导叶叶片数对喷水推进泵瞬态特性的影响

为揭示喷水推进泵不同导叶叶片数时的瞬态特性规律,基于DES混合模拟和FEM声学有限元方法,对喷水推进泵流场和声场进行数值模拟,并进行试验,验证了瞬态特性数值计算方法的准确性,研究了不同导叶叶片数(Z=5,6,7)对喷水推进泵推力、压力脉动、内流诱导噪声等性能的影响规律.结果表明:随着导叶叶片数增大,喷水推进泵推力先减小后增大,流量逐渐减小,转矩逐渐增大;导叶叶片数对叶轮出口压力脉动分布规律影响较小,对压力脉动主频处幅值有较大影响,轮毂处压力脉动幅值受导叶叶片数增大先减小后增大,轮缘和流道中心处幅值随着导叶叶片数增大逐渐减小;导叶叶片数变化会改变内流诱导噪声主频,增大导叶叶片数有利于降低喷水推进泵内流诱导噪声主频处幅值和总声压级.

含发热元件密闭空间热电制冷器瞬态特性

为了研究密闭空间中发热元件对热电制冷器瞬态特性的影响,基于有限时间热力学理论,建立工作在含发热元件制冷空间中的热电制冷器计算模型.采用热阻网络分析方法,分析不同工况下关键参数对热电制冷器瞬态特性的影响,得到制冷空间温度、制冷系数、制冷量等性能参数随时间的变化规律.分别改变发热元件功率、工作电流、冷却水流速和填充系数,对比分析不同工况下的最低制冷温度和制冷系数变化,得到热电制冷器工作参数的瞬态特性.搭建水冷式热电制冷器的测试平台,开展密闭空间热电制冷器的瞬态特性测量实验.结果表明,当发热元件功率分别为0.95、4.85和13.3 W时,仿真计算温降分别为8.96、8.33和6.94 K,实验测得温降分别为6.75、5.63和4.00 K,温度变化趋势一致,验证了计算模型.

喷水推进器转速波动工况下瞬态特性研究

为研究喷水推进器转速波动工况下的瞬态特性,采用六面体网格对喷水推进器内部流场进行结构化网格划分,基于RANS方程、SST k-ω湍流模型和Zwart空化模型,对转速以正弦函数波动的喷水推进器进行数值模拟。通过对喷水推进泵的试验数据验证显示,数值结果和试验数据吻合良好。研究结果表明:在转速波动过程中,扬程变化与转速变化的跟随性较好,流量变化完全滞后于转速变化;在相同转速时,加速过程和减速过程具有明显差异,相对于加速过程,减速过程中进水流道的压力更低,叶片前缘的空穴面积更大,并且准稳态流场无法精确描述瞬态过程的流场特征;无量纲空穴面积的变化滞后于转速变化,当瞬时转速高于设计转速时,无量纲空穴面积迅速增大,最大值可达8.02%,当瞬时转速低于设计转速时,无量纲空穴面积低于1%,抗空泡性能良好。

基于瞬态特性的动车组制动系统故障诊断方法研究

制动系统故障诊断的精度对运输安全具有重要的意义。现有的系统故障诊断多是基于系统的稳态特性,如制动施加或缓解稳定后的制动缸压力值等,稳态特性的异常基本等同于系统发生故障,甚至是功能失效。制动系统的瞬态特性,如制动施加过程中各环节的压力变化动态过程等,包含了大量稳态特性无法表征的关键信息。瞬态特性的变化往往先于稳态特性变化,其异常表征了某些相关参数的改变,此改变趋势可用来进行故障预测。文中将着重讨论制动系统瞬态特性,挖掘其在故障诊断和预测方面的巨大潜力,并基于瞬态特性观测的理念为制动控制系统发展提出新的方向。

