基于Simulink的航空发动机P_2压力测量装置的设计计算

在分析某型航空发动机P2压力测量装置原理的基础上,基于动态力学平衡方程、动态流量平衡方程,建立了P2压力测量装置的非线性模型;通过稳态点线性化方法,建立了动态线性模型;根据稳态平衡关系,提出了1种对P2压力测量装置中关键元件参数进行设计的计算方法;在Simulink平台上建立了P2压力测量装置的仿真模型,对所建模型和设计参数进行了性能仿真验证。

链式海底地震仪节点结构设计与试验

海底地震仪是一种重要的海洋地震观测设备。针对中国近岸浅海洋流噪声大和人类活动频繁的特点,提出链式地震观测方式并对链式海底地震仪节点进行机械结构设计。首先根据内部构件尺寸与布局对地震仪节点整体结构进行设计;然后通过理论计算与有限元仿真方式确定地震仪节点仓体的壳体厚度、端盖厚度和密封尺寸;最后通过压力试验验证所设计的地震仪节点结构的耐压和水密性能符合要求,通过地震观测对比试验验证其接收天然地震的能力。此链式海底地震仪未来将应用于浙江近海的实际地震观测,提供实时连续的地震观测数据。

基于CFD仿真的炮口制退器性能影响因素研究

目的 在降低火炮后坐力的同时,保证炮手区域超压和温度符合要求。方法 利用流体仿真软件进行炮口流场的数值模拟,对制退器性能影响因素进行仿真分析。根据分析结果,得到改进后的制退器模型,并进行仿真和试验对比。结果 加装侧孔外反射挡板和侧孔倾斜对制退器性能的影响较大,并随角度的变化而变化,加装吹孔能有效降低炮后超压和温度。改进后,制退器的效率提升8.33%,炮后超压值平均降低44.10 kPa,炮后温度值平均降低358.28 K。结论 改进后的制退器具有更高的制退效率以及较低的炮后超压值和温度值。

铁路长大隧道横向贯通精度预计仿真计算软件设计

目前隧道横向贯通精度预计方法仅考虑方向、距离观测误差的影响,而忽视平面控制测量过程中其他多源观测误差以及测量网形等因素的影响,其结果往往与实测结果偏差较大。为了准确高效地预计长大隧道横向贯通精度,首先全面分析洞内外控制测量与进洞联系测量中测角误差、测距误差、方位角误差与对中误差等对横向贯通误差预计结果的影响,再基于影响因素的分析结果,分别进行软件的需求分析、结构设计、功能设计与业务流程设计,利用计算机模拟仿真方法设计一套顾及多源观测误差影响的横向贯通精度预计仿真计算软件。经工程验证,该软件可获得综合影响下的横向贯通误差预计结果,并可应用于隧道平面控制测量方案的设计及优化。

超临界二氧化碳离心压缩机气动设计与性能分析研究进展

超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,SCO_(2))Brayton循环具有效率高、结构紧凑等优点,在能源动力系统中有着良好的应用前景。离心压缩机作为该循环系统的重要部件,因其运行范围广、单级压比大、效率高等优点同样在能源、动力及化工行业得到广泛的应用。气动设计与性能分析是所有压缩机工作的基础,其包含一维气动设计与分析及全三维CFD(computational fluid dynamics)数值分析等关键部分。相对于传统离心压缩机,近临界点特殊的工质物性为SCO_(2)离心压缩机设计与分析带来了新的挑战。通过对近期相关文献的探讨,综述了SCO_(2)离心压缩机的设计方法以及相关学者的性能分析实验,着重介绍了一维设计方法和三维流动分析中的影响因素,并在综合分析后提出了关于SCO_(2)离心压缩机的设计和性能分析的研究重点。

