Numerical Study of a Three-Dimensional Laminar Flow in a Rectangular Channel with a 180-Degree Sharp Turn

This study presents a numerical analysis of three-dimensional steady laminar flow in a rectangular channel with a 180-degree sharp turn. The Navier-Stokes equations are solved by using finite difference method for Re = 900. Three-dimensional streamlines and limiting streamlines on wall surface are used to analyze the three-dimensional flow characteristics. Topological theory is applied to limiting streamlines on inner walls of the channel and two-dimensional streamlines at several cross sections. It is also shown that the flow impinges on the end wall of turn and the secondary flow is induced by the curvature in the sharp turn.

同步发电机励磁绕组匝间短路故障稳态数学模型及仿真

励磁绕组匝间短路故障会造成发电机励磁电流增大、输出无功功率减小、振动加剧等。为实现故障在线监测与保护,需准确快速计算故障电流等电气量。应用交流电机的多回路理论,基于对故障时定、转子电流稳态特征的分析,得到各回路电流的稳态表达式;根据同频率量相等的原则,将稳态时的微分方程组转化为线性代数方程组,得到励磁绕组匝间短路故障的稳态数学模型;利用高斯消去法可直接求得所有回路电流中各种交、直流分量的稳态解,快速实现故障的稳态计算。对一台12kW、3对极的隐极同步发电机进行了空载时励磁绕组匝间短路实验,稳态仿真结果与实验吻合较好。该方法可比暂态仿真减少90%的计算时间,为同步发电机励磁绕组匝间短路故障的监测与保护奠定了基础。

大型水轮发电机励磁绕组匝间短路的稳态故障特征分析

大型水轮发电机励磁绕组匝间短路故障不仅会使励磁电流增大、输出无功功率减小,还会导致机组振动加剧,影响系统的安全稳定运行。为对故障特征及其机理进行研究,以三峡左岸VGS发电机为例,首先通过分析故障时励磁磁动势及其作用在不均匀气隙产生的磁场性质,得出定子相绕组内部存在分数次不平衡分支电流的特征。以定子支路为基本分析单元推导出分支电流时间谐波次数与电枢反应磁动势空间谐波次数的对应关系,进而得到电枢反应磁场在转子绕组中产生的附加电流谐波次数的一般性通式。最后利用经过实验验证的多回路方法对故障进行定量计算,验证了理论分析的正确性,并基于计算结果对故障的保护进行了初步探讨。提出分数槽水轮发电机励磁绕组匝间短路故障特征的分析方法,为故障在线检测与保护奠定了理论基础。

定子绕组形式对同步发电机励磁绕组匝间短路稳态电流特征的影响

为研究定子绕组形式对同步发电机励磁绕组匝间短路稳态电流特征的影响,对一台12 kW、6极同步发电机的定子绕组连接进行了不同形式的变换,利用经过实验验证的多回路分析法分别对不同定子绕组形式的电机所发生的同一种转子匝间短路故障进行了计算,通过傅里叶分解得到了稳态故障电流的谐波特征,并进行了比较分析。计算与分析表明,发生励磁绕组匝间短路故障后,电机定、转子电流会出现不同于机端外部短路、定子内部短路等其它故障的稳态电流谐波特征,且不同定子绕组形式的电机表现的特征也各不相同。对励磁绕组匝间短路故障监测与保护的研究,需建立在科学的故障计算基础上,对不同型号的电机都需具体分析计算,根据实际情况选择用来检测或保护的特征量。

基于虚拟样机的轮式自行火炮操纵稳定性仿真

在总结操纵稳定性常用研究方法的基础上,提出了基于虚拟样机和实装试验的轮式自行火炮操纵稳定性仿真与评价技术。基于多体系统动力学理论,在MSC.ADAMS/Car环境下建立了悬架、轮胎、转向、动力传动等子系统模型以及整装虚拟样机。以定半径回转试验为例,分别进行实装试验和虚拟样机仿真。通过虚拟样机仿真结果与实装试验数据的对比分析,验证了虚拟样机仿真的可信性和准确性。以轮式自行火炮稳态回转特性为例,详细说明了基于虚拟样机的操纵稳定性仿真与评价过程。

