EHDE和WHO-SVM模型在齿轮箱故障诊断中的应用

针对现有齿轮箱故障诊断方法对数据长度敏感的缺陷,提出了一种基于增强层次多样性熵(EHDE)和野马算法(WHO)优化支持向量机(SVM)的齿轮箱故障诊断模型。首先,传统熵值特征提取方法在特征提取阶段对数据样本的长度比较敏感,为此提出了增强层次多样性熵,并将其作为特征提取指标用于提取齿轮箱的故障特征;其次,采用WHO算法对SVM模型的参数进行了优化,建立了参数最优的WHO-SVM分类器;最后,将故障特征样本输入至WHO-SVM分类器中进行了训练和识别,完成了样本的故障识别;利用齿轮箱数据集分别从数据长度敏感性、算法特征提取时间、模型诊断性能三种角度对EHDE、精细复合多尺度样本熵、精细复合多尺度模糊熵、精细复合多尺度排列熵、精细复合多尺度散布熵、精细复合多尺度波动散布熵进行了对比研究。研究结果表明:EHDE方法对数据长度的要求较低,在数据长度为512时即可以取得99.1%的平均识别准确率,在诊断稳定性和诊断精度方面均优于其他对比方法;在算法的泛化性实验中,EHDE方法能够以98%的准确率识别齿轮箱的不同故障类型,具有明显的泛化性和通用性。

EHD喷墨打印硅橡胶/碳纳米管涂层织物的制备及性能研究

文章选用涤棉针织物为基材,将不同质量分数的硅橡胶(SR)/碳纳米管(CNTs)溶液通过电流体动力(EHD)喷墨打印的方式喷涂于基材上,得到SR/CNTs涂层导电织物,并探讨了CNTs质量分数对涂层织物性能的影响。随着CNTs质量分数的增加,导电织物上沉积的CNTs变多,力学性能和导电性能得到改善。其中,用质量分数为9%的CNTs溶液沉积的导电织物,在平行于线圈方向上,拉伸强度最大为14.40 Mpa,导电织物的电学性能最佳,工作范围可达111.10%,灵敏度系数最高为2.49。该导电织物具有优异的电学性能,在智能可穿戴领域具有广泛的应用前景。

非均匀电场对高黏流体中气泡分散特性的影响

电场强化多相流相间分散和传质技术广泛应用于化工生产领域,气泡的尺寸和分散行为以及连续相的物理性质是影响多相流系统中传质效率的重要因素。本研究设计并搭建了荷电液气分散实验平台,对非均匀电场作用下气泡在高黏流体中的分散行为进行可视化研究。捕捉了气泡在生长和分散过程中的形貌特征,研究分析了电场强度和气体流量对气泡分散行为和气泡尺寸的影响。实验结果表明,随着电场强度的增大,当电邦德数(BoE)达到4.5时,空气在甘油中的分散行为由滴状模式转变为串珠模式;而在达到8.7后又转变为混合模式,并最终在电邦德数达到17.8时转变为电晕模式。气泡直径随电场强度的增大显著减小,相比于无电场条件下的气泡尺寸,当电邦德数达到6.4时气泡直径减小了80%。在混合模式下气泡破碎成大量微气泡,微气泡直径在100μm以下,从而有效增加了气液两相接触面积。同时,研究表明气泡分散模式的转变主要取决于电场强度,增大气体流量对气泡分散模式的转变和气泡直径的影响较小。在现有的数据基础上,在0<BoE<16范围内建立了气泡直径与电邦德数相关的预测模型。该研究结果可为电场作用下复杂流体中气泡的生长和分散行为提供参考。

EHD强化沸腾换热的模型分析

在分析沸腾及EHD强化换热理论的基础上,结合R11工质在垂直管内受直流高电压作用下的沸腾换热试验数据,提出EHD强化沸腾换热的数学模型;模型计算与试验结果的相对误差小于±30%.

