-98页

作者：伍诺坦罗文柯张慧齐超湖南科技大学能源与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学煤矿安全开采湖南省重点实验室湖南湘潭411201

根据现场对煤层瓦斯基础参数的测定,在实验室对顺层长钻孔在异径条件下瓦斯浓度、抽放半径和流量等参数变化规律进行数值模拟计算,并在白山坪煤矿1265采煤工作面的溜子道进行抽放半径的效果检验,发现数值模拟计算结果与实测结果吻合较... 详细信息

根据现场对煤层瓦斯基础参数的测定,在实验室对顺层长钻孔在异径条件下瓦斯浓度、抽放半径和流量等参数变化规律进行数值模拟计算,并在白山坪煤矿1265采煤工作面的溜子道进行抽放半径的效果检验,发现数值模拟计算结果与实测结果吻合较好。最终结果表明,为保证采煤工作面安全生产,钻孔直径应当75～100 mm较好。

关键词：白山坪煤矿瓦斯抽采顺层长钻孔钻孔直径数值模拟计算

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微型离心泵内部湍流流动的数值模拟研究

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福建农机 2016年第1期 19-22页

作者：马栋棋连松锦郑炜刘功喜福建省农业机械化研究所福建福州350005

基于雷诺时均Navier-Stockes方程和标准k-ε双方程湍流模型,采用FLUENT软件对一台微型离心泵进行三维湍流数值模拟计算研究,对比分析数值模拟计算和外特性性能试验测得的流量—扬程、流量—效率及流量—功率等外特性曲线并分析两者之间... 详细信息

基于雷诺时均Navier-Stockes方程和标准k-ε双方程湍流模型,采用FLUENT软件对一台微型离心泵进行三维湍流数值模拟计算研究,对比分析数值模拟计算和外特性性能试验测得的流量—扬程、流量—效率及流量—功率等外特性曲线并分析两者之间存在差异的原因;在设计流量工况下,分析研究叶轮中间截面的速度矢量图及微型离心泵中间截面压力云图,揭示了其内部流动的主要特征。研究结果可为了解微型离心泵的内部流动特征及优化设计提供参考。

关键词：微型离心泵数值模拟计算外特性内流场

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基于CFD的多段内循环厌氧反应器气液流场研究及结构设计

基于CFD的多段内循环厌氧反应器气液流场研究及结构设计

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作者：周振湖南大学

学位级别：硕士

现如今水体污染日益严重,污水处理市场逐渐扩大,迫切需要低成本、高效率的污水处理技术,厌氧反应器一直以来是一个很好的选择。其从开发至今经历了几次更新替代,到目前为止已到了第三代厌氧反应器。厌氧反应器每次更新换代都是围绕增强... 详细信息

现如今水体污染日益严重,污水处理市场逐渐扩大,迫切需要低成本、高效率的污水处理技术,厌氧反应器一直以来是一个很好的选择。其从开发至今经历了几次更新替代,到目前为止已到了第三代厌氧反应器。厌氧反应器每次更新换代都是围绕增强泥水间传质效果进行的,其实质是改善反应器内部流场条件。本课题创新性的提出开发一种新型厌氧反应器——多段内循环厌氧反应器,并采用计算流体力学技术(CFD)模拟研究各种结构条件下反应器的流场情况,用模拟结果指导反应器的结构尺寸设计。该反应器的设计原理是厌氧消化反应的三个阶段产酸、产氢产乙酸、产甲烷阶段在三个不同的反应段进行,每个反应段中的反应条件都调节到各个阶段发生反应的微生物所需要的最佳反应条件,因此能发挥每一阶段的微生物的最大功效。同时每个反应室内依靠产甲烷阶段的自产沼气的推动作用自动形成液体内循环,内循环系统的存在,使得反应器内保持着大量的微生物。并且让厌氧颗粒污泥与废水处于搅拌状态,使得泥水混合液能够充分混匀,泥水的充分接触能实现良好的传质,大大提高了污水处理效率。此前已有大量学者研究厌氧反应器,但是之前的研究大部分集中在工艺性的实验研究,很少有人深入研究反应器内部的流场机理,并且在实际工程应用中大多是依靠经验公式来设计反应器,这样在设计时存在一定的盲目性,不能充分利用反应器内部空间,很难达到最佳传质效果。采用数值模拟方法可以代替反应器的中试实验,大大节省了科研时间与经费,并且可以解决中试实验不能解决的问题,可以在短时间内从模拟结果预测反应器的运行效果与状态。结合多段内循环厌氧反应器的特殊性,本课题通过CFD中的FLUENT软件模拟反应器的运行,通过改变产气量的大小、高径比、曝气盘安装高度这三个因素,探索反应器的最佳工艺与结构设计参数,以期能让反应器内部泥水传质效果达到最佳状态,提高处理效果;减小反应器内部死区比例,提高空间利用率。数值模拟结果表明:(1)产气量过大或者过小都会导致反应区存在大量死区,只有当曝气盘出口处的瞬时气体速度维持在2.68m/s或者3.75m/s时,反应区的流场才有利于厌氧反应的进行,但是气体速度越大,液体进入集气管后速度变化越剧烈,液体速度过大不利于厌氧颗粒污泥的形成,因此气体速度为2.68m/s时,反应器的流场更适合厌氧反应的进行;(2)高径比对流场形态有明显影响,实验中选择了0.8、1.0、1.25、1.5、1.75这几个高径比作为变量,结果表明,高径比越大,液体速度分布越均匀,轴向与径向都有速度延伸。因此有利于泥水混合传质,并且高径比越大,反应区速度变化越平缓,最终形成平推流状态,有利于厌氧颗粒污泥的形成。因此从模拟结果分析得到,高径比为1.75时反应器流场情况最适宜厌氧反应器的运行。(3)曝气盘安装高度是影响反应器内部流场的一个重要因素,曝气盘作为反应器动力的来源口,其安装高度对反应器内部流场影响较大,实验中选用了20mm、40mm、60mm、80mm、100mm、120mm这几个实验变量,结果表明,曝气盘安装高度越低,越有利反应器内泥水混合传质,曝气盘安装高度较低时,液体上升时与集气罩壁的粘滞阻力越小,越有利于液体速度的径向扩展,因此能减小反应器内部的死区比例,大大提高了反应器的利用空间。