汽车稳态回转性能仿真与正交试验研究

以某汽车稳态回转试验为例,采用多体动力学仿真软件ADAMS建立了虚拟样机模型,利用正交试验设计方法设计试验方案并进行了仿真试验。通过对试验数据的处理与分析,得出了最优试验方案和各试验因素的影响程度,即对汽车稳态回转性能影响较大的因素依次为质心前后位置、轮胎的侧偏刚度、质心高度和前螺旋弹簧刚度。

舰船水下拖曳缆索的回转构形研究

采用柱坐标系建立舰船水下拖曳缆索回转构形问题的数学模型,推导得到表征拖缆在回转拖曳过程中形状及张力的拖缆运动方程组.使用Matlab编制计算程序,采用四阶Runge-Kutta法对拖缆运动方程组进行数值积分,并对拖缆空间构形进行仿真.计算分析了舰船不同参数变化下,拖缆首尾端点回转半径及拖缆尾端深度值的变化规律.数值计算结果表明,舰船拖曳回转半径、拖曳缆索缆长、舰船拖曳速度对拖缆空间回转构形有显著影响.

轮胎刷子模型分析Ⅲ.非稳态侧偏、转偏及稳态侧倾刷子模型

在弹性胎面和刚性胎体假设的基础上 ,分析了非稳态条件下印迹侧向变形的几何关系和印迹侧向“入口 /附着”条件。根据非稳态侧偏刷子模型和不同侧向输入间的几何关系 ,进一步分析了轮胎非稳态转偏刷子模型的建模机理 ,并推导出稳态转偏刷子模型。还分析了轮胎侧倾滚动时侧向变形以及轮胎滚动半径与垂直变形随横向坐标的变化关系 ,讨论了考虑胎宽时轮胎稳态侧倾刷子模型的建模过程。

基于体积力法的船舶回转运动水动力数值研究

船舶的回转性能是船舶操纵性能的一个重要方面,准确预报船舶回转运动时的水动力对于船舶的安全操纵设计具有重大意义。对照试验数据,应用计算流体动力学(CFD)方法,基于商用软件FLUENT数值求解RANS方程,采用定常旋转坐标系,运用一种便捷的描述型体积力模型代替实体螺旋桨的作用,预报船舶做单平面定常回转运动时的受力和力矩。计算结果与理论值吻合较好,研究表明应用本文所采取的体积力法数值研究船舶定常回转运动是高效、可行的。

某电动车操纵稳定性仿真试验研究

针对某项目开发的电动汽车样车在行车试验时存在因前轮侧滑量偏大而引起轮胎磨损较大的问题。在ADAMS/Car模块中建立了麦弗逊式前独立悬架虚拟样机模型,基于灵敏度分析,找出了影响前轮定位参数的主要物理量,建立了前轮定位参数与悬架布置方案之间的关系,并据此对麦弗逊式前独立悬架的布置方案进行优化。基于优化后的悬架布置方案,在ADAMS/Car模块中建立了整车虚拟样机模型,并进行了稳态回转仿真试验。试验结果表明,该车存在转向不足特性,悬架优化前后对整车的稳态回转性能影响不大。

风电场大型风机运输道路平曲线半径指标研究

风电机组设备重量大、尺寸长,对风电场运输道路有特殊要求。根据风机道路运输车辆代表车型转弯稳定性和行驶轨迹,系统研究了横向滑移稳定性、横向倾覆稳定性和甩尾悬挂稳态转弯的影响,并进行计算分析。研究得出风机运输道路平曲线转弯半径主要受甩尾悬挂稳态转弯的影响,推荐出风机运输道路平曲线一般最小半径和极限最小半径值,以及相应半径对应的甩尾和道路宽度建议值。研究成果可供风机道路设计及建设参考,也可用于风机运输道路相关标准规范的制定。

液罐汽车稳态转弯行驶侧倾特性研究

本文研究液罐汽车在不满载并以稳定车速转弯行驶的条件下,因液体货物质心位置的变化而引起汽车侧倾角的变化规律。建立了有关力学模型与数学模型。研究结果表明在装载条件相同的条件下与运送固体货物汽车比较,液罐汽车的侧倾稳定性变坏;加设纵向隔板对侧倾稳定性有改善作用。

