双自由度D形截面柱体流致振动的二维数值模拟

本文研究了D形截面柱体在顺流向和横流向两个自由度下的流致振动特性,迎流角为90°,质量比为2.6,雷诺数为370~3685,应用RANS方程采用SST k-ω湍流模型和Newmark-β法求解水流运动和柱体运动,入口流速采用匀加速法,检验了数值模型的网格和时间步长敏感性,并与相关文献的实验结果进行对比,验证了数值模型的可靠性。基于计算结果,系统分析了D形截面柱体的振幅、振动频率、水动力系数、尾涡脱落模式,以及平均位置偏移情况。结果表明,双自由度D形截面柱体在约化速度为8~14的区间内表现为涡激振动-驰振模式,尾涡多为2S和S+2S交替脱落,双自由度振幅比单自由度有显著的增大。升力主要偏向截面的直线边一侧,且升力出现了多个倍频。横流向和顺流向平均偏移量最大都可达到一倍特征长度以上。

质量比对D形截面柱体流致振动的影响

利用涡激振动进行海流能收集的VIVACE装置是新能源领域的研究热点.应用FLUENT软件采用k-ωSST湍流模型和Newmark-β法,通过数值模拟探究了四个质量比(2,5,7和10)在迎流角90°下D形截面柱体的流致振动响应,系统分析了D形截面柱体在横流向上的振动幅值、频率、平衡位置偏移量、尾涡脱落模式以及能量转化效率.所模拟的雷诺数范围为288~2880,对应的约化速度为2~20.结果表明,质量比对D形截面柱体流致振动的影响明显,质量比会改变D形截面柱体流致振动的响应分支.质量比越大,D形截面柱体进入驰振对应的约化速度越低;质量比增大,D形截面柱体平衡位置偏移量相对减小.随着约化速度的增大,D形截面柱体出现了涡激振动、涡激振动-驰振及完全驰振等响应分支.在所模拟的范围内,D形截面柱体高能量转化效率出现在涡激振动分支,而不是在驰振分支;在质量比为10且约化速度为4.5时,一级能量转化效率达到最大值44%.相关研究可为VIVACE装置的振子选型提供参考.

基于多水准的高强钢框架-D形偏心支撑结构层剪力分布研究

高强钢框架GD形偏心支撑结构中耗能梁段采用Q355钢,非耗能构件(即框架梁和柱)采用高强度钢材,形成一种新型结构体系.耗能梁段在结构遭遇罕遇地震时充分发挥塑性变形耗能,保护高强钢框架处于弹性受力状态,高强钢框架GD形偏心支撑结构由于在塑性状态下结构刚度发生改变,其层剪力分布模式不再符合基于强度的设计理论,因此,本文研究了高强钢框架GD形偏心支撑结构在多水准地震动状态下的层剪力分布模式.本文设计了四种不同层数(4层,8层,12层和16层)和三种不同耗能梁段长度(900mm,1000mm和1100mm)的高强钢框架GD形偏心支撑结构,输入40条近场脉冲地震和40条远场地震记录,得到结构在多遇地震、设防地震、罕遇地震以及极罕遇地震下的层剪力分布模式,并对罕遇地震下的层剪力分布模式进行参数标定,获取塑性状态下结构的弹塑性侧向力分布状态.

D形柱对摆动水翼水动力性能影响分析

为了研究D形柱对摆动水翼的水动力性能影响机制,基于计算流体力学(CFD)方法,利用Fluent的动网格技术,计算均匀流场和D形柱尾流场中摆动水翼的水动力性能。通过改变摆动水翼的摆动频率和升沉振幅,计算摆动水翼在均匀流场下以及D形柱尾流场中的推进性能,并结合流场的压力分布云图和涡结构进行分析。结果表明:摆动频率和升沉振幅的增加均可以提升摆动水翼的平均推力;D形柱尾流场中摆动水翼的平均推力始终大于均匀流场中摆动水翼的平均推力;D形柱脱落的涡与摆动水翼前缘涡发生挤压作用,使摆动水翼的尾涡区域增大,脱落的涡耗散得更快,涡对之间诱导作用更强,产生更大的推力。

类D形战斗部装药能量输出优化数值模拟研究

为解决类D形截面战斗部装药能量输出均匀性差的问题,设计并优化了多点起爆方式,基于AUTODYN有限元数值模拟,研究了不同起爆方式下类D形截面战斗部爆轰波的传播过程,分析破片速度及空间分布规律;研究了不同截面形状对装药能量输出均匀性的影响,探讨在最优的起爆方式下不同长径比对装药能量输出的影响.研究结果表明,相对于单点起爆,三点起爆条件下破片速度最高615 m/s,且飞散同步性提升60%.随着异形截面形状对称性增加,装药能量输出均匀性明显改进.随着长径比的增加,战斗部中部破片平均速度提高67.4%,飞散同步性提高56.6%,且装药能量利用率提高.

