基于CAS法的核电工程异形水箱分布质量计算模型

对于形状复杂的大型核电工程储液结构,Housner弹簧-质量模型适用性较差,基于有限元法的流-固耦合数值分析模型复杂、计算和存储量大,难以满足工程设计要求。该文基于声学-结构耦合法(CAS)提出了一种兼顾精度和效率的分布质量模型,通过理论推导从CAS计算结果中剥离得到的器壁动水压强脉冲分量,进而提出器壁单元各节点位置的分布式脉冲附加质量计算公式,精确地考虑了储液容器的形状对液体晃动的影响,同时实现了流-固耦合分析的解耦,有效解决了复杂大型核电工程储液结构的动力分析的难题。以矩形刚性水箱为例,将该文模型的结果与Housner分布模型比较,验证了该模型的合理性和可靠性。针对顶部具有复杂形状水箱的AP1000安全壳结构进行地震动分析,将该文模型与精细的流-固耦合模型进行比较,结果显示:两种模型计算结果吻合性好,该文模型前处理简便且在计算时间效率具有明显优势。该文模型可为核电工程考虑结构-地基、流-固耦合的多因素耦合高效分析奠定基础。

Z11块E_2d_2油藏剩余油分布质量评价

针对江苏油田Z11块E_2d_2油藏进入高含水阶段面临剩余油挖潜的问题,在划分不同储层类型的基础上,根据油藏数值模拟结果,分析剩余油分布规律。进一步提出利用动用难易指数和剩余储量丰度两个指标建立剩余油分布质量评价方法,根据迭代阈值法计算得到的评价指标分类界限,将剩余油分布质量分成4种类型并确定相应的挖潜方向。最后,根据Z11块E_2d_2油藏剩余油分布质量评价结果,开展剩余油挖潜的现场应用,取得了较好的调整效果。

基于分布质量轴模型的回旋振动计算方法

根据旋转Timoshenko梁的运动微分方程,推导了计算船舶推进轴系回旋振动时分布质量轴模型的传递矩阵。相对于集中质量轴模型,分布质量轴模型可以计入轴分布质量的平动惯量、转动惯量、陀螺力矩以及剪切变形的影响,更加逼近船舶推进轴系回旋运动的实际物理模型,因此能更精确地计算轴系的临界转速和固有振型。在分布质量轴模型的基础上,采用数值稳定性良好的改进Riccati传递矩阵法编制了回旋振动计算程序,并应用于两型船舶的推进轴系计算。将文中方法的计算结果与有限元法以及第三方计算报告进行了比对,结果具有良好的一致性,从而验证了方法的正确性和计算精度。

涡轮泵转子的临界转速研究(Ⅳ)分布质量轴的传递矩阵法

根据旋转的 Timoskenko梁的运动微分方程式 ,导出分布质量轴段的 4× 4阶精确传递矩阵 ,计入轴分布质量的平动惯量、转动惯量、陀螺力矩和剪切变形的影响 ,并计算了三个转子的临界转速。算例的计算结果表明 ,轴模型是否按分布质量考虑、是否计入平动惯量、转动惯量、陀螺力矩和剪切变形 ,对临界转速有明显的差别 ;同时在等截面轴不分段情况下 ,传递矩阵的计算结果和精确解一致性很好 ,表明计算实际转轴临界转速时 ,只需按截面不同划分轴段 ,即所取的轴分段数量少 。

悬臂式动力吸振器的分布质量模型

悬臂式动力吸振器的质量块难以满足质点假设的问题,在考虑了悬臂式动力吸振器质量块和悬臂梁的质量分布特性后,分析了质量块对悬臂梁刚度的影响,得到一种计算动力吸振器特性的分布质量模型。由工程中动力吸振器的设计约束,对所提模型的参数进行了简化,避免求解超越方程,由吸振器设计目标反向确定设计参数。数值算例表明,所提模型的精度较集中质量模型显著提高。

基于分布质量的Riccati传递矩阵法模型与轴系频响函数计算方法研究

基于分布质量模型的Riccati传递矩阵法 ,导出了轴系频响函数的计算公式 .通过理论分析及具体算例的数值比较 ,表明该法应用于轴系频响函数的计算 ,具有计算简便、精度高、与划分单元数目无关等优点 。

有分布质量系绳的卫星系统的动力学

以一组偏微分方程建立起的数学模型和采用距离速率控制算法来描述系统的受控运动。创建的递推算法用于计算系统的定常运动或称驻形。根据求解小偏差运动方程和通过边界条件求解特征根以判定驻形的稳定性。给出了模拟结果。

分布质量模型下的采煤机牵引部扭振系统动态特性及优化

针对采煤机牵引部扭振引发各种故障问题,采用等效构件法,建立采煤机牵引传动系统扭振分析等效模型和轴段分布质量扭振数学模型,得到分布质量模型下采煤机扭振系统的传递矩阵、固有频率及振动模态。以各弹性轴段势能分布均匀性作为优化目标,以各弹性势能方差作为目标函数,利用降梯度算法对扭振系统进行了参数优化。结果表明:该矩阵在轴系纯扭系统中具有通用性,可以解决集中参数模型下扭振分析精度不足的问题;优化后,行星减速器输出轴和行走轮轴的弹性势能占比分别由原来的40%、41%降低到23%、22%,弹性势能均匀性明显提高,系统动态特性得到改善。研究结果为采煤机牵引部传动系统参数的确定及扭转动态特性的改善提供了理论依据。

