液力变矩器三维瞬态流场计算

液力变矩器内部流动为极其复杂的三维湍流流动,目前其计算多简化为稳态,稳态计算不能计算出瞬态特性,只有三维瞬态流动计算才能比较正确的预测流体的真实流动。在液力变矩器瞬态流场特性分析基础上,建立旋转坐标系下控制方程,采用数值模拟的方法对液力变矩器瞬态控制方程进行计算。计算中建立液力变矩器各叶轮全流道模型,利用多流动区域耦合算法中滑动网格法实现叶轮间流动参数的实时传递。计算中综合考虑稳定性、准确性和经济性,压力速度耦合算法采用SIMPLE算法、空间离散格式为一阶上游迎风格式,湍流模型选为RNGk-ε模型,实现了液力变矩器湍流流动的瞬态计算。深入分析液力变矩器瞬态流场数值解以更好了解瞬态流动特性,并分析其产生原因,以进行液力变矩器性能的改善和优化设计。基于变矩器流场瞬态计算得到其外部性能,与试验对比后发现误差较小,说明采用的瞬态流场数值计算方法是正确有效的。

基于椭圆循环圆的轿车扁平液力变矩器设计

为设计叶形更为合理、性能更优的轿车扁平化液力变矩器,提出了基于椭圆的扁平循环圆设计方法。提出了全新的扁平率定义,使扁平率的变化能够反应循环圆整体形状的变化。在分析环量分配规律对变矩器性能影响的基础上,改进了传统的等环量分配叶片法,针对不同叶轮采用不同的二次函数环量分配规律进行叶片设计,得到了叶形更为合理的扁平变矩器叶片。将本文方法与传统方法进行了对比分析,结果表明,用本文方法设计的扁平变矩器性能更佳。

多流动区域耦合算法在液力元件中的应用

讨论了多流动区域耦合算法及其在液力元件中的具体应用,给出了液力变矩器和液力偶合器的不同转速、多叶轮流场耦合计算的应用实例。计算结果表明:多流动区域耦合算法比液力元件通过上下游传递边界条件的单个叶轮算法更为先进。基于三维流场数值解计算出液力变矩器与液力偶合器特性,将其与试验结果进行对比后可知,多流动区域耦合算法具有更高的计算精度。

基于鱼体结构的仿生型液力变矩器叶片环量分配规律

提出了一种基于鱼体结构的液力变矩器叶片环量分配规律.该方法利用逆向工程方法提取了鱼类体型的元素,提出了液力变矩器各叶轮叶片的仿生多项式环量分配方案,设计出了类鱼体的仿生叶片.通过采用Smagorinsky亚格子应力模型的分离涡模拟,分别对仿生叶片和原始叶片的流道模型进行了三维流场的数值计算.结果表明:通过将原始叶片的仿真预测结果与试验结果进行对比,证明了该数值模拟方法的有效性;在不改变原始叶片的重要参数的情况下,采用仿生环量分配规律设计出的仿生叶片,可以提高液力变矩器的最高效率值,最高效率可以提高1.5%.对比分析了仿生前后的流动结构,并采用Rothalpy对比了仿生叶片与原有叶片的能量损失,结果与性能预测值相吻合,验证了研究的可行性.

轿车液力变矩器扁平率研究

为研究扁平率对液力变矩器性能的影响,提出了基于椭圆的循环圆设计方法,定义椭圆短轴与长轴比值为扁平率,设计出4种不同扁平率液力变矩器。利用CFD软件对不同扁平率液力变矩器内部瞬态流场和特性进行计算。深入分析了不同扁平率液力变矩器的内流场及性能。液力变矩器内部流动结构随扁平率变化而改变,如低速比工况涡轮叶片工作面高压区随扁平率下降而扩大,数值上却降低。流动结构的改变引起性能的变化,计算表明液力变矩器最高效率随扁平率减小而降低。适当减小扁平率可以提高起动变矩比,继续减小后将下降。适当减小扁平率也可以使低速比工况泵轮容量系数降低,泵轮将吸收更大功率。总体上,液力变矩器性能随扁平率减小而降低。

基于液力调速的风力发电传动系统计算与分析

为使大型风电机组高效、稳定、可靠地并网发电,对行星齿轮传动与导叶可调液力变矩器相配合的液力调速风电机组传动系统进行了计算与分析.利用节点法分析计算调速系统的功率流动情况,得出调速系统结构参数的约束条件,阐述系统的调速过程,对优化功率分配方案有着重要意义.建立了风轮数学模型,并对传动系统特性进行计算,得到风轮运行过程中各结构参数对调速系统性能的影响.重点分析导叶可调液力变矩器的性能对调速系统性能的影响,为其设计奠定基础.