S弯D形矢量喷管参数化设计及气动特性研究

为了满足战机对垂直/短距起降能力的要求,基于曲率控制方法对具有D形出口的S弯喷管进行参数化设计,进而可实现喷管尾段的大角度偏转。随后对不同偏转角、落压比以及设计参数的S弯D形矢量喷管气动特性进行数值模拟,对比并分析了喷管的气动特性。计算结果显示:无偏转条件下,随着落压比π从1.5增大至3.5,喷管流量系数先增大后平稳,在π=2.5时达到最大值,推力系数先增大后减小,且推力方向为飞行器产生一定的抬头力矩;落压比恒定时,随着偏转角度从0°增大至90°,喷管流量系数、推力系数下降,矢量超前角由负值不断增大至+6°左右;设计参数中预留偏转角对喷管气动性能影响较大,而S弯中心线控制系数对气动性能影响较小。本文提出的S弯D形喷管具有较好的气动性能,小偏转角度下矢量角变化趋势较为一致,亦可通过出口段偏转实现发动机推力的大角度矢量偏转。

双D形管高效换热平行流蒸发器设计

为提升集液管封堵的可靠性,使其更加适用于高压力工况,进一步提高换热效率,设计了一种双D形管平行流冷凝器。设计的双D形管平行流冷凝器主要包括两层芯体、第一双D形管A、第二双D形管B。其长度方向的剖面为D形第一管体、D形板的第一插板、第一插槽、第二插槽等。通过设置第四插板,有效地均匀输送流体,延长了流体路径,提高了平行流蒸发器的热交换效率。第一插板插入第一插槽内实现了双D形管端部,并通过焊接的方式实现封堵,可承受更大的流体压力,封堵可靠性高。双D形管平行流冷凝器在减轻重量、提高集液管封堵的可靠性以及换热效率等方面具有突出优势,是我国汽车空调行业推广应用平行流冷凝器向轻量化、节能、环保方向发展的必然趋势,具有广阔的市场应用前景。

新结构D形光纤消逝场传感器

为提高D形光纤消逝场传感器的灵敏度并改进制作工艺,对D形光纤的结构和制作方法进行了研究。通过加大D形光纤的研磨深度,增大了传感器的有效探测面积,并使消逝场能量可以直接与被测物质作用,避免了能量耦合的损耗,提高了传感器的灵敏度。提出了采用机械研磨制作D形光纤的新方法,降低了制作成本。改进结构后,D形光纤消逝场传感器的灵敏度比旧结构传感器的灵敏度提高了3个数量级,是具有相同光程长度的直接光探测方法的1.2倍。测量亚甲基蓝时的灵敏度达到0.0435,最低测量浓度在10-7mol/L数量级,传感器的响应速度快,适合实时检测。结果表明,改进结构的D形光纤传感器灵敏度高,可以实时地反映被测物的浓度变化。

新型快开式D形螺栓C形环密封结构及强度分析

一种新型快开式高压容器端盖密封结构由D形螺栓连接容器顶盖、端部法兰及C形环密封元件组成,对其主要受力部件进行了强度分析。理论分析和实际应用表明,该结构具有安全可靠、拆装迅速方便、质量轻等特点,可应用于各种高压或超高压容器的顶盖密封或管道密封。

D形橡胶密封圈的有限元分析及改进

采用ABAQUS软件分析介质压力、预压缩率对D形橡胶密封圈的变形、接触应力、米塞斯应力和剪切应力的影响,并和近似尺寸的O形圈进行对比。通过分析发现:相比于O形圈,D形圈内部米塞斯应力作用范围更小,而其接触面宽度更大;不同介质压力下D形圈能获得更好的密封性能,但压力较低时其寿命将小于O形圈;在较小预压缩率下D形圈更易获得良好的密封效果,且寿命也更长;高预压缩率下D形圈仍能获得更好的密封效果,但更容易出现老化;在圆弧与矩形连接处添加圆角凸台,结构优化后可有效降低D形圈内部的米塞斯应力以及剪切应力,使其具有更长的使用寿命。

基于双D形正交混合拓扑的感应电能传输系统恒流输出研究

为提高电动汽车无线充电在变负载条件下的线圈抗偏移能力,提出一种基于双D形正交(double-Dquadrature,DDQ)混合拓扑的感应电能传输(inductive power transfer,IPT)系统参数配置及优化方法。结合DDQ线圈的自解耦特性,分别采用一次侧与二次侧对称的LCL谐振网络、LC串联谐振网络,构成系统的双能量传输通道;进一步通过配置相应的电感与电容值,使两通道的输出电流均与负载无关,而分别与线圈互感成正比与反比关系,基于电流叠加方式达到变负载条件下恒流输出的目的。在此基础上,分析恒流输出下的DDQ线圈互感变化规律,并通过优化参数Lt1与Lt2,使IPT系统可允许的拾取偏移最大。仿真与实验结果表明,在所容许0%~49.3%的互感变化范围内,二次侧输出电流在变负载条件下均具有不超过±5%的稳流效果。