基于CFD技术的油气悬挂缸瞬态特性数值研究

以某290 t矿用自卸车油气悬架缸为研究对象,考虑了复杂流道、涡流、流体物性变化等影响因素,基于计算流体动力学(CFD)建立了大型油气悬架缸的气液两相流数值模型,分析了不同时刻流体瞬态特性的数值变化,计算了流场内部的压力分布情况,验证了所提两相流数值模型可行性。仿真结果表明,两相流模型可以很好地表示油气相互作用,模拟悬浮液的运行过程;瞬态数值研究结果可准确应用于模拟大型油气悬架的力学特性;回弹冲程时涡流在主腔室中对称产生,表明存在大量流动分离,且随着流速的增加,涡流更加明显。

小型堆安全壳抑压系统瞬态特性研究

为进一步优化小型堆安全壳抑压系统设计,消除工程设计风险,需要对抑压系统瞬态特性开展研究。本文采用热工水力系统分析软件LOCUST建立了小型堆安全壳抑压系统瞬态计算模型,模拟计算了波动管破口事故及喷淋管破口事故两种工况下抑压系统的瞬态响应,得到系统不同部件的压力、温度等关键参数随时间变化的响应,并分析了不可凝气体对系统瞬态特性的影响。结果表明,抑压管入口流量波动越剧烈,抑压管内压力振荡越强;不可凝气体在一定程度上可以减小抑压管内的振荡,进入抑压系统的不可凝气体成分越多,抑压系统压力越高,温度越低。

行波超声波电机瞬态特性的测试及分析

瞬态响应特性是超声波电机的一项重要性能指标。通过主要由光电编码器和数字示波器组成的测试系统,对直径60mm行波超声波电机的瞬态响应特性进行测试,测得超声波电机启动和断电自锁时定子振动和转速变化的过程。利用测试数据和建立定、转子接触面上力的传递、转子内力的传递、定、转子振动耦合特性等力学模型,对行波超声波电机的瞬态特性进行理论分析。这些分析为超声波电机的深入研究提供了理论依据。

离心泵汽蚀过渡过程瞬态特性分析

为了对离心泵汽蚀过渡过程的瞬态水力特性进行分析,采用全汽蚀模型且不考虑水中溶解性气体对汽蚀的影响,再通过计算流体力学软件CFX对离心泵叶轮流道内汽蚀过渡过程进行了数值模拟计算,并与试验结果进行了对比.结果表明:数值模拟结果与试验结果的变化趋势基本一致,汽蚀过渡过程中叶片背面气体体积分数随汽蚀余量的降低而逐渐增大,当叶片工作面的气体体积分数大于0时,汽泡相开始堵塞叶轮流道,进而影响叶轮内部能量的交换和传递;汽蚀引起的旋涡使得叶轮流道内的速度出现无规律波动,从而造成靠近旋涡区和叶片工作面通道内的速度和载荷增大;扬程在随汽蚀余量的降低而缓慢降至一定程度后再次急剧下降,不同工况下扬程波动的幅度有所不同,小流量时扬程波动幅度最大.

基于大涡模拟的轴流泵叶顶泄漏涡瞬态特性分析

为了深入掌握轴流泵叶顶区湍流特性,采用大涡模拟方法对某一模型轴流泵内部非定常流动进行了数值模拟。根据时域和频域特性图,分析间隙内压差和泄漏速度之间的关联现象,讨论了叶顶间隙内泄漏流的瞬态特性。根据三维泄漏涡结构,揭示了轴流泵叶顶区不同类型的涡系,叶顶泄漏涡带在剪切层内涡丝动力的驱动下逐渐变长,然后与射流剪切层分离;叶顶间隙内涡团的瞬态变化大于叶顶泄漏涡的周期性变化,导致剪切层内的小尺度涡的生成周期时间较短,其在主泄漏涡带上方形成了小尺度泄漏流涡带。从叶顶轴平面的涡结构可发现,随着弦长系数的增大,剪切层内的分离涡不断被分离并且被叶顶泄漏涡卷吸,在主泄漏涡向相邻叶片压力面的运动过程中,其涡量不断减小,并且在转轮室端壁面附近不断诱导各种尺度的涡产生。

