数字化技术在转速变换器计量校准中的应用

转速变换器是一种将频率量转换为电压量的二次装置,目前采用人工手动校准,效率低下且操作烦琐,易发生人为失误。本文在校准过程中引入数字化技术,实现了数据自动处理、报告一键生成等功能,同时建立专用校准数据库,采用数据挖掘等技术进行深度分析,为变换器的设计提供一定的参考。

液体火箭发动机设计工艺可行性研究

分析了液体火箭发动机产品实现设计工艺特性,应用模型定义(Model based Definition,MBD)技术表征液体火箭发动机产品加工信息,在此基础上分析了设计工艺可行性审查实现技术途径,结合产品设计制造特点开发了液体火箭发动机面向制造的设计(Design for Manufacture,DFM)工艺性审查系统。该系统以MBD模型为载体,将发动机产品加工信息、尺寸信息、材料等属性信息通过PMI标注方式表达,开发模型检查工具,实现了在设计阶段对产品几何模型进行自动化工艺检查的目标,对产品工艺可行性进行了分析。通过与工艺规则库匹配,给出设计人员检测分析结果,供设计人员进一步优化改进设计。通过采用工艺可行性分析手段,在设计阶段提升了产品的工艺可行性,减少产品制造过程中的设计、工艺更改,缩短了产品研制周期。

火箭发动机喷管分离流动仿真分析

采用数值方法研究在分离状态下的最大推力喷管流动状态,讨论了不同湍流模型对分离流动的影响,在此基础上详细分析了喷管流动中出现气流分离模态由自由激波(FSS)到受限激波(RSS)的变化情况。在稳态仿真基础上开展非稳态分析,并综合小波分析、结构有限元方法分析了侧向载荷影响。研究结果表明,喷管内压强脉动为低频脉动,该脉动频率范围与喷管固有频率有交叠,可为后续的喷管气流分离侧向载荷分析及验证试验提供基础。

四棱锥形模糊数

模糊数在模糊控制理论中具有重要的地位,因而成为研究的热门课题。该文定义了一种特殊的模糊数,即四棱锥形模糊数,探讨了它与两个分量都是三角形模糊数的二维模糊向量之间的关系,证明了他们之间可以相互唯一表示,这为将模糊数应用到工程领域中提供了方便。

离心式喷嘴一次破碎与二次雾化的数值模拟

离心式喷嘴具有轴向较大的旋转速度分量,在其诱导下会产生空气芯,使得喷嘴出口处产生空心锥液膜。空心锥液膜会发生一次破碎和二次雾化,流动行为较为复杂。采用流体体积函数转换成离散相模型(VOF-to-DPM)这种结合了流体体积法和欧拉—拉格朗日方法的多相流模型,并结合自适应网格细化方法,针对双切向孔离心式喷嘴雾化流场特性展开研究。分析了空心锥液膜的产生、发展到发生一次破碎和二次雾化的全过程。结果表明:基于VOF-to-DPM多相流模型模拟所得喷嘴雾化角与实验所测得雾化角基本吻合,验证了所提数值模型的可靠性;计算过程中自适应网格的存在可以更加准确地模拟液膜的形成;空心锥液膜从发展到发生一次破碎的过程中,随着质量流量的增加而更加稳定;液膜二次雾化所产生的液体颗粒总数随着质量流量的增加而减少,且颗粒粒径大小分布更加均匀。

基于图像处理的喷嘴雾化角测试方法

针对喷嘴雾化角测量,开展基于图像处理的喷嘴雾化角测量方法研究,设计搭建了采用远心透镜光学成像测量系统,研究基于图像灰度阈值分割、边缘识别和角度分析的图像处理算法,通过对喷雾图像进行处理得到雾化角与偏斜角。为验证系统测量精度,采用标准角度块进行测量,角度测量最大相对误差为1.01,测量不确定度优于0.10°。在此基础上,将上述光学成像测量系统应用于A、B、C这3种型号喷嘴雾化角测试,结果显示:该方法能够有效获得清晰的图像,利用阈值分割和边缘识别算法能够获得雾化角与偏斜角。A、B、C这3种典型单个喷嘴多次测试雾化角的测量不确定度分别为0.806°、0.279°、0.624°,偏斜角的测量不确定度为0.207°、0.402°、0.620°;A、B、C型不同喷嘴多次测试雾化角平均测量不确定度为0.659°、0.427°和1.291°,偏斜角平均测量不确定度平均值为0.389°、0.231°和0.487°。因此,基于图像处理的喷嘴雾化角测试方法可为评判喷嘴雾化性能提供直观有效依据。