直角管道支化聚合物流动的数值模拟及粘弹分析

选取基于Doi-Edwards模型发展起来的XPP模型作为本构方程,采用耦合稳定化技术的同位网格有限体积法模拟了直角管道流以及嵌件直角管道流。给出了直角管道流和嵌件直角管道流中表征聚合物宏观信息量的等值线图,分析了流变参数以及嵌件对管道截面上表征聚合物宏观信息量的影响。数值结果表明,XPP模型能够合理描述聚合物溶液浓厚体系的粘弹效应,其模型中流变参数的变化能够预测聚合物溶液拉伸属性及法向应力差的基本特征。同时,流道中嵌件的放置将使得聚合物宏观属性的变化趋势在嵌件附近发生质的变化。

基于NSGA-Ⅱ的三维空间直角管路布局优化

提出了一种基于基因分段操作NSGA-Ⅱ的三维空间直角管路布局优化方法。首先,针对三维空间直角管路布局问题,提出了一种新的管路路径编码方式,该编码不依赖于栅格建模和图论建模,具有很好的灵活性。其次,设计了一种基因分段操作方法,该方法根据编码各决策变量的含义不同对基因进行分段,然后对各段基因分别进行交叉变异操作,使进化算子更有针对性。再次,以管路长度和弯头数作为优化目标,结合罚函数法以及计算几何方法对约束进行处理,应用基于基因分段操作的NSGA-Ⅱ算法对管路布局方案Pareto解集进行求解。最后通过三维管路敷设算例验证了所提方法的可行性。

可调直角管接头

在叉车的设计、生产、制造过程中。基于叉车结构紧凑、体积小的特点,在液压系统管路连接中,广泛采用了一种可调直角管接头,其具体结构如图1所示。

二维直角管道中高Reynolds流动的格子Boltzmann模拟

运用9-Bit的格子Boltzamnn方法对二维直角管道中高Reynolds流动进行数值模拟,得到了在不同雷诺数下不可压缩流动涡的涡心的位置分布及其演化斑图.

直角管接头及高压胶管接头结构的改进

在工程机械液压系统特别是在叉车上,最常用的直角管接头如图1所示。这种结构连接方向可以调节,密封效果较好,但在使用和制造中有以下缺点:由于该接头有两处需要密封,在高压情况下,泄漏的可能性较大,故使用可靠性差,结构较复杂。

内螺纹衬塑直角管接头注射模设计

分析了内螺纹衬塑直角管接头在给水管道中的应用特点,分析了其成型工艺性,设计了1副内螺纹衬塑直角管接头注射模,其中特别探讨了潜伏浇口及组合型芯的设计要点,保证了脱模及抽芯的可靠性,最终实现了产品的成型。

对可调直角管接头密封形式的改进

目前,在液压系统中,对于有方向要求的管路连接,采用了如图1所示的可调直角管接头及其密封形式。这种结构空间布置紧、安装方便、密封形式安全可靠。该管接头由4个零件组成,当接人液压管时,先将直角管接头4拧到所需要的连接位置上,然后拧紧锁紧螺母3,靠锁紧螺母压紧碟形垫圈2和0形密封圈1。

直角管沟可通过管道最大长度问题

针对室内外管沟施工中,在沟盖板已经安装完成后,如何判断一定长度的管道能否通过直角管沟的拐角处。根据直角管沟的特点,设定管沟的宽度和深度的参数,运用数学方法和Mathematics软件,计算出直角管沟可通过管道的最大长度,并制作应用于施工实际中的数值表。

液压直角管路压力波动特性计算与试验对比研究

为了探索液压直角管路内部的瞬态流动特征,熟悉压力波动特性的形成机理,采用大涡模拟方法对某型活门出口处1段直角管路进行数值模拟,捕捉局部涡旋结构的动态特性,并与粒子图像测速和激光多普勒测速试验结果进行对比。结果表明:大涡模拟方法能精确模拟直角管路内部的瞬态速度场,与试验结果吻合较好;在直角拐弯处存在明显的涡旋脱落现象,同时伴随着涡旋诱导的局部低压区域尺度与位置变化,从而导致压力波动问题的产生。

一种快接式直角管接头

在接触美国进口的汽车过程中,发现该车的管接头结构新颖,安装、更换快速,现介绍如下:

直角凸壁面附近非对称位置的空泡动力学行为实验研究

空化破坏现象在核电厂中广泛存在。为了更深入地揭示空化破坏的机理,本文借助高速摄影实验系统,研究了直角凸壁面附近非对称位置空泡的动力学行为。具体分析了空泡的轮廓变形,形心的移动距离和方向,以及空泡射流的方向随着空泡与壁面相对位置d、h的变化规律。本文主要结论如下:(1)空泡的变形与空泡和固体壁面的相对位置d、h有关。随着空泡与右壁面的距离d的增大,空泡的非对称性越来越弱。随着空泡与上壁面的距离h的增大,在整个空泡的动力学过程中空泡的非球形特征逐渐减弱。(2)在空泡的溃灭和再生长过程中,空泡形心会持续地向左下方移动,且形心向左移动的距离随着d和h的增大而明显减小。(3)当空泡与上壁面的距离h适当时,会产生明显的斜向左下方的射流现象,且射流方向角θ随着d的增大而增大。

直角三棱镜补充视角的密封圈缺陷检测研究

为解决三维激光检测中被测物体底面点云无法被高效获取的问题,本文提出了基于直角三棱镜折射原理的补充视角三维点云扫描获取方法。该方法使用直角三棱镜将底面图像折射到侧面,弥补了三维检测的底面检测视角缺失的问题,补充了底面检测视角。本文以密封圈作为缺陷检测对象,采用结构光三维相机采集三维点云。与直接扫描法相比,本方法可以一次性实时、快速地寻找出密封圈完整的表面缺陷,尤其使底面缺陷检测变得更容易,且无需设置特殊的夹取装置或复杂的机械臂等机械结构,仅需增加一块直角三棱镜。实验证实,直角三棱镜补充视角的点云扫描方法能够达到成像要求,对常见的密封圈断裂缺陷与塌陷缺陷均可很好的检出,检测准确率可达到100,满足密封密封圈缺陷检测的需求。

U型渠道中直角三角形量水槽体型设计

量水槽体型设计是量水槽应用于灌区的重要环节,目前尚无完善的体型设计标准可依。为解决直角三角形量水槽实际应用中的体型设计问题,提出以淹没度、壅水高度和上游弗劳德数的限制条件为标准的量水槽体型设计准则。在2种型号、3种坡度的U型渠道上,利用钢模板修建5座直角三角形量水槽进行灌区试验;建立了包含渠道坡度的流量公式,拟合了淹没阈值、壅水高度和上游弗劳德数的经验公式。研究表明:含有坡度的流量公式精度较高,平均相对误差仅为1.88%,相对误差的最大值为5.56%,相对误差在±5%范围以内的数据比例为98%;拟合得到的3个经验公式描述了淹没阈值、壅水高度和上游弗劳德数与量水槽喉口宽度之间的定量关系,可用于量水槽体型设计。基于体型设计准则和经验公式,建立了最大流量和最小流量下淹没度小于相应淹没阈值、最大流量下壅水高度小于渠道岸顶超高、最小流量下上游弗劳德数小于0.5的直角三角形量水槽体型设计方法。研究成果可为类似量水槽体型设计提供参考。

例谈空间直角坐标系的构建

引入空间向量坐标运算,使立体几何问题避免了传统方法中烦琐的分析运算过程,只需建立空间直角坐标系便可轻松求解。要建立恰当的坐标系是利用向量解题的第一步,也是关键步骤之一。下面谈谈建系的原则及常见模型,供同学们参考。

基于机器学习的直角扣件滑移和扭转性能预测方法

直角扣件初始刚度对模板支架结构承载力有较大影响,但扣件性能的量化设计存在工程量大、计算精确度低等问题.基于一系列扣件抗滑移和扭转试验,建立带直角扣件节点的三维数值模拟并利用试验结果进行验证,通过验证后的数值方法开展大量参数分析揭示多种设计参数对扣件性能的综合影响并建立扣件承载力设计数据库,分别基于随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和K最邻近算法(K-NN)提出了扣件刚度预测模型,结合基因表达式编程(GEP)提出了抗滑移模型测点位移和扭转模型刚度预测表达式.研究表明,通过SVM和GEP能够较准确预测直角扣件抗滑移模型位移和扭转模型刚度,对指导工程模板支架结构中扣件的安全设计有着重要意义.