DM3/3.3-J液缸举升式动力猫道设计与试验

为满足小型陆地钻机地面管子堆场与钻台面之间管柱的机械化输送要求,设计了DM3 /3.3-J液缸举升式动力猫道.该猫道采用模块化结构形式,输送臂为细长箱型梁结构,采用高强度钢板组焊;其控制系统采用“远程控制＋本地应急控制” 2 种控制模式,充分考虑了远程控制出现故障后的应急操作.现场试验结果表明：输送臂推移机构、踢出机构、安全防坠落机构及扶正缓冲臂运动合理,满足各种规格管柱的输送要求,猫道带载运行平稳,输送单根总运行用时 50-70s ,在举升过程中按下急停按钮和切断电源,猫道立即停止工作,并保持在当前状态,安全性高,可在ZJ30DB钻机上使用.所得结论可为动力猫道的结构优化提供参考.

液力变矩器轴向力的CFD计算与分析

为准确计算液力变矩器轴向力,提出了基于三维流场数值解的变矩器轴向力计算方法。计算中,利用CFD软件对液力变矩器三维流动控制方程进行数值求解,在数值模拟得到的变矩器内流场速度、压力数值解的基础上,进行轴向力计算。将新的轴向力计算方法应用于变矩器实例,将其计算结果分别与传统方法计算结果以及实验结果进行对比后可知,新方法计算误差明显减小。

基于结构参数相关性的液力缓速器优化设计

以液力缓速器为研究对象,通过计算流体动力学(CFD)数值模拟方法,借助滑动网格技术对缓速器内部非稳态不可压缩流动进行数值计算。分析了不同叶片前倾角下缓速器内部流场的特性和制动转矩。在最优前倾角的基础上,基于各结构参数之间的相关性,分别研究了不同流道腔型、叶片数对液力缓速器性能的影响。当叶片倾角为40°,截面形状为扁圆形,转子外环叶片数为40,内环叶片数为20,定子叶片数为43时,模型制动转矩最大,制动效果最好。

高校实验技术队伍建设与实验室管理探索——评《新形势下高校实验室管理》

在现代化社会发展与科技产品创新的推动下,高校实验室得以不断丰富与更新设备,添置了许多先进、精密的科研仪器,逐渐发展成为技术先进、专业夯实和装备齐全的综合型科学研究基地。在为高校教学科研发展提供更多空间和机遇的同时,实验技术人员和实验室管理也面临巨大挑战。因此,如何构建良好的实验技术队伍以及完善实验室管理是现代高校实验室科研教学发展需要重点思考的问题。笔者结合《新形势下高校实验室管理》一书,深入了解高校实验室管理与技术队伍建设的作用及价值,并进一步围绕高校实验技术队伍建设与实验室管理的相关问题展开探讨。

基于互联网+化工实验大赛的教学改革与探索——评《世界技能大赛化学实验室技术培训》

全国大学生化工实验大赛主要包括理论和实验部分,参赛过程有利于培养学生分析与解决问题的能力,有效提升学生的实践和应变能力,同时检查了学生化工原理课程的掌握程度以及学生的课后自我检查与自我提升能力。全国大学生化工实验大赛重在考查学生对化工原理等课程的掌握能力,作为化工领域的基础课程,其中所涉及的化工原理理论知识是学生所必须要掌握的化工领域的基础。诸如离心泵特性曲线测定实验、对流体传热系数测定实验等一系列基础化工原理实验的掌握,都离不开该课程的学习。因此,鼓励学生积极参加化工实验大赛可以有效缓解学生对学科知识逐渐淡忘的现象,针对化工专业实践性强的特点,可以设置实践考核,使学生学会处理实验数据。

重型车辆液力缓速器设计与计算关键技术研究

该文以液力缓速器为研究对象,进行了液力缓速器全充液以及气液两相非稳态流场的CFD数值计算,并对典型工况下流场计算结果进行了分析;研究了主要结构参数对缓速器制动性能的影响;利用AMESim对液力缓速器电液控制系统进行了仿真,并对动态充油过程进行了性能分析;该文研究工作涵盖了部分重型车辆液力缓速器设计与计算关键技术。

电动汽车电池组状态检测系统

目前新能源汽车的电池组状态以SOC为主且部分状态缺失,故开发一种电池组全状态的检测系统。利用多数据融合的方法检测电池组状态,开发采集电压、电流、温度的多路采集电路,采集电路应用全桥电路和差分比例放大硬件,高压与低压切换电路采用MOS管驱动继电器、电压噪声比低于60dB的BUCK电源电路,开发软件总体技术方案和多模块的参数配置程序,状态检测以ARM采集为主,模块间任务调用和SOC计算以DSP为主。以电池状态和集成功能检测验证电池组状态检测,电池输出电压采集精度为1 mV,集成检测功能输出正常。

