Savonius型转轮三角阵列减流性能研究

为了助力海洋牧场减流防护工程,研究Savonius型转轮阵列减流性能。作者建立Savonius型转轮三角阵列尾流场数值模型,并通过水池实验验证准确性,基于可靠数值模型探究转轮阵列尾涡减流机理,研究三角阵列结构参数LX、LY,以及动力参数TSR、初始流速、旋向对整体减流性能的影响规律。结果表明,下游转轮产生的涡流呈现非对称分布,并且产生更多涡流的转轮拥有更好的减流效果。另外,LX为3D和LY为2D时减流性能最佳。最后对比发现,在叶尖速比为0.9~1.1减流效果更好;初始流速大小不影响减流效果;下游转子对称分布时,随着上游转子改变旋转方向,减流效果出现明显差异。

基于PSO-BP神经网络的Savonius型叶轮阵列消波性能优化

为了提高Savonius型(S型)叶轮的消波性能,提出一种S型叶轮阵列装置。通过试验记录不同的叶轮间距和叶轮相对入水深度等5个参数下波浪经过叶轮阵列后的透射系数K_(t),建立基于粒子群优化(PSO)算法和反向传播(BP)神经网络的S型叶轮阵列消波性能预测模型。将采用该模型与采用BP网络模型和GA-BP网络模型得到的平均绝对误差、均方根误差和决定系数R^(2)指标进行对比,结果表明,采用PSO-BP神经网络模型优化能得到误差更小、更精准的预测结果。当相邻叶轮间距分别为0.62 m和0.41 m、各叶轮入水深度分别为0.15 m、0.18 m和0.19 m时,S型叶轮阵列具有相对最佳的消波性能。

基于加速康复外科理念的骨水泥强化型防旋股骨近端髓内钉治疗在老年骨质疏松性股骨转子间骨折中的应用效果

目的探讨基于加速康复外科(ERAS)理念的骨水泥强化型防旋股骨近端髓内钉(PFNA)治疗在老年骨质疏松性股骨转子间骨折中的应用效果。方法选取东台市人民医院2021年1月至2022年10月收治的40例老年骨质疏松性股骨转子间骨折患者为研究对象,采用随机数字表法分为对照组(20例)和观察组(20例)。对照组采用ERAS理念联合PFNA治疗,观察组采用ERAS理念联合骨水泥强化型PFNA治疗,并对两组进行为期6个月的随访。比较两组髋关节Harris评分优良率、髋关节活动角度、手术及恢复情况、生活质量及并发症。结果观察组术后6个月髋关节Harris评分优良率高于对照组,观察组住院时间、骨折愈合时间、术后下地行走时间、负重练习时间均短于对照组,总并发症发生率低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);两组的手术时间、术中出血量的比较,差异无统计学意义(P>0.05);观察组术后6个月的欧洲五维健康量表(ED-5Q)各项评分低于对照组,髋关节活动角度大于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论ERAS理念下的骨水泥强化型PFNA治疗老年骨质疏松性股骨转子间骨折患者能提高治疗优良率,提高患者生活质量,增加髋关节活动角度,且并发症发生率低。

大气隙外笼型转子磁力耦合器设计及性能研究

采用Halbach单侧聚磁特性,设计出了一种大气隙外笼型转子磁力耦合器(Long Air Gap External-cage Rotor Magnetic Coupler,LAEMC),并分析了其运行特性、调速特性及散热特性,推导出LAEMC电磁转矩解析表达式,据此分析了结构参数对电磁转矩的影响,得出了不同磁化比的Halbach结构对LAEMC电磁转矩的影响规律;根据LAEMC的运行特性,分析了其在离心式负载、恒功率负载及恒转矩负载的调速特性,表明其仅适合离心式负载调速并具有良好的节能效果;在离心式负载转差率为33%处的最大功率损耗点对LAEMC进行热仿真计算,得到永磁体工作温度约为60℃,而通过气隙与之相隔的笼条温度约为360℃,两者温度差达300℃以上,表明所提出的大气隙外笼型转子磁力耦合器———LAEMC在离心式负载上既具有良好的运行特性也具有良好的隔热效果。

点火位置对X型转子发动机燃烧过程的影响

为探究X型转子发动机独特燃烧室内复杂湍流场与点火位置的耦合作用对混合气燃烧过程的影响,建立了X型转子发动机的三维计算流体动力学模型,并与试验结果进行对比验证,数值研究了不同点火位置下X型转子发动机缸内燃烧过程,揭示了点火位置对火焰传播、燃烧特性及污染物形成的影响规律。结果表明,在压缩末期,X型转子发动机燃烧室内形成了包括涡流和单向流的复杂湍流场,这与点火位置的耦合作用显著影响火焰传播过程。为了获得较高火焰传播速度,点火位置不宜布置在漩涡区处。点火位置位于凹坑中部时,可以充分利用四周空间和涡团与单向流场过渡处形成的较高速度场加速火焰传播,从而提前燃烧重心,增加放热速率,而且峰值压力提高了25%,指示热效率超过30%;同时其也具有较低的HC和CO排放量;但是由于其缸内峰值温度较大,导致NO排放量增加。

