用于多级压气机非定常流动的谐波平衡方法研究

为了在保证计算精度的同时,进一步提高压气机流动非定常模拟的计算效率,在课题组自行开发的结构化有限体积解算器上实现了谐波平衡法。以1-1/2级轴流压气机为研究对象,采用谐波平衡法和相滞后法对其非定常流场进行了数值模拟,并采用谐波平衡法对该压气机的时序效应进行了初步研究。计算表明,随着谐波阶数的增加,谐波平衡法的计算结果逐渐接近于相滞后法的计算结果;在谐波阶数达到5阶以后,谐波平衡法的计算结果不再随谐波阶数的增加而变化,且与相滞后法的计算结果匹配;谐波平衡法在保证与相滞后法相同的计算精度的情况下,计算效率相比相滞后法高了近3倍;5阶谐波平衡法即可很好地模拟入口导叶-静叶时序效应。算例表明,谐波平衡法相比相滞后法具有更多的选择空间和更高的计算效率。

车桥耦合系统非平稳随机振动分析

研究了车桥耦合系统受轨道高低不平顺激励而产生的垂向非平稳随机振动。车辆采用具有两系悬挂10个自由度的四轮模型,桥梁采用Bernoulli-Euler梁单元有限元模型。系统激励源为轨道高低不平顺,假设其为均匀调制演变随机过程,并考虑车轮承受轨道激励相位差,采用虚拟激励法(PEM)将其精确地转化为一系列虚拟垂向简谐不平度的叠加,大大简化了运动方程的求解。同时采用精细积分法(PIM)的简单分解格式来进行数值积分计算,更真实地模拟了车辆与桥梁作用力在时间域和空间域上连续变化。最后通过两个算例给出了耦合系统响应统计值变化的时程曲线,分析了车辆运行速度和轨道不平顺对于系统随机响应的影响。数值计算表明:发展的虚拟激励-精细积分法能够高效精确地进行车桥耦合垂向系统的非平稳随机振动分析;车辆运行速度和轨道不平顺对系统随机振动都有较大影响。

平面简谐波波函数的几种导出方式及其比较

平面简谐波波函数的导出对理解波函数的物理意义至关重要,讨论了平面简谐波的几种导出形式,以及各自的优缺点和适合的教学对象。

对数频率特性的解析法串联综合校正(Ⅰ)

提出了不需要作波德图 ,就能设计出超前、迟后校正装置参数的对数频率校正解析法 .

离散滑脱滞后时间法深井气窜速度计算

考虑气体滑脱对气窜速度的影响,从停泵/启泵两阶段中气体的流动特性入手,提出了离散滑脱滞后时间法气体上窜速度计算模型。在多相流气体滑脱速度计算中,提出了时间滑移网格的算法。以四川元坝某井为具体工程实例进行了计算,经现场验证,该模型可满足作业需求。结果表明,采用离散滑脱滞后时间法计算深井气窜速度是可行的;深井段气体处于超临界状态,超临界态气体滑脱现象不严重,对气窜速度影响不大,临近井口段气体滑脱较大;不考虑气体滑脱与考虑气体滑脱相比,气窜速度误差高达76.36%;随停泵时间延长、监测气体显示时间延长、油气层顶界位置上移,迟到时间减小,气窜速度均呈现减小趋势。

基于FBD法的三相四桥臂APF的研究

针对三相四线制配电网中零线上电流的抑制以及谐波检测的简便性,提出了基于FPD法检测谐波的三相四桥臂并联型有源电力滤波器解决方案。本文详细阐述了三相四桥臂并联型有源电力滤波器的工作原理、检测和控制方式。仿真和实验结果验证了此方法的可行性。

食源性致病菌生长延滞期的研究进展

食源性致病菌是引起食源性疾病的首要致病因子,为了定量评估由其引起的食品安全风险、评价食品加工工艺对其控制的有效性,需利用预测微生物学模型估算食源性致病菌的相关生长或失活参数。生长延滞期是描述食源性致病菌生长的重要参数,受多种因素影响,尤其是低菌量水平下细胞生长变异性使得生长延滞期更难以准确获取。本文结合近年来国内外相关研究,系统地总结了食源性致病菌生长延滞期的检测方法及影响因素,并介绍可作为生长延滞期生理标记的相关胞内活动,最后对生长延滞期研究的发展趋势提出建议,以期为今后的研究提供参考。