关键词：废水处理厌氧反应器计算流体力学(CFD) 数值模拟计算流场死区均匀分布

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飞机结冰计算中水滴撞击特性研究及实验

飞机结冰计算中水滴撞击特性研究及实验

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作者：崔宁南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着航空工业的发展,飞机结冰问题越来越受到重视,飞机结冰问题及防除冰系统研究也逐渐深入。目前,研究飞机结冰的方法有飞行试验、冰风洞实验、数值模拟方法,而数值模拟方法由于成本低,速度快等特点成为研究结冰问题的主要方法。本文... 详细信息

随着航空工业的发展,飞机结冰问题越来越受到重视,飞机结冰问题及防除冰系统研究也逐渐深入。目前,研究飞机结冰的方法有飞行试验、冰风洞实验、数值模拟方法,而数值模拟方法由于成本低,速度快等特点成为研究结冰问题的主要方法。本文针对飞机结冰的数值模拟过程,重点研究其中的欧拉法水滴撞击特性计算以及基于动网格的结冰非定常计算方法,并对水滴撞击过程中可能会发生的飞溅、破碎反弹等现象进行了实验研究。本文主要内容分五章,第一章对飞机结冰的危害进行了简要描述,介绍了当前国内外对飞机结冰研究方向以及研究主要方法及成果。第二章描述了飞机结冰数值模拟的基本流程,分别介绍了网格生成、流场计算、水滴轨迹计算及结冰生成计算的方法,重点研究了基于拉格朗日法和欧拉法的水滴撞击特性计算方法,并介绍具体求解过程;基于Messinger模型建立了二维结冰生长模型并给出了求解结冰外形的方法;对典型结冰气象条件下的结冰算例进行计算,通过对比本文计算结果与实验结果及其他软件计算结果,验证了本文水滴轨迹及结冰外形计算方法的正确性。第三章介绍了数值计算中的三种动网格模型:Smoothing模型、Layering模型、Remeshing模型,分析了三种动网格模型的适用范围以及应用于飞机结冰计算的可行性,针对飞机非定常结冰问题提出使用Smoothing模型及Remeshing模型结合对飞机结冰进行模拟的方案,实现飞机结冰计算中结冰边界的动态更新过程;计算了非稳态结冰情况下的结冰外形与稳态结冰计算方法结果进行比较,分析两者差异和产生原因,计算结果表明:非稳态结冰计算可以提高飞机结冰数值模拟的精度。第四章对水滴撞击特性进行了实验研究,通过实验与数值相结合的方法研究了不同入射速度、不同入射角和不同表面粗糙度下水滴的撞击特性,用数值模拟的方法计算了水滴飞溅对水滴撞击特性和结冰冰形的影响。第五章对全文工作进行综合性总结,并对未来工作进行展望。

关键词：飞机结冰水滴撞击特性非定常动网格数值模拟计算实验飞溅

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一种以温度为控制变量的焊接数值模拟计算方法

一种以温度为控制变量的焊接数值模拟计算方法

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作者：史清宇鄢东洋吴爱萍张增磊赵海燕蔡志鹏鹿安理 100084 北京市海淀区清华大学机械工程系

本发明涉及一种以温度为控制变量的焊接数值模拟计算方法，包括以下步骤：1)将焊接温度场分布整理成时间和空间的函数：T(x，y，z，t)＝f(x)f(y)f(z)f(t)；2)将得到的温度分布函数T(x，y，z，t)＝f(x)f(y)f(z)f(t)作为热学边界条件，以... 详细信息

标准号: CN101559511B

本发明涉及一种以温度为控制变量的焊接数值模拟计算方法，包括以下步骤：1)将焊接温度场分布整理成时间和空间的函数：T(x，y，z，t)＝f(x)f(y)f(z)f(t)；2)将得到的温度分布函数T(x，y，z，t)＝f(x)f(y)f(z)f(t)作为热学边界条件，以子程序的形式添加到焊接结构的力学分析模型中；3)计算模型的焊接残余应力和残余变形。本发明将焊接模拟中的控制变量由热量转变为温度，并将合适的温度分布以分段形式添加到力学分析模型上进行应力和变形的分析，可以将结构焊接的力学数值分析时间减少到采用移动热源法所用时间的10％以内。本发明可以广泛用于焊缝长度大、数量多、道次多的焊接结构，在工程上的推广引用具有极其重要的作用。

关键词：力学分析模型焊接结构控制变量焊接焊接残余应力和残余变形数值模拟计算温度分布函数焊接温度场时间和空间应力和变形边界条件焊缝长度焊接模拟计算模型数值分析温度分布移动热源热学分段力学转变分析

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