柴油机尿素SCR系统稳态及瞬态特性研究

利用自主开发的尿素SCR后处理系统在发动机台架上进行试验研究,研究了欧洲稳态循环工况点下的尿素SCR稳态性能,获得了气态污染物及微粒的排放特性,通过对瞬态工况的研究提出了瞬态控制修正参数。结果表明:催化剂温度和空速是影响尿素SCR系统性能的主要因素,两者在不同的工况下重要程度不同;尿素SCR不但可以降低NOx,还会降低HC排放,但同时也造成了CO的增多;钒基SCR催化剂可以部分降低微粒的排放,并改变其粒径分布特性;引入负荷阶跃比可以对柴油机瞬态工况NOx的排放量进行较好的修正,从而有效地减少氨泄漏。

液压电磁阀故障机理分析与瞬态特性仿真

液压电磁阀作为液压系统中的关键元件,是电控系统和液压系统的控制中枢,在大型武器装备中使用数量多、分布广,且故障率较高,对其实施在线监测诊断对于确保液压系统的正常运行十分重要。在收集整理电磁阀常见故障的基础上,深入研究了各类故障的发生机理;通过对电磁阀常见故障和特征信号的可测性分析,提出了一种基于磁场和振动敏感的电磁阀非介入式测试诊断技术;通过对电磁阀工作过程中的磁路分析和阀芯受力分析,建立了电磁阀的瞬态响应仿真模型,并进行了实验验证,为电磁阀故障的快速检测诊断奠定了基础。

车用涡轮增压柴油机加速工况瞬态特性仿真

为研究车用涡轮增压柴油机加速工况的瞬态响应及氮氧化物（NO）排放特性，基于充．排法建立柴油机及其附件系统工作过程模型，初次考虑瞬发NO机理对瞬态工况下NO排放的影响，根据曲轴转矩平衡方程推导发动机瞬时角加速度与车辆状态参数的关系，在Matlab／Simulink环境下集成柴油机系统加速瞬态过程仿真模型。仿真和验证结果表明：柴油机稳态及加速瞬态工况仿真结果均与实际情况相符，模型设计合理准确；稳态工况下瞬发NO机理对总NO排放的贡献为5．26％～11．36％；瞬态工况下，涡轮迟滞时间约为0．14S，柴油机加速开始阶段油气混合不匀导致燃烧品质下降，热NO及瞬发NO生成均明显增加。研究结果可为发动机瞬态性能及NO排放的预测与分析提供参考。

螺旋槽干气密封压差扰动下的瞬态特性研究

干气密封的瞬态特性是密封动力学研究中的重要内容,而现有研究主要关注于密封稳态特性的研究。本文针对密封内外压差波动这一典型工况开展仿真分析,研究螺旋槽干气密封在扰动工况下的瞬态特性。计算中,将润滑方程、接触方程与动力学方程耦合求解,以轴向膜厚、角向偏摆角、泄漏率和端面接触载荷为主要指标。结果表明:密封侧压力突降相比较于突升,更易引起密封环震荡,但后者更易诱发端面接触。对于扰动引起的瞬态震荡,密封的角向行为引起震荡时间的延长与震荡幅值的减小,其与轴向行为共同决定端面接触的可能性。动静环间的极薄气膜不仅将动环的行为传递给静环,同时通过弱化轴向与角向行为的相互影响来缓解扰动所引起的密封瞬态震荡。

端面变形对液体动压型机械密封液膜瞬态特性的影响

建立动环-液膜-静环动压型机械密封双向流固耦合模型,针对逆流泵送状态,对密封环及液膜流场进行非定常耦合计算,分析了密封环变形和液膜压力的瞬态特性,并通过流固耦合前后流场对比,分析了密封环端面变形对液膜压力脉动的影响。研究结果表明:与未考虑变形时相比,双向流固耦合计算结果更加符合实际;静环端面变形随时间呈周期性变化,且越靠近内径出口处,变形量的波动程度越大;密封环端面变形对外径处压力脉动影响较小,但会明显增强内径处压力脉动,且转速越大,压力脉动增强的程度越大,介质压力在压力较低的工况下对变形后液膜压力脉动程度的影响不明显;密封环端面的变形只影响压力脉动的程度,不改变压力脉动的频率。