具有分布质量的双层隔振系统隔振特性分析

研究了分布质量对双层隔振系统隔振特性的影响，得到了质量对称分布时六自由度双层隔振系统固有频率及对谐波激励响应的解析表达式，提出了考虑摆动影响时确定隔振参数的实用设计方法并进行了实例计算。

基于分布质量的遥感图像配准控制点筛选方法

为提高遥感图像配准精度,提出了一种基于均匀分布质量的配准控制点筛选方法.首先,以尺度不变特征变换获取控制点,采用随机抽样一致性筛除误匹配控制点,然后对配准图像公共区域分块进行基于分布质量的控制点筛选,采用最小二乘估计仿射变换模型参数,最后对输入图像坐标变换后完成配准.对多种遥感图像的实验结果表明,所提出的方法能有效删除误匹配控制点,使控制点均匀分布,减小配准误差.

液体分布器分布质量评价体系综述

液体分布器是影响填料塔性能的关键部件,为了能更合理地对液体分布器分布质量进行评价,文中介绍了Moore分布质量、Preey作图法、L.Sp iegel实测法、K lem as分布质量、K illat分区法、L.Sp iegel润湿指数以及白跃华区域流量测量等几种目前国内外常见的分布质量评价方法,并对其各自优缺点及适用条件进行分析。通过对空分填料塔液体分布器结构形式进行研究,认为基于区域面积液体测量的评价方法更适用于对其液体分布质量进行评价。评价体系的正确选择有利于发现液体分布器存在的问题和提出适当的改进措施。

基于分布质量轴模型的尾传动轴系临界转速分析

以直升机尾斜轴为研究对象,推导了传动轴的分布质量传递矩阵,模型中考虑了弯矩、横向位移、剪切变形、转动惯量、陀螺力矩和轴向力等因素的综合影响。建立了膜片联轴器和弹性支承的传递矩阵。给出了尾传动轴系临界转速的计算方法。以三支点水平轴系为分析对象,将本文传递矩阵法计算的结果与有限元法计算的结果进行了对比分析,以检验本文传递矩阵法的有效性。本文传递矩阵法相对于有限元法的最大计算误差为4.1%,表明本文传递矩阵法的计算精度较高,同时本文传递矩阵法的计算速度更快,便于设计人员进行尾传动轴系临界转速的影响因素分析。

轧辊分布质量动态效应对板材质量影响的探讨

为研究轧机辊系分布质量动态效应对板材质量的影响,将辊系看成弹性连续体,根据Bernoulli—Euler Beam理论建立辊系横向振动的动力学模型。运用Ritz级数法推导出振动控制方程的质量矩阵和刚度矩阵,并用模态分析法对振动方程的系数矩阵进行解耦,以获得辊系主振型、固有频率及动力响应曲线。通过分析动力学模型得到的辊系横向振动三维图可知,辊身中部的振动比边部明显强烈,并且挠度随着时间的推移在不断变化,挠度变化导致辊缝也在变化,这说明辊系变形不光与静力学有关,它还与动力学因素有关,其中轧辊分布质量动态效应就是一个不可忽略的因素。因此深入对辊系分布质量动态效应研究,更能反映出辊系的微观变化,并将为板形和板厚的实时控制提供重要的参考数据。

风浪联合作用下分布式调谐质量阻尼器对海上半潜漂浮式风机的减振控制

海上半潜漂浮式风机在复杂深海环境下产生有害振动会威胁风机的安全性和耐久性,针对该问题并结合美国NREL的5 MW样机的漂浮平台几何结构构造,提出利用分布式调谐质量阻尼器(Tuned Mass Dampers,TMDs),即分别在漂浮平台的3根浮筒中布置TMD,形成等边三角形布置,对随机风浪联合作用下海上半潜漂浮式风机的平台纵摇振动进行控制。为了更好地描述分布式TMDs对海上半潜漂浮式风机的减振效果,基于拉格朗日方程和模态叠加法,对海上半潜漂浮式风机-TMDs耦合系统提出并建立了9自由度多体动力学模型。基于H_(∞)算法,即以平台纵摇频响函数的峰值为优化目标,对分布式TMDs的参数进行优化设计,优化设计中考虑了3个TMDs之间的耦合关系。对风机-TMDs耦合系统开展了风浪联合作用下的数值模拟,分析了分布式TMDs对平台纵摇响应的减振效果。结果表明:最优设计下的分布式TMDs对海上半潜漂浮式风机平台纵摇振动具有良好的减振性能;在三种不同工况的随机风浪荷载作用下,分布式TMDs对平台纵摇固有频率附近的功率谱密度曲线峰值减振率和标准差减振率能分别达到39%和52%以上。