EHD强化水平管外沸腾传热的试验研究

本研究对水平管外沸腾换热的ＥＨＤ强化进行了试验，得出了沸腾换热系数与外加电场的电压、管壁热流密度等相关参数的关系，并对试验现象和外加电场的功耗进行了分析，为探索ＥＨＤ强化沸腾传热的机理和理论以及它的工程应用提供了一定的依据．

EHD喷雾电晕放电现象研究

通过水滴在电流波形中形成的明显规律性波谷来研究水滴在直流电场作用下的快慢情况、雾化场强和放电电流等 ,并对正负极性作了比较 。

EHD水处理装置放电现象的研究

为降低水处理成本 ,通过实验观测到 EHD放电水处理装置中大流量的水流在强电场中的雾化、起晕现象。研究了气液混合体放电的伏安特性和不同浓度及其的硫氰酸钾水溶液的气液混合体放电 。

船舶柴油机柔性曲轴与机体EHD耦合下振动研究

为同时、准确、快速地获得船舶柴油机曲轴和机体的整体振动形态,运用模态综合法对其动态缩减,建立二者EHD耦合下的计入各非线性因素的缩减的系统动力方程,采用Newmark方法数值求解。二者间的EHD耦合则根据Reynolds方程和Greenwood/Tripp微凸峰接触理论,采用有限体积法计算获得。由此建立大型船舶柴油机柔性曲轴与柔性机体耦合下的整体振动计算模型,并通过与经典方法对比、试验测试验证了该建模方法和模型。基于该模型,能够同时快速较为准确地计算柔性曲轴和柔性机体的整体的三维振动形貌,有利于进一步揭示曲轴和机体的振动机理,为曲轴和机体优化设计提供依据。

EHD效应强化管内油的强制对流换热实验

本文以高粘性流体为实验工质，对水平光滑管内油的层流流动换热进行了直流高压电场强化（ＥＨＤ效应）实验研究。以实验方法调查了其换热系数强化率与外加电场强度、热流密度及流动速度，油温等因素的相关性。实验证实了外加直流高压电场能对管内层流强制对流换热起着很好的强化作用。验证了高粘性流体在ＥＨＤ效应下，综合换热性能同样有大幅度增加。

应用EHD热管的微小卫星主动热控建模与仿真

EHD电液驱动热管的传热量可以通过改变其电极间电场强度的方法加以控制,在未来的微小卫星主动热控系统中有着广阔的应用空间,在建立起能够反映这种热控系统受控对象及冷却装置温度变化规律的动态特性模型的基础上,对受控对象内部热源功率发生扰动时EHD主动热控系统的控制效果进行了仿真分析,仿真结果表明:这种新型的EHD热管主动热控措施和经典的PI控制器相结合,可以简便、有效的完成卫星内部电子设备的温度控制任务,文中的动态特性模型为这种新型主动热控系统的设计提供了简便的数学模型。

直流电压对无颗粒纳米银墨水EHD微喷行为的影响

研究了直流电压对无颗粒纳米银导电墨水在电流体动力(EHD)近场微喷印中喷射行为的影响。结果表明供墨压力和电极间距一定时,随着直流电压增大,喷嘴尖端弯液面拉长,轮廓由曲面先后演变为脉动泰勒锥和稳定泰勒锥状。直流电压过大导致泰勒锥失稳倾斜。在不同弯液面形状下,墨滴喷射方式依次为:脉动微滴落、脉动锥射流、稳定锥射流、多股锥射流。在1 500~3 500 V内锥射流较稳定,且该范围内随着直流电压升高,泰勒锥高度减小,锥尖角度增大。基板移动速度一定时,随着直流电压增大,基板上沉积的线条连续性增强,线条宽度增加。供墨压力增大使上述喷射模式的诱导直流电压降低,但射流更易失稳,导致喷印质量下降。

基于小头瓦润滑EHD模型的变工况运行往复压缩机连杆动力学分析

针对往复压缩机采用气量调节装置进行流量调节中往复压缩机出现小头瓦磨损的问题,本文基于小头瓦润滑EHD模型,研究了往复压缩机变工况运行时连杆动力学特性。根据小头瓦变工况运行时的油膜分布状态,揭示了机组在变工况运行过程中小头瓦易发生磨损的原因,分析了不同调节方法对小头瓦变负荷工况运行产生的影响。基于仿真数据,证明了部分行程顶开进气阀调节方法最有利于往复压缩机变负荷运行,为机组变工况运行选择最佳气量调节方法提供实际参考价值。

EHD强化相变换热同轴圆柱特征电极的理论分析

针对施加直流高压电场的电水动力学(EHD)强化管外沸腾换热和EHD强化管内凝结换热两种换热方式,提出了3个同轴圆柱特征电极参数,分别与最小场强电极、最小电场力电极、最小能耗电极对应.分析了3个电极参数的几何特性,结果表明,电极直径的大小,在EHD强化相变换热中起重要作用.