基于干扰观测器的数字液压缸控制研究

数字液压缸存在各种类型的扰动,包括参数不确定和不确定非线性,这些因素会限制数字液压缸高精度位置控制。针对数字液压缸高精度位置控制,提出一种反步控制与非线性干扰观测器相结合的控制策略以提高位置控制跟踪精度。首先建立了数字液压缸的非线性控制模型,基于李雅普诺夫方法从理论上证明了所设计的系统控制器能够保证系统全局稳定性,利用MATLAB/Simulink仿真软件验证所设计的控制策略的有效性。仿真结果表明,该控制策略能有效地减小由参数不确定和不确定非线性给系统带来的位置跟踪误差、相位滞后、稳态极限环和低速爬行现象,同时提高了系统的响应速度,使系统具有更强的鲁棒性,改善了位置跟踪品质。

跟踪微分器的等效线性分析及优化

为了解决跟踪微分器跟踪函数选取多样、参数调整困难的问题,研究跟踪微分器在平衡点附近的等效线性模型.提出平衡点附近非线性跟踪微分器的统一型式,用Lyapunov方法证明统一模型的稳定性.将统一模型在平衡点处线性化,得到不同非线性结构对线性化参数的影响,仿真算例验证了线性化模型的等效性.基于等效线性模型的频率特性分析跟踪微分器的滤波性能及相位滞后,据此提出跟踪微分器的参数优化方法.提出前馈补偿的复合跟踪微分器,减小相位滞后并抑制前馈噪声.数值仿真结果验证了跟踪微分器参数优化方法的可行性,表明所提复合跟踪微分器具有最佳的跟踪误差与微分误差组合.

解Schrdinger方程的一种修正的Runge-Kutta方法

在经典的四阶Runge-Kutta(简记为RK)方法的基础上,得到一种新的解Schrdinger方程的修正的RK方法,并证明这个方法的代数阶为4。这个方法的稳定性和相性质分析也在本文中给出,新方法的相误差阶为6,耗散误差阶为5,并且通过数值试验证明了新方法的高效性。

氨基酸营养对At.f菌生长迟缓期的影响

[目的]研究氨基酸营养对At.f菌生长迟缓期的影响。[方法]将At.f在分别加入20种氨基酸的培养基中培养,利用重铬酸钾滴定法测定各时段Fe2+利用情况,并检测添加氨基酸后培养基pH的变化。[结果]非极性氨基酸对缩短At.f菌的迟缓期的效果较明显;苯丙氨酸、酪氨酸、脯氨酸、色氨酸四种成环氨基酸有较好的效果;丝氨酸、谷氨酰胺、组氨酸有明显的抑制作用。[结论]非极性氨基酸能有效缩短At.f菌生长迟缓期,部分极性氨基酸则起到相反效果。

圆管内流量波动流动特性分析

对流量周期性变化时的阻力特性进行了实验研究及数值分析。实验结果表明,流量波动时阻力变化与流量变化具有相同的周期,但流量的变化相对于压降变化存在一个相位差,且在层流时的相位差明显大于紊流时;通过特征线法(MOC)对与实验相同流动条件时的流动特性进行数值计算,得到了与实验相同的结论。

单级轴流压气机确定应力场计算精度分析

为分析各非定常模拟方法对于确定应力场的计算精度以便为确定应力的建模与校准提供指导,以Stage35单级轴流压气机为研究对象,分别用相位延迟法、叶片约化法及非线性谐波法对其进行了非定常数值模拟,并将得到的确定应力分布与半环常规非定常模拟进行对比。结果表明:非线性谐波法对于确定应力的预测值通常偏大,而相位延迟法及叶片约化法均能较准确地捕获流场确定应力分布,但对于确定应力的周向变化,三种方法的预测精度均不高;谐波阶数的增加有助于提高非线性谐波法对于流场频谱特征的计算精度,并且使确定应力有增大趋势,但对时均参数的预测精度影响很小。

以磁纳米粒子为热源的双相滞后热传输

磁感应热疗逐渐成为肿瘤治疗的热点领域。本文研究了以磁纳米粒子为热源的双相滞后传热模型。引入了描述温度和热流量的两个滞后参数τt和τq对Pennes热传导方程进行修正。利用分离变量法对修正的方程进行求解,得到温度的解析解,并分析了不同磁化率和磁场频率对温度分布的影响。结果表明,当磁化率或磁场频率增加,会使磁纳米粒子产生更多的热量,同时温度也会有所升高。此外,当无量纲时间为0.7左右时温度达到最大值。本研究对于磁流体热疗具有一定的理论指导作用。