聚乙烯相对分子质量及其分布快速评价方法研究

以国内外采用不同工艺和催化剂生产的17种聚乙烯的测试结果为基础,通过理论推导与模型拟合相结合,建立了以熔体流动速率快速计算相对分子质量及其分布的方法,并由此计算出数均分子量。经验证,该方法准确性较好,可弥补凝胶渗透色谱法的不足,有利于装置生产过程中准确控制产品质量和提高新产品开发效率。

桥式起重机分布式质量吊重系统双摆滑模控制

随着吊装作业的多元化发展,起重机吊装对象也从传统的质点式吊重向分布式质量吊重方向发展。针对桥式起重机在吊装分布式质量吊重时吊重的大摆角抑制和小车定位控制问题,提出了两种基于滑模控制理论的、用于吊重消摆和小车快速定位的方法。首先,综合考虑了桥式起重机吊装对象的结构特征、小车电机的驱动特性、摩擦阻力以及环境中的随机扰动对吊装作业的影响,建立了桥式起重机分布式质量吊重系统的非线性双摆动力学模型;然后,设计了桥式起重机分布式质量吊重系统的非线性双摆动力学普通滑模控制器(OSMC)和分层滑模控制器(HSMC),采用Lyapunov函数和Barbalat引理证明了闭环系统的稳定性;最后,利用数值仿真研究了OSMC和HSMC在分布式质量吊重减摆控制方面的性能差异。仿真及研究结果表明:与OSMC相比,采用HSMC不仅可以在12 s内实现小车精确定位目的,而且可以实现对分布式质量吊重在5°~9°摆动范围下的快速抑制目的,完成了对系统状态变量的有效控制;同时,对比结果表明HSMC对起重机系统内部和外部扰动变化有很强的鲁棒性和抗干扰性。

核电工程异形水箱流固耦合分布式参数模型与效用研究

在流固耦合动力分析领域,传统的Housner模型在工程设计中发挥重要作用。但其理论推导仅适用于规则水箱,采用集中质量总体模型描述液体晃动的整体效应,难以有效模拟异形水箱储液结构的局部精细响应,亟须建立适用于不规则水体晃荡的分布式附加质量模型。基于势流理论推导了一种模态综合法模型,实现了分布质量与储液器壁激振加速度的解耦。该模型能够有效剥离分布式的脉冲质量与对流质量;同时,实体网格的振型分析适用于任意形状水体的动力分析。通过算例的形式将该模型与精细声学-结构耦合(Acoustic-Structural coupling,CAS)模拟法进行了比较,验证了模型的精确性与可靠性。最后,基于本文的模型研究了核电异形的安全水箱在不同水位和减晃格栅分布下的动力响应规律,并检验了其在工程中的适用性。

分布式质量块结构高g值加速度传感器仿真分析

针对航空航天、机电、石油等领域的高g值加速度监测需求,设计了一种分布式质量块结构的压阻式加速度传感器。运用敏感性分析和响应面方法对敏感结构模型优化,同时提升结构的固有频率和灵敏度;研究所构建模型在不同方向加速度作用下的应力分布特点,设计抗交叉干扰的传感器信号检测电路;分析结构的加工流程及封装工艺,有利于下一步制造应用。仿真结果表明:该传感器的量程为100000 g,灵敏度为2.18μV/g,一阶固有频率为157.82 kHz,理论上消除了横向交叉干扰,有效提升了传感器的性能。

同轴送粉激光熔覆粉束质量分布密度模型与实验测量

为实现四粉针同轴送粉模式下粉束空间质量分布密度的全参数化准确预测,本文建立了粉束空间质量分布密度的全参数化理论计算数学模型,并提出了一种简易的实验检测方法。理论计算与实验检测结果表明:计算结果与实验结果的变化趋势完全一致,在离焦量为0时,计算结果与实验结果高度吻合(接近100%),验证了所建模型的准确性和有效性。

冰风洞过冷大水滴云雾水滴质量分布模拟

准确模拟过冷大水滴(Supercooled large droplet,SLD)云雾水滴质量分布是最新的结冰适航条款要求,也是当前冰风洞试验技术难点。以14CFR 25部附录O规定冻毛毛雨水滴累计质量分布曲线为目标,在冰风洞中开展过冷大水滴结冰条件模拟研究。基于水滴质量分布要求进行大水滴云雾与小水滴云雾匹配性分析,并在FL-61风洞喷雾系统现有条件下开展大水滴喷嘴喷雾性能测量,将生成的具有不同液态水含量(Liquid water content,LWC)和体积中值直径(Medium volume diameter,MVD)特征的云雾参数组合,在试验段中心位置生成了水滴质量分布曲线接近附录O规定的冻毛毛雨条件。研究结果表明,采用分别模拟相应水滴质量分布的大水滴和小水滴云雾,再进行组合喷雾能够较好地预测和指导在冰风洞中构造大水滴云雾,同时验证了在冰风洞内能够采用两种喷嘴模拟水滴质量为双峰分布云雾条件的可行性。