EHD 强化大空间光滑管外核沸腾换热实验研究

以氟里昂（Ｒ１１）为工质，对大空间光滑管外核沸腾的ＥＨＤ强化进行了实验研究，得到了在外加交流电场的条件下沸腾换热系数与电压、热通量、电极形式、数目、位置、形状等因素的相互关系．

EHD空气泵气流加速分析

为了得到更高的空气放电离子风速度和流量,对基于空气放电离子风技术的电流体动力学(EHD)空气泵气流加速机理进行了微观说明和宏观分析。在理想流体下,对EHD空气泵进行数学建模,应用Matlab软件对EHD空气泵电气耦合过程进行了理论探讨。并建立了多极静电空气泵气流加速系统模型。研究结果表明EHD空气泵极间距、极间夹角、极间电压值和极间电流对气流速度影响较大,为后续实验研究提供理论基础。

等离子体EHD顺电加速效应影响因素实验研究

利用PIV系统,在静止空气中,定量测量了等离子体激励器的诱导速度场,分析了激励参数等因素对等离子体EHD顺电加速效应的影响。通过实验发现:在激励频率固定的情况下,诱导气流速度随着电压的升高逐渐增大;在激励电压固定的情况下,存在一个诱导气流速度最大的最优频率,并且不同的激励器对应不同的最优频率。另外,初步分析了激励器布局、绝缘材料以及通电时间对诱导气流速度的影响。

EHD强化凝结换热研究的进展与现状

综述了国内外ＥＨＤ强化凝结换热的理论和试验研究成果，概括了以往研究的特点，指出了今后在该领域的研究方向。

吸气式多级电流体推进器性能研究

吸气式电流体动力(Electrohydrodynamic,EHD)推进器通过多级加速的方式可以有效提高推力,缓解航空器在空间环境下燃料不足的问题。为了探索不同参数下推进器的性能变化规律,分别研究了海拔、电压、电极间距和推进器级数等对电流体推进器的影响,通过求解电流体力学基本方程获得了放电、流动及推进特性相关的数据。研究发现,推进器在海拔0~20 km存在较大的性能差异,当海拔增大时,电极可施加的极限电压明显减小,电流及空气流速均有不同程度的降低。单级加速腔在海拔0 km处产生的最大推力是海拔20 km处的18.4倍,对应的推功比是海拔20 km处的3.1倍。多级推进器的推进性能并不等同于多个单级加速腔的代数相加,其前后两级电极的相互干扰会导致电场强度和电荷密度均发生变化,产生的反向电场将阻碍气体的流动。当推进器级数由1提升至5时,总推力由1.7 mN提升至6.53 mN,增大3.84倍;而推功比由0.94 N/kW降至0.58 N/kW,减小61.7%。

介电流体的EHD强化凝结换热实验研究

在自行设计组装的基于朗肯循环的低温余热发电模型的基础上,以CFC11为工质,进行了介电流体的EHD强化凝结换热的实验研究,得出了不同温度下凝结换热系数,热流密度与外施电压之间的关系,并对外施电场的功耗进行了分析,为EHD冷凝强化换热理论研究的扩展提供了一定的依据.

EHD气液混合两相体电晕特性的研究

试验研究了氮气和氧气分别与水组成的气液混合两相体在EHD放电中的电晕特性,研究了气体、液体流量对放电电流、发射光谱及电晕形状的影响。由于氮气参与的放电能够产生更多的紫外线和自由基,氧气参与的放电可以产生臭氧,因而氮气和氧气混合气体参与的放电可能比单纯含氧更有利于处理有机废水。