尺寸效应下超快激光加热硅薄膜二维传热研究

超快激光技术目前较为广泛地应用于微纳米结构的加工,极小的尺寸产生了不同于宏观条件的传热特性,也逐渐成为人们研究的热点。文章采用改进双相滞导热(dual-phase-lagging,DPL)模型对超快激光照射纳米硅薄膜的二维传热过程展开了理论研究。通过应用积分变化法求解了反映尺寸效应的改进DPL方程,分析了薄膜内部温度沿薄膜厚度方向和径向的变化规律。结果显示薄膜加热区域的温度迅速升高,随后能量会以波的形式逐渐向薄膜内部传递。在采用改进DPL模型得到的结果中热量的波状传递现象与DPL模型的结果相比更为平缓,将二维改进模型的结果同一维结果进行对比,发现在相同克努森数下,二维模型得到的温度要高于一维模型;且两者的差距会随着时间的推移愈发明显,表明二维传热过程中热量的径向传递对薄膜内部的温度分布具有重要影响。

用于压气机流动计算的3种模型比较

为了更好地对压气机流动进行模拟,在课题组自行开发的结构化有限体积解算器上实现了用于压气机流场计算的混合平面法、谐波平衡法及相滞后法.以NASA Stage 35为例,对3种方法的计算结果进行了比较分析.结果表明:相滞后法的计算精度最高,混合平面法的计算精度最低;相滞后法与半环的双时间推进法结果相近,计算速度提高了20倍;相比混合平面法,谐波平衡法能准确地模拟动静叶间的非定常干涉及进出口参数变化;在谐波阶数达到5阶后,谐波平衡法计算得到的结果不随阶数变化,且与相滞后法的结果基本吻合;混合平面法的计算效率远高于另外两种方法,相滞后法与谐波平衡法在谐波阶数为5阶时的计算效率相当.

某涡轮级转静干涉噪声数值研究

通过采用结合相位延迟方法的非定常数值计算,得到真实叶片数下某高压涡轮级叶片通过频率及其倍频下的脉动压力.然后在转子后管道中利用模态匹配方法,摒除了管道末端非物理反射及其非声压脉动的影响,从而获得转子后管道中向下游传播的转静干涉噪声分量.结果分析表明:该涡轮级在叶片通过频率下,周向模态m=3未被截止,且为主要转静干涉噪声源;在2倍叶片通过频率下,周向模态m=6,-64未被截止.

相位延迟边界条件在叶轮机械颤振分析中的应用

基于带相位延迟的周期边界条件,建立了某跨声速转子的双通道高效气动阻尼计算模型.数值计算了该转子的气动性能、颤振边界和叶片模态,和实验数据吻合较好.通过传统的多通道能量法以及双通道方法计算了叶片在一弯模态,不同叶片间相位角条件下的气动阻尼,获得了基本一致的计算结果,而双通道方法相比于传统的多通道能量法计算效率提升约7.7倍,内存需求约为后者的0.45倍.不同叶片振幅对气动阻尼结果的影响研究表明,对于较小的叶片振幅,流动非线性对气动阻尼计算结果仍然有显著的影响.不同工况的计算结果表明:叶片间相位角对转子叶片的气动阻尼有显著的影响,对于该转子最小的气动阻尼均在叶片间相位角为-42.4°时得到;同时,在近颤振状态,不同叶片间相位角对应的气动阻尼均小于近设计状态.

热斑对涡轮级转静干涉噪声影响数值研究

利用结合相位延迟方法的求解器,对进口有热斑存在的某高压涡轮级流场进行三维非定常计算,然后利用模态匹配方法在涡轮转子下游管道中提取出转静干涉离散噪声信息.通过与进口无热斑存在算例比较表明:在一倍叶片通过频率下,向下游传播的转静干涉离散噪声总声功率级增加了约5.9dB;在二倍叶片通过频率下增加了约11.6dB.

轴流压气机非定常数值模拟方法精度分析

以Stage 35单级轴流压气机为研究对象,分别用相位延迟法、叶片约化法及非线性谐波法对其进行非定常数值模拟,并与实验及半环精确非定常模拟进行对比,以分析各非定常模拟方法的计算精度。结果表明:3种非定常计算方法在对流场时均参数的预测上均能达到半环精确非定常模拟相同的精度,但几何改变使叶片约化法得到的频谱特征尤其是基频谐波幅值产生较大变化;相位延迟法虽能较准确预估基频谐波幅值,但在其余谐波处则精度通常低于叶片约化法;非线性谐波法在计算参数的非定常时域及频域特征时精度比相位延迟法和叶片约化法低。