外侧入路和后外侧入路生物型长柄假体人工髋关节置换术治疗股骨转子间不稳定性骨折的效果对比

目的:探究不同入路生物型长柄假体人工髋关节置换术(THA)的疗效对比。方法:选择104例股骨转子间不稳定性骨折患者为研究对象,患者均行生物型长柄假体THA术治疗。根据患者手术入路的不同分为外侧组(n=48)与后外侧组(n=56)。比较两组患者围手术期指标、并发症发生情况、手术前、术后2 d及6个月Harris、Aubigné-Postel评分。结果:后外侧组围手术期指标均低于外侧组(P<0.05);两组手术并发症总发生率差异无统计学意义(P>0.05);术后2 d、6个月,两组髋关节评分均上升(P<0.05),且后外侧组术后各时间点Harris评分均高于外侧组(P<0.05);后外侧组优良率(85.71%)与外侧组(75.00%)比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:外侧入路与后外侧入路生物型长柄假体THA术均能治疗股骨转子间不稳定性骨折,但后外侧组疗效更好,并发症更少,值得推广。

股骨近端防旋髓内钉治疗外侧壁完整型和外侧壁危险型股骨转子间骨折

背景:对于老年创伤性髋部骨折患者而言,预后的相关因素非常复杂,股骨外侧壁的完整与否是影响因素之一,了解外侧壁损伤对股骨转子间骨折预后的影响具有重要的临床价值。目的:评估外侧壁完整性与股骨转子间骨折患者髋关节功能恢复及其预后之间的关系。方法:筛选股骨转子间骨折患者82例,所有患者均接受股骨近端防旋髓内钉固定治疗。依据外侧壁厚度将患者分为2组,外侧壁完整组(n=31)及外侧壁危险组(n=51)。比较两组患者围术期指标、负重时间、骨折愈合时间、髋关节功能及活动度、术后疼痛及并发症发生情况。结果与结论:(1)外侧壁完整组患者的住院时间、术中透视次数明显低于外侧壁危险组(P<0.05),其余围术期指标的差异无显著性意义;(2)术后两组患者均能早期下地和最终完全负重,但外侧壁危险组患者骨折愈合时间更长,完全负重时间明显延迟,末次随访的Harris评分更低,患侧髋伸屈活动度及颈干角更小(P<0.05);(3)两组患者各种并发症发生率比较差异无显著性意义,但总体并发症发生率外侧壁完整组明显更低(P<0.05);(4)综上,接受股骨近端防旋髓内钉内固定治疗后,与外侧壁危险组患者相比,外侧壁完整组患者具有相对更好的预后。

Savonius型垂直轴风力机叶型优化设计

为探索叶型形状对Savonius型垂直轴风力机性能的影响,得到较优叶型以提高其风能利用率,以回旋式Savonius型垂直轴风力机的风轮主体为研究对象,提出了基于三角函数的垂直轴风力机叶型廓线表达方法,并根据该方法设计出两种新型垂直轴风力机叶型。采用CFD数值计算方法来计算优化叶型的功率系数,从功率系数、力矩系数、压力分布、速度分布和涡量分布这5个方面讨论优化叶型较初始叶型的优越性。结果表明:在来流风速为14 m/s的环境中,当叶尖速比为1.3时,风轮最大功率系数值为0.283,提升了约16%,并且在叶尖速比高达1.8时,仍然保持较高的功率系数。本研究对垂直轴风力机叶片选型提供参考依据,对于提高垂直轴风力机的功率特性具有一定的理论意义与工程应用价值。

基于Creo Parametric软件对密炼机啮合型转子的冷却结构优化分析

采用Creo Parametric软件建立密炼机啮合型转子的热分析模型,对转子的冷却结构进行优化分析。结果表明:“分体式+螺旋管道”冷却结构对转子有很好的冷却效果,分体式冷却结构可使转子的主体及凸棱冷却更均匀,螺旋管道冷却结构可以增大冷却水流面积和流速,冷却效果较好;与单螺旋冷却结构转子相比,双螺旋冷却结构转子的凸棱壁厚度和温度场分布更均匀,凸棱顶部最高温度较低。