D形光纤Bragg光栅弯曲灵敏度的理论和实验研究

用材料力学理论分析了D形光纤Bragg光栅(D-shaped fiber Bragg grating,D-FBG)以及常规光纤Bragg光栅由弯曲引起的轴向应变,得到了光栅Bragg波长漂移的弯曲敏感特性.实验结果和理论计算结果基本相符.与常规FBG相比,该D-FBG的弯曲灵敏度要高近80倍.因此D-FBG可以直接应用于弯曲形变的测量,以及间接应用于压力、加速度等物理量的测量.理论分析和实验结果对采用该类型光纤光栅的器件和传感系统的设计具有参考意义.

带台阶的D形橡胶密封圈密封特性分析

使用有限元方法分析一种新型带台阶的D形橡胶密封圈在不同预压缩率、工质压力和结构参数下的密封特性,并将之与相同尺寸的普通D形密封圈进行对比。分析结果表明:与普通D形密封圈相比,带台阶D形密封圈在高预压缩率下能获得更好的密封效果,但使用寿命较短;在低工质压力下,带台阶D形密封圈的密封性能更优,且使用寿命较长;在高工质压力下,2种D形密封圈的密封效果基本一致,但带台阶D形密封圈的使用寿命较短;结构参数H_1/H_2(底座矩形高度与截面弧形高度比)是影响D形密封圈密封性能的重要参数,当H_1/H_2的比值为3∶1时,2种D形密封圈的综合密封性能最优。

D形覆冰六分裂导线空气动力系数数值模拟

利用FLUENT流体动力学分析软件计算D形覆冰六分裂导线在特定风速下的绕流问题,得到各覆冰子导线空气动力系数随风攻角的变化曲线。分析了迎风侧子导线尾流对背风侧子导线气动特性的影响。结果表明,D形覆冰六分裂导线各子导线的空气动力系数存在明显差异,在研究舞动及其防舞技术时有必要考虑这种差异。

栉孔扇贝D形幼虫血细胞发生特点的研究

研究组前期实验表明，栉孔扇贝（Chlamys farreri）从囊胚期开始的各发育时期中，以D形幼虫期开始出现形态可辨的血细胞。本文采用石蜡切片、组织化学、栉孔扇贝血细胞单克隆抗体的免疫组化方法，定位、观察栉孔扇贝D形幼虫血细胞的分布和形态特点。结果表明：可辨形态的血细胞集中分布于幼虫的外套膜、面盘、口、食道、胃、消化腺、肠等组织，游离的血细胞大多为球形或椭球形，直径约为1～3μm，中央有一深色细胞核，而在消化腺中血细胞密集层叠，形态各异。在该时期未观察到不同类型的血细胞和造血组织。结论认为，D形幼虫期开始出现形态可辨的血细胞，主要分布于与摄食消化相关的组织器官内。

D形光纤样品制备及其Bragg光栅的实验测量

采用研磨预制棒的方法,制备了D形光纤样品,并在此样品上制作了Bragg光栅,介绍了工艺制作和测量中的一些实际经验.采用深度化学腐蚀技术以增强Bragg波长对外界折射率的传感灵敏度,测量了D形少模光纤Bragg光栅各模式谐振波长随外界折射率和温度的变化曲线,为进一步进行折射率传感研究打下了实验基础.

新型D形螺栓高压密封结构

通过将D形螺栓联接的高压密封与传统的双锥密封、卡扎里密封在结构、加工、密封可靠性、重量等方面进行对比,说明D形螺栓联接的高压密封结构具有结构紧凑、重量轻、加工简单、密封可靠、拆装方便等优点,是较为理想的高压密封装置,适用于经常装卸的高压设备和管道。

新型D形螺栓双“O”形环快开盲板结构

介绍一种新型D形螺栓双"O"形橡胶圈快开盲板结构。通过分析研究和试验表明具有密封性能良好,结构紧凑省材,加工简单,维护拆装方便等优点。该结构适用于在各种压力及尺寸下使用的天然气过滤器盲板设备及其他的容器顶盖密封。

新型快拆式D形螺栓n形环密封结构强度分析

介绍了新型D形螺栓n形密封环快拆式压力容器端盖密封结构,对该结构的主要部件做应力分析后推荐了强度计算公式,并与一般密封结构进行了设计比较。

D形抗剪螺栓在螺栓-法兰连接密封结构中的应用

比较了两种主要的螺栓———法兰连接结构-主螺栓连接和抗剪螺栓连接在结构方面的特点;提出了一种新开发设计的D形抗剪螺栓结构;探讨了高压密封结构中D形抗剪螺栓的设计,并与普通拉伸螺栓、一般抗剪螺栓的设计进行了比较。结果表明D形抗剪螺栓连接结构装拆迅速、连接安全、密封可靠,可应用于经常装拆的高压容器或管道的密封连接。