大型筒件内环面车削用刀具的设计及评价分析

针对大型不锈钢筒件内环面的车削加工条件要求,设计了相匹配的硬质合金可转位车刀结构;基于有限元仿真分析平台,对刀具三维总体结构进行了稳态变形和应力分析,为评价刀具静态强度提供理论依据;通过对刀具进行动力学模态分析,获得刀具装配体的固有频率和模态振型,为评价刀具体的动态特性,尤其是共振特征,提供了依据;通过静动态分析,理论评估刀具设计的合理性。

非公路矿用宽体自卸车稳态回转性能仿真分析

稳态回转性能是非公路矿用宽体自卸车操纵稳定性一项重要指标,对车辆的行驶安全有着重要影响.采用多体动力学理论,利用多体动力学软件Adams建立包括减振筒、钢板弹簧、拉杆、平衡轴、转向系统、限位块、车架、轮胎、路面在内的非线性多体动力学模型.借鉴国家标准QC/T480-1999《汽车操纵稳定性指标限值与评价方法》对车辆的稳态回转性能进行评价,仿真结果表明:该非公路矿用宽体自卸车的稳态回转性能良好,其中车厢侧倾度与不足转向度评分均很高,中性转向点的侧向加速度得分相对较低,但仍符合设计要求.

伺服转台恒温装置结构及控制系统

本文在完成某高精度伺服转台恒温系统的研制任务基础上，全面阐述了伺服转台台面恒温系统的实现措施及理论依据。主要包括结构设计、恒温箱与台面间的非接触密封、恒温箱的设计及模型参数估计。

基于转向半径的汽车稳态转向特性分析

汽车等速行驶时,常用稳态横摆角速度与前轮转角之比来评价其稳态响应。根据稳定性因数的数值不同,可将汽车的稳态转向特性分为三种类型:不足转向、中性转向和过多转向。本文通过几何学、车辆运动方程式,分别推导出汽车转向半径公式,在各相应的条件下,分别基于转向半径公式对汽车三种稳态转向特性进行分析。

飞机扭转敏捷性与飞行品质关系研究

借鉴模拟或试飞获得飞机绕飞行速度滚转且截获 90°倾斜角所需时间 TRC90 的技术 ,设计数字仿真用的飞机扭转敏捷性机动动作及其相应的舵面操纵规律。具体计算某机不同 H ,Ma和 ny 下的 TRC90 和 TA尺度 ,以及定常水平盘旋飞行时的模态特性。

重型牵引车侧倾仿真分析与优化

运用ADAMS软件建立牵引车整车模型,并进行稳态回转仿真分析,验证模型的正确性。通过对该车的侧倾状态进行理论分析,可知增大前悬架横向稳定杆刚度,保持后悬架横向稳定杆刚度不变,可以提高该车的不足转向。最后改变横向稳定杆参数,进行单移线仿真,得出不同参数对车身侧倾角的影响曲线,为优化该牵引车的操纵稳定性做准备。

弱电网下双馈感应发电机定子匝间短路故障时电网电压稳态分析

深入研究了发生定子绕组匝间短路故障的双馈感应电机(DFIG)接入交流弱电网后,给公共连接点(PCC)处电压带来的影响及其功率约束。首先建立了含故障风机的弱电网模型,然后利用这一简化的系统模型进行了影响PCC处电压稳定性因素,风机输出有功功率以及无功功率问题的研究。最后通过MATLAB/Simulink仿真平台对结果进行验证,结果表明:双馈风机发生定子匝间短路故障后,DFIG输出有功功率减小无功功率增加,进而对PCC处电压稳定性产生一定的影响,并且随着风机故障程度、线路阻抗比以及电网强度的改变,PCC处电压波动越显著。

某型旅行车稳态回转特性的影响因素分析

某型旅行车和原型车采用同样的悬架系统,但其稳态回转特性却存在过度转向问题,本文对比分析车辆主要设计参数差异对稳态回转特性的影响,并探讨了汽车企业所开展改进试验方案的可行性,最后提出从根本上解决该问题的建议。