一种新型罗茨真空泵转子型线研究与应用

提出了一种罗茨真空泵三叶直线圆弧型转子型线设计方法,给出了型线方程和针对ZJ-5000型罗茨真空泵转子型线的主要结构参数;对新型罗茨真空泵进行有限元分析,研究了其在不同进气压力下的抽气速率;基于该转子型线进行了实际产品生产,并与双叶转子罗茨泵的抽速和其他性能指标进行了对比。结果表明:新设计的三叶直线圆弧型转子型线具有容积效率高、曲线光滑过度、加工方便、定位准确、工作噪声低的特点,相对于两叶转子,其强度增强,能够承受更大的压差载荷,与传统三叶转子相比抽气效率得到了提高。

成型铣刀盘安装孔与刀杆间隙安装误差对螺杆转子型线的影响

在转子加工过程中存在各种影响转子型线加工精度的误差,大多研究都是针对中心距和安装角调整误差对转子加工的影响进行分析,但铣刀盘安装孔与螺杆铣床刀杆间隙引起的安装误差对转子型线造成的影响还有待研究。此安装误差可表现为刀盘几何轴线与回转轴线间的偏心、两轴线间的偏转、偏心与偏转的耦合三种形式,本文研究了三种形式的安装误差对转子型线的影响规律和影响大小,此研究结果对转子型线的精度分析与误差控制有一定的指导意义。

爪式真空泵新型齿轮爪式转子及其力学性能研究

爪式转子的型线设计是决定爪式真空泵性能的关键因素。齿轮爪式转子采用新型曲折型啮合结构,显著降低了传统曲爪转子存在的转子间泄漏,然而齿轮爪式转子型线上仍存在多个不光滑点,降低了力学性能。针对这一问题,文章提出了一种新型高密封椭圆弧型齿轮爪式转子,推导了该转子型线参数方程;分析了型线几何参数对爪泵相对余隙和容积利用率的影响,并与现有齿轮爪式转子进行对比;研究了新型转子的工作过程,对比分析了两种转子混合过程的余隙变化;对新型转子和现有齿轮爪式转子在工作过程中的应力和变形进行对比研究。研究结果表明:与现有齿轮爪式转子相比,新型转子的相对余隙减少10%以上,混合过程中的过压缩腔和膨胀腔减少,新型转子的吸气过程和混合过程中最大变形量分别减少10.11%和16.06%,极大改善了转子的性能。

基于NACA翼型的Savonius风力机叶型研究

阻力型垂直轴风力机由于其优越的环境适应性以及风向无关性等特征广泛运用于城市和乡村等低风速环境中。为提高阻力型垂直轴风力机的风能利用率,本文创新性的提出一种基于NACA翼型型线的Savonius风力机,并采用非定常数值模拟及翼型参数化研究了关键设计参数对风力机气动和流动特性的影响。结果表明:基于NACA翼型型线设计的Savonius风力机叶型不但提升了风力机的功率系数,还加宽了有效的工作范围;其中3040型风力机最佳功率系数为0.2357,高出传统Savonius风力机7.68%;基于NACA翼型的叶型能有效改善风力机流场,增大推动压差,减弱叶型分离涡,从而提高风力机的功率输出。

外侧壁破裂型老年股骨转子间骨折的治疗

2020年10月~2022年9月,山东中医药大学附属医院创伤骨科采用股骨近端防旋髓内钉(PFNA)联合大转子保护钢板治疗8例外侧壁破裂型老年股骨转子间骨折患者,疗效满意,报道如下。1材料与方法1.1病例资料本组8例,男4例,女4例,年龄71~90岁。左侧5例,右侧3例。

基于U型磁障转子永磁辅助磁阻电机参数化设计研究

针对U型磁障转子永磁辅助同步磁阻电机(PMA-SynRM),在定、转子设计方面进行研究。以设计的一台4极24槽小型PMA-SynRM为例,对比不同定子裂比、气隙长度下的电磁性能和转矩性能;提出U型磁障转子参数化设计模型及方法,研究U型磁障转子参数对PMA-SynRM交直轴电感差值、输出转矩、转矩脉动的影响。借助有限元分析法验证参数化设计分析合理性,发现利用参数化分析法对电机的电磁参数和转矩参数进行仿真分析时,转子的某一参数选取会出现最优值,可综合选取U型转子设计的最优方案,为同类型PMA-SynRM设计分析提供参考。