Buck变换器最优负载瞬态特性分析

分析电感电流连续工作模式(continuous conduction mode,CCM)Buck变换器的最优负载瞬态响应过程,通过负载跃变阈值概念的提出,获得负载突变时Buck变换器输出电压的最优超调量(跌落量)和稳态调节时间,仿真分析和实验研究结果表明,Buck变换器在负载跃变时存在最优瞬态工作过程。研究最优负载瞬态特性在滑模控制Buck变换器中的应用,仿真研究结果表明,最优负载瞬态特性的研究对Buck变换器主电路参数和控制策略的设计与实现具有重要的指导意义。

局部多孔壁-内腔结构的气动加热瞬态特性

根据超声速飞行器外表面连接结构处密封结构几何特征,以局部多孔壁和内腔结构为研究对象,建立流/固/多孔区域流动和传热过程耦合计算模型,其中多孔区域中运用分布阻力法,流、固区域间换热过程采用准稳态耦合计算方法。经过与相关实验数据进行对比,验证了程序可靠性,并进一步分析在整个长时间瞬态过程中,该密封结构的流动和传热特征,阐明了在瞬态过程中多孔材料等效热流对缝隙壁面的加热作用。研究了有、无多孔材料填充两种情况下缝隙壁面热流分布形态的差异,探讨了缝隙中填充多孔材料对高速流场边界层热气流侵入内腔过程的影响。

双吸离心泵关阀启动过程的瞬态特性研究

采用数值模拟手段,研究双吸离心泵关阀启动过程的瞬态特性,数值模拟计算域为整个闭式回路,选取的湍流模型是SST-SAS模型。计算过程中通过改变叶轮的旋转加速度来控制泵的启动历时变化,进而达到模拟不同启动历时对于泵启动过程瞬态特性的影响。数值结果与实验结果吻合良好,研究发现:在启动规律都为直线加速情况下,启动历时对于泵扬程峰值的影响很小;全回路三维模型用来模拟泵启动过程得到的瞬态扬程外特性相比于局部边界的数值模拟结果更为接近实验值;蜗壳内部的压力脉动变化与泵的启动历时有较大关系,随着泵启动历时的减小,蜗壳隔舌处会产生较大的低频压力脉动。

用PSPICE仿真GTO的瞬态特性

介绍了用仿真软件ＰＳＰＩＣＥ建立ＧＴＯ组合模型的方法．该模型仅用两个晶体管来模拟ＧＴＯ的动态特性。本文重点介绍了对门极关断特性的仿真。比较了仿真和实验结果，分析了参数的灵敏度。

超低比转速离心泵关阀启动瞬态特性分析

为探究超低比转速离心泵关阀启动瞬态特性,该文以一台比转速为25的超低比转速离心泵为研究对象,在关死点工况下对稳态和关阀启动瞬态过程进行数值模拟,并与试验结果进行对比,研究表明:在关死点稳态工况下性能曲线与试验测得结果变化趋势相同,最大偏差小于5%,验证了数值模拟的准确性;关阀启动过程,不同启动加速度下启动过程的末期均出现一个冲击扬程;在相同转速时,稳态过程中间截面的静压分布、相对速度流线分布和进口管路内相对速度与关阀启动瞬态过程分布趋势存在差异。关阀启动瞬态过程内部流场的发展总体上滞后于关死点稳态过程内部流场。研究结果可为进一步研究超低比转速离心泵启动的瞬态过程特性提供参考。

气液两相流流量变化瞬态特性

在气液混输管线中常发生流量变化引发的瞬态过程 ,在大型多相流实验环道上进行了流量变化的瞬态实验 .气量突增产生压力过增量 ,它的产生与流型有关 :分层流的过增量是由于气体的惯性 ;在气团流和段塞流下则是由于气体压缩性和液体惯性的联合作用 .气量突降时 ,膨胀波沿程传播 .气量变化的瞬态过程可能出现对应准稳态变化没有出现的流型 .与气量突变相比 ,液量突变引起的压力和流型变化较平缓 ,瞬态效应小 .流量变化后产生沿线传播的压力波和空隙波 ,二者与流型相关 ,决定瞬态过程的发展 .压力变化的传播速度在气量变化时等于声速 ,在液量变化时等于空隙波波速 .