高速公路旁校园建筑立面声屏障设计

传统声屏障外观在降噪改造中往往显得突兀而单调,难以融入周边环境,有必要将建筑形式和景观需求相结合对声屏障形式进行一定设计。以广州市一高速公路旁某中小学为例,对校园室内外声环境现状进行实测分析,运用SoundPLAN软件对校园声环境现状进行模拟。在满足降噪效果的基础上,结合建筑立面形式和景观要求设计了3种立面声屏障,并利用Odeon Combined软件对不同设计形式的屏障进行模拟,探究其对教室内声环境的改善效果。研究表明,在门窗全开的情况下,不同形式的屏障降噪效果在5~9 dB(A)之间,对教室内语言传输指数(Speech Transmission Index,STI)的提升效果在0.09~0.15之间,能较好地缓解教室内声环境现状。

固体非氨基脱硝系统输送管道的设计计算

小试及工业试验结果表明,固体非氨基脱硝剂对NOx的脱除率较高,且不产生氨逃逸。固体非氨基脱硝剂工业应用的关键点是脱硝系统的管道设计,利用气力输送将脱硝剂颗粒由缓存料仓转料至仓式气力输送罐并喷射进入烟道,实现连续喷剂。本文基于稀相气力输送理论及经验公式,对脱硝系统输送管道的主要参数进行计算,并运用CPFD模拟软件进行模拟计算。模拟结果证明,设计得到的管道结构较为可靠。

绿色建筑声环境模拟计算及隔声外窗选型研究

当前,较多工程设计中的隔声外窗选型主要通过类比法确定,存在难以适应复杂多变的项目环境、数据过时或不精确、经济性差等不足。因此,文章以某商业办公建筑外窗选型为例,采用绿建斯维尔SEDU软件进行建筑环境噪声模拟计算,评估位于交通干线两侧区域内的建筑的环境噪声,然后采用INSUL隔声预测软件进行窗构件隔声性能模拟计算,定量比较不同层数、不同厚度、不同气体空腔厚度的玻璃构造的隔声量差异,同时,结合外窗的热工性能,最终实现适用、经济、合理的外窗选型。

顺酐及其配套正丁烷装置的热联合节能模拟优化

针对顺酐装置及轻烃制丙烷-异丁烷正构装置,在设计过程中进行了热联合系统的优化改造。根据轻烃分离塔(C4组分分离塔)操作温度较低、塔顶-塔底温度梯度小的特点,合理有效地利用顺酐装置副产的大量低温位(85℃)热水,从项目整体设计角度实现了装置间取冷与供热的互补,实现了1+1>2的效果。项目中E-510和E-202的能耗由优化前的58.61 kg标准油/t产品降低至19.54 kg标准油/t产品,C4分离塔再沸器和顺酐产品冷却器的节能效率达67%。

电力塔材运输车液压系统设计计算与仿真

为解决电力塔材运输问题,设计了一套电力塔材运输车液压系统,此系统以双闭式泵和一开式泵为动力基础,采用轮履复合式底盘液压驱动,对行走系统和功能系统进行了设计计算和液压元件选型,校核了选型参数可以满足使用要求。运用AMESim仿真软件对行走液压系统进行了建模仿真运算,仿真结果表明行走液压系统满足设计要求。

一种立根自动输送装置的设计

在陆地钻井作业中,有40%的时间用于管柱的处理,因此,研究设计了一种陆地立根自动输送装置。基于CAXA三维实体设计进行3D建模,并运用ANSYS有限元分析软件对主要结构作静力学分析,验证关键结构负载状态下的位移、应力、力等参数,探究其是否满足实际使用要求。通过ADAMS软件对立根输送装置上下钻过程进行动力学仿真得到关键点的位移、速度、加速度等参数,验证运行过程是否存在干涉。分析结果表明,装置结构刚度满足使用要求,运动过程符合工作要求。该立根输送装置通过将载有钻具的输送臂从地面提升至适合工人操作和吊卡吊取的位置,缩短钻杆输送周期、提高钻井效率、降低钻井工人的劳动强度。

基于基尔霍夫定律的虚拟仿真管网平差优化设计

为解决管网平差精度和可视化问题,基于基尔霍夫定律,构建“衔接矩阵”“环路矩阵”和“追溯矩阵”3个矩阵进行管网平差;以各环闭合差的绝对值之和最小为目标进行规划求解,从而得到高精度的平差结果,完成管网平差的优化设计.把平差的数学模型和约束条件在Labview的编程平台上进行可视化编程,开发出环状给水管网的水力计算的虚拟仿真软件,以直观地展示平差的结果和节点处的压力.仿真结果显示,管网平差的四环闭合差绝对值之和为2.041×10^(-10) m,表明闭合差控制在了精度范围内,而且远远小于管网平差精度要求.实际工况模拟显示,利用虚拟仿真技术模拟管网平差甚至事故校核等,均具有高效、高精度和直观的特点,可大大提高计算效率和准确性.