入射光准直角对模拟式太敏的影响与精度补偿

针对模拟式太阳敏感器测量精度难以满足高精度姿态测量需求的问题,提出一种准直角特性影响补偿方法。在分析模拟式太阳敏感器主要测量误差源的基础上,构建了考虑入射光线准直角特性的测量误差模型,归纳准直角误差与光线入射方向之间的关系,从测量原理入手推导误差补偿算法,对准直角特性引入的误差影响进行精准补偿。仿真结果表明,所提算法对主要误差的补偿效果显著,在太阳敏感器的视场范围内平均测量精度由补偿前的0.0599°提高至补偿后的0.0094°,大幅提高了模拟式太阳敏感器的测量精度。

圆形管渠直角分支口处水力特征试验研究

管网分水是管网运行的重要模式,为探索圆形管渠直角分水口附近处的基本水流特征,采用DN315的PVC圆管,在5种流量、5种分流比条件下开展管渠直角分水口过流试验,测量了分水口处局部水深,采用多普勒声学流速仪(ADV)测量了典型断面上的三维瞬时流速,分析了管渠直角分水口典型断面的时均流速分布及水头损失。研究表明:分水口附近主管水面线大体呈现先减小后增加的趋势,大流量下水面线壅高程度高,分流比对口门处水面线影响较大。纵向流速经过分水口流速降低,而横向流速增加。分水口上下游纵向和横向流速呈对称分布,而在分水口区域靠近分水口侧数值较大。纵向流速垂向呈现抛物线型分布,分水口中轴断面处出现负值即存在回流区;横向流速垂向呈内凹型分布,不存在负值即不存在横向环流。水平流场的分流宽度随分流比的增大而增大,断面中层分流宽度大于其他层。水头损失系数在流向支管向远大于流向主管向,在分流比为0.4、流量为50 L/s总水头损失系数最小。本研究对于指导管网设计及运行具有重要意义。

一种高功率密度的直角螺旋压电能量收集器

为了实现振动环境下的高效能量收集,研制了一种高功率密度的直角螺旋悬臂梁压电能量收集器。分析了不同悬臂梁弧度的压电能量收集器的应力分布,研究了不同悬臂梁弧度的压电能量收集器的谐振频率、开路电压和输出功率。研究结果表明,随着悬臂梁弧度的增大,能量收集器谐振频率逐渐减小,但是内部阻抗逐渐增大,其中悬臂梁弧度为2πrad的直角螺旋能量收集器的输出性能最好。通过实验测试发现,在0.1g的加速度激励下,悬臂梁弧度为2πrad的直角螺旋能量收集器的谐振频率为265 Hz、开路电压为1.8 V,当负载为140 kΩ时,实现最大输出功率为5.79μW。与其他不同结构的压电能量收集器相比,该直角螺旋结构收集器在满足供电需求前提下,还具有较高的功率密度,在便携式微电子器件供电和工业设备故障检测方面有广阔的应用前景。

直角弯管结构改进及冲蚀磨损特性分析

为减小弯管的冲蚀磨损,改进普通弯管结构形成弧形、梯形和矩形弯管,利用Fluent中DPM模型、湍流模型和冲蚀磨损模型对4种弯管进行数值模拟计算。结果显示:弧形、梯形和矩形弯管的抗冲蚀性能较普通弯管分别提高14.54%、3.73%、12.38%,4种弯管的冲蚀分布均呈现椭圆形和V形形貌,冲蚀磨损相比于普通弯管明显减轻;4种弯管的最大冲蚀速率随流速、含砂量的增加而增加,但冲蚀区域不随流速、含砂量的变化而变化,不论流速、含砂量为何值,弧形弯管最大冲蚀速率<矩形弯管<梯形弯管<普通弯管;弧形底长、弧形高度、排列间隔三个因素对弧形弯管最大冲蚀速率的影响为弧形高度>排列间隔>弧形底长;弧形弯管抗冲蚀性能最佳组合为弧形底长3 mm、弧形高度2 mm、排列间隔3 mm,抗冲蚀性能较普通弯管提高22.60%。该结果可为弯管的冲蚀防护和结构设计提供新思路。

基于COMSOL软件的直角弯管声波传播特性规律研究

基于声波传播理论,建立并推导了声波在弯管处的Helmholtz方程。采用COMSOL Multophysics软件的压力声学模块,对不同弯曲半径的直角弯管进行频域分析,研究了不同弯曲半径弯管内声波传播特性规律。研究结果显示,弯曲半径对弯管内声波散射系数和传输损耗具有显著影响,弯曲半径较大的弯管曲率较小,弯管内声波散射效应较弱,传输损耗较小,声压级较高;弯曲半径较小的弯管曲率较大,弯管内声波散射效应较强,传输损耗较大,声压级较低。低频段内,声波波长大于弯管弯曲半径,散射系数与传输损耗较小;高频段内,声波波长接近或小于弯管弯曲半径,散射系数与传输损耗较大。