DM4.5/10.5-L1动力猫道的研制

DM 4.5/10.5-L1动力猫道是结合国内外油田钻机实际钻井工况而研制的管柱输送设备。介绍了该动力猫道的主要技术参数、主要部件、关键技术及试验情况等。结合试验情况阐明了该动力猫道结构参数合理、性能先进、布局紧凑、安装、拆卸、维护方便等特点,完全能够满足钻机管柱输送作业的需要,具有广阔的市场应用前景。

液力变矩器闭锁过程仿真与不同摩擦副热固耦合分析

通过建立液力变矩器闭锁离合器的三维流固耦合模型,计算出整体温度场,模拟了闭锁离合器滑摩过程。建立动力传动系统的数学模型,基于Simulink解析闭锁滑摩过程中的各项参数变化,计算出了滑摩功。最终利用温度场分布以及闭锁过程的滑摩功的结果,在Workbench中分析了不同摩擦副的热流场变化情况。其中闭锁过程热固耦合分析可为车辆闭锁离合器的设计研究提供重要参考。

基于GPS土壤水肥检测系统的探讨

精确农业是利用重要的作物参数和农业知识专家库来优化生产系统管理,基于GPS土壤检测系统是精确农业的一个重要组成部分,通过它来检测确定地段的土壤水肥信息,根据检测结果来控制不同的投入水平。检测系统的信号检测是由检测传感器、参考传感器、阻容脉冲转换电路、单片机、RS485通讯模块、GSM模块、数字温度传感器、工业控制计算机等单元组成。检测电容与参考电容分别产生脉冲信号,脉冲数与电容的容值负相关,在一定时间内两脉冲序列的脉冲之差与待测土壤的水肥也负相关。单片机通过计数器检测在一定时间内的脉冲数差,将此数连同数字温度传感器产生的温度测量值通过GSM模块发给上位机。上位机对数值进行归一化处理后,采用BP神经网络进行非线性校正和温度补偿,产生土壤水肥测量值。

智能玉米烘干系统的非线性动态解耦

讨论了应用多输入变量非线性分析法的智能玉米烘干系统的动态解耦问题,就系统模型的建立和解耦进行了分析,解决了玉米干燥控制这一复杂的、非线性的、时变的、具有较长迟滞时间的控制问题,同时对实践应用效果进行了比较分析。

基于粒子图像测速技术的液力变矩器涡轮内流场测试与分析

液力变矩器是自动变速器的主要部件,其在乘用车、载重汽车、公共汽车和机车上的应用广泛。液力变矩器内部流动特性影响其外部性能,为了深入研究其内部流动特性,基于粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术对液力变矩器涡轮内流场进行试验研究。采用帧频为1 000帧/s的CCD高速相机,在不同工况下(输入与输出的转速比分别取0、0.3、0.5、0.7)采集不同粒子直径、不同粒子浓度下的流动图像,经过图像预处理,对连续两帧图像进行互相关计算,获得涡轮径向切面的速度场和涡量场。通过对流场分布结构和流动区域上复杂流动现象的对比分析,发现投入流场中粒子浓度越高(1 500mL蒸馏水中投入2.4 g粒子)、粒子直径越小(10μm)时,识别并提取流动区域上的流动参数越丰富,流速场和涡量场信息越可靠。液力变矩器内部高梯度流场分布结构和非均匀流速场分布导致出现多尺度涡旋和反向流等复杂流动现象,造成液力变矩器内部流动能量损耗,随转速比提高,涡轮流场结构趋于规律,能耗逐渐降低。该文试验测量与分析结果对于液力变矩器结构优化和性能提升提供了参考。

液力变矩器导轮流场数值模拟与试验

利用CFD分析软件对W305型液力变矩器的内部流场进行了仿真计算。采用混合平面理论处理旋转速度不同的各叶轮之间的相互作用。基于仿真计算结果,重点分析了导轮内流场的速度和压力分布情况,并将导轮内流场计算结果与试验结果进行了对比分析,结果表明流场计算结果具有较高的精度。

基于流场特性的液力缓速器叶栅角度优化设计

为了提高液力缓速器制动转矩系数,对液力缓速器内湍流流动进行了三维瞬态多相流数值模拟。通过对其内流场特性分析,发现液力缓速器工作流道的壁面脱离现象以及弦面内产生的涡旋区不利于恒定制动转矩的输出。针对这一问题,考虑到液力缓速器各结构参数之间的相关性,对多参数共同作用的内流场进行数值分析,优化叶栅参数。结果表明,通过分析多参数共同作用的流场来优化缓速器叶栅参数的方法比较合理;对液力缓速器叶片前倾角和叶片前缘倒角进行优化后,叶轮流道内存在的涡团和流动分离现象基本消失,制动转矩系数提高6%。