加长股骨近端防旋髓内钉治疗SeinsheimerⅤ型股骨转子下骨折的疗效

目的探讨加长股骨近端防旋髓内钉(PFNA)治疗SeinsheimerⅤ型股骨转子下骨折的临床疗效。方法回顾性分析2020年1月至2022年8月我院收治的采用闭合复位或有限切开钢丝捆绑联合加长PFNA治疗的21例SeinsheimerⅤ型股骨转子下骨折患者的临床资料。术后记录并评估患者骨折愈合情况、治疗效果、术后并发症情况及术后末次随访髋关节功能Harris评分。结果所有患者均随访6~12个月,骨折均愈合良好,无内固定物断裂、切割病例,无血管损伤病例,1例患者出现异位骨化。末次随访时髋关节功能:优15例、良4例、可2例,优良率90.48%。结论加长PFNA可以有效治疗SeinsheimerⅤ型股骨转子下骨折,闭合复位不理想时行微创钢丝环扎,具有创伤小、骨折愈合快、术后并发症少、髋关节功能恢复好等优点,值得临床推广应用。

一种新型带槽式Savonius叶轮参数多目标优化

为了提高Savonius型(S型)叶轮的捕能效率和消波效率,提出了一种新型的带导流槽结构的MBC型叶轮。通过数值模拟、试验测试及BP神经网络结合NSGA-Ⅱ的多目标优化算法优化MBC型叶轮的重叠率、间隙率、内外圆弧夹角、内圆弧半径、导流槽尺寸等5个参数,对比分析了最优MBC型、S型和MB型叶轮的性能表现。结果表明,相关性能的预测值与实际值的误差小于10%,验证了所建立的预测模型的性能良好,得到的最优参数为重叠率0.136、间隙率0.003、内外圆弧夹角5.23°、内圆弧半径41.42 mm、导流槽尺寸2.83 mm;最优MBC型叶轮相较于传统S型叶轮,捕能效率、消波效率分别提升了35.8%、11.0%。

回流型内燃波转子过渡段与燃料填充段耦合特性研究

为了在回流型内燃波转子进气过渡段内形成高质量的燃料分布,提出一种新型液态燃料喷注结构。采用数值模拟方法,模拟了不同喷油孔喷射位置与射流角度下液态燃料的填充效果,并结合液滴驻留时间、索太尔平均直径以及燃料分布不均匀度,分析了喷油孔喷射位置和射流角度对过渡段与燃料填充段耦合特性的影响规律。研究结果表明,喷射位置为40 mm和60 mm时,在进气过渡段出口截面可以形成相对均匀的燃料分布;增大射流角度后,弯管掺混区形成了较大尺度和较强强度的涡流,使得出口截面燃料分布更加均匀。

生物型人工股骨头在老年股骨转子间不稳定性骨折患者中的应用效果

目的:探究生物型人工股骨头在老年股骨转子间不稳定性骨折患者中的应用效果.方法:选择2021年2月—2022年10月天津市东丽医院诊治的69例老年股骨转子间不稳定性骨折患者作为研究对象,随机将其分为生物型组(n=35)与骨水泥型组(n=34).所有患者都进行人工股骨头置换术治疗,骨水泥型组采用骨水泥假体进行固定,生物型组采用生物型假体进行固定,对比2组预后疗效.结果:2组的手术时间、术中出血量对比,组间差异无统计学意义(P>0.05).生物型组的术后住院时间、术后下床活动时间均短于骨水泥型组,生物型组并发症发生率为2.86%,低于骨水泥型组的17.65%,组间差异有统计学意义(P<0.05).术后14 d,2组血小板聚集指数、血浆比黏度均较术前升高,但生物型组低于骨水泥型组,差异有统计学意义(P<0.05).术后3、6个月,生物型组的Harris髋关节功能量表评分均高于骨水泥型组,组间差异有统计学意义(P<0.05).结论:相对于骨水泥假体,生物型应用于老年股骨转子间不稳定性骨折患者中不会增加对患者的手术时间与术中出血量,且能促进患者康复,能够减少术后并发症的发生,改善血流动力学指标及髋关节功能.

时变负载下笼型电机转子断条故障诊断方法

针对时变负载下,笼型电机定子电流呈现出非平稳、非周期性,使得现有时变负载下的转子断条故障识别方法受电流基频调制影响而出现诊断失效的问题,提出了一种基于提格-凯撒能量算子(Teager-Kaiser energy operator,TKEO)的时变负载下笼型电机转子断条故障诊断方法。该方法采用TKEO提取电流信号的瞬时频率,以判断电机断条故障的严重程度。为验证该方法的有效性和优越性,通过实验获取不同健康状态和不同负载条件下的电流信号,并对其进行诊断。同时将分析结果与传统方法进行了多维度的比较。结果表明:该方法在时变负载下能够更准确地区分电机的健康状态,对负载扰动具有更强的鲁棒性,特别是轻载运行状态下,该方法的相对变化梯度数值差异相较于传统方法高4~6倍,此外,提取到的故障频率波动范围更集中在0~5 Hz之间。