Influence of Surrounding Structures upon the Aerodynamic and Acoustic Performance of the Outdoor Unit of a Split Air-Conditioner

DC-inverter split air-conditioner is widely used in Chinese homes as a result of its high-efficiency and energy-saving. Recently, the researches on its outdoor unit have focused on the influence of surrounding structures upon the aerodynamic and acoustic performance, however they are only limited to the influence of a few parameters on the performance, and practical design of the unit requires more detailed parametric analysis. Three-dimensional computational fluid dynamics（CFD） and computational aerodynamic acoustics（CAA） simulation based on FLUENT solver is used to study the influence of surrounding structures upon the aforementioned properties of the unit. The flow rate and sound pressure level are predicted for different rotating speed, and agree well with the experimental results. The parametric influence of three main surrounding structures（i.e. the heat sink, the bell-mouth type shroud and the outlet grille） upon the aerodynamic performance of the unit is analyzed thoroughly. The results demonstrate that the tip vortex plays a major role in the flow fields near the blade tip and has a great effect on the flow field of the unit. The inlet ring＇s size and throat＇s depth of the bell-mouth type shroud, and the through-flow area and configuration of upwind and downwind sections of the outlet grille are the most important factors that affect the aerodynamic performance of the unit. Furthermore, two improved schemes against the existing prototype of the unit are developed, which both can significantly increase the flow rate more than 6 %（i.e. 100 m3·h～（-1）） at given rotating speeds. The inevitable increase of flow noise level when flow rate is increased and the advantage of keeping a lower rotating speed are also discussed. The presented work could be a useful guideline in designing the aerodynamic and acoustic performance of the split air-conditioner in engineering practice.

低温风洞液氮气动开关阀结构设计

为实现某低温风洞液氮喷射流量控制的快速响应,液氮开关阀需要安装在喷射排架内部并靠近喷嘴,因此要求液氮开关阀需耐低温且结构紧凑,以满足排架内的安装空间和快速响应要求。通过对低温阀门工作原理分析并结合排架内的安装空间及工况,提出了一体化液氮气动开关阀方案。该液氮气动开关阀采用双波纹管双活塞式结构,液氮作用于小活塞驱动阀门打开,氮气作用于大活塞驱动阀门关闭。本文完成了低温风洞气动开关阀的结构设计与仿真、波纹管及材料选型、传热及热应变分析等工作,并完成了样件的研制。结果表明:该液氮气动开关阀所采用的双波纹管结构能有效解决活塞气液两相间的密封问题,并将阀体与液氮管路相结合,满足了排架内的安装空间要求,实现了设计目的。

针对叶片泵噪音问题的仿真优化设计

首先利用Solidworks建模软件建立叶片泵的排气流道内部结构图,然后利用CFX和Virtual. Lab Acoustic软件从优化排气通道走向和采用消声结构两种方案对叶片泵进行降噪分析和结构优化设计,最后采用试验手段对仿真结果进行验证。结果表明:上述两种方法均可有效地降低叶片泵排气噪音,各有优劣,可根据叶片泵实际运用工况选择最优的降低噪音方式;采用消声结构方案的防返油间隙的直径为7 mm时,降低排气噪音的效果最佳。提供了降低叶片泵排气噪音的新思路,也对其他种类真空泵及类似结构产品的降噪提供了重要参考。

顺酐法制1,4-丁二醇的分离工艺研究

利用Aspen Plus工程软件对顺酐法制备的以1,4-丁二醇、四氢呋喃、γ-丁内酯、甲醇为主的加氢1,4-丁二醇粗产品精馏分离过程进行了模拟计算。加氢粗产品为极性非电解质溶液,且含有水,故选用NRTL活度系数模型作为物性方法。采用灵敏度分析法对各设备的操作条件进行了优化。结果表明,产品中1,4-丁二醇、四氢呋喃、γ-丁内酯的质量分数分别为99.6%、99.8%、99.6%,均大于工业合格品。

多涵道无人机设计及悬停性能数值仿真

针对无人机空中自主对接和组合飞行任务需求设计了6涵道螺旋桨无人机气动构型。运用数值模拟对该型无人机进行悬停工况气动特性研究,研究不同悬停转速下整机气动性能的变化,并在涵道环括工况下对螺旋桨进行气动优化。研究结果表明:螺旋桨是悬停升力的主要来源,随着转速变化,涵道升力始终占总升力的17%左右;阻力来自机体上表面和电机支架的迎风阻力,支架的阻力达到涵道螺旋桨总升力的10%;随着桨盘载荷提升,无人机功率载荷降低;涵道的存在影响了螺旋桨的滑流特性,造成桨盘平面轴向速度增加,截面翼型迎角变小,工作效率降低,经过合理调整其扭转角分布螺旋桨效率得到提升,拉力提高3.3%,效率提高2.9%。

C-X波段同轴磁控管互作用腔快速工程计算方法研究

本文旨在探索一种可快速实现C-X波段同轴磁控管技术指标的设计方法,即通过《磁控管设计手册》工程计算和计算机PIC粒子仿真设计两种方法复算某C波段250 kW同轴磁控管,对比分析两种计算方法的结构参数,总结基于手册工程计算得到的结构参数的优化调整方向,结合本征模求解精确计算外腔TE 011模频点等措施,以达到提高同轴磁控管设计效率的目的。基于本文研究的同轴磁控管设计方法,开展了X波段500 kW同轴磁控管的初始结构设计工作,通过有序的结构参数调整,在较短的时间周期内实现了输出功率、工作频点均满足设计要求的π模稳定工作的计算仿真方案,初步验证了本文研究的同轴磁控管互作用腔设计方法的可行性。

基于桩筏基础的大型浅埋地下结构抗浮性能研究

随着地下工程的发展,抗浮问题成为了地下建筑的一个重点研究的问题,尤其对于大型浅埋地下结构更是需要重点考虑和解决的问题。本文以北京市通州城市副中心“城市绿心三大公共建筑共享配套设施2标”为工程背景,研究区域为典型的大型浅埋地下结构建筑,采用理论计算结合数值模拟相结合的方法,开展了以“混凝土灌注桩-大型筏板”为基础形式的地下结构抗浮性能研究。根据工程经验和现场特点,针对抗浮性能的研究选取了桩长、桩距、桩数等影响因素,分析了不同桩长、桩距、桩数对结构抗浮性能的影响。研究表明:1)在抗浮设计中,不能一昧增加桩长来提高抗浮力;2)桩距为3~4d时,能发挥最大的抗浮效果;3)桩数过多或过少,都会导致抗拔效果的减弱。

考虑气泡非均匀耗散的矩形反应器声流场数值模拟及结构优化

声流效应能够有效强化声反应器内的传质过程,大型声反应器中声流驱动力主要来源于声波非线性耗散。以大型壁面式声反应器作为研究对象,采用考虑气泡非均匀分布的非线性声学模型预测声场,耦合声体积力求解三维声流场分布,通过粒子图像测速技术验证模型准确性,研究了超声功率、反应器宽度和液位高度对声流效应的影响规律。结果表明,提高超声功率能够显著提升声流效果,但密集的空化气泡会产生强烈的耗散,导致空化能量的转化率降低;狭窄空间严重阻碍声流发展,反应器空间过于宽阔无益于扩大高流速区域,反而会降低整体的声流强化性能,变化曲线表明40 kHz、60 W驱动条件下能达到最优声流效果的最佳响应宽度和高度分别在200 mm和100 mm左右。