销连接受力特性的数值仿真

为得到耳板和销轴的真实受力状态和一些接触受力特性，对比考虑接触应力的非线性理论分析结果和有限元软件ANSYS仿真分析结果，然后分析不同的销轴直径对耳板应力产生的影响，随着销轴直径的减小空隙的增大，接触压力值和最大拉力值都在增加，呈上升趋势，压力值增加的幅度远大于拉力值。     

基于FLUENT的三偏心蝶阀数值仿真及结构优化

为了改善三偏心蝶阀的流通性能,课题组应用计算流体动力学技术,建立了三偏心蝶阀的数学模型。借助数学模型对三偏心蝶阀进行了流场模拟,获得了蝶阀内部压力和速度的分布情况,并且通过计算获得了蝶阀的流量系数和流阻系数;分析了蝶阀的3个偏心值对流量系数和流阻系数的影响。研究结果表明轴向偏心对于蝶阀的流通性能影响较小,其流通性能主要受到径向偏心和角偏心的影响。通过正交试验法对3个偏心值进行了优化,获得了蝶阀的最佳3个偏心值的组合方案,该方案增加了流量系数,降低了流阻系数,提高了蝶阀的流通性能。     

低压旋流喷嘴流场特性的数值仿真分析

针对以水为单介质流体的螺旋旋流雾化喷嘴的流场特性,采用VOF方法,建立了低压旋流喷嘴内流场的三维流动数学模型。通过改变旋流喷嘴的螺旋体长度、入口槽道截面积、螺旋升角、螺旋槽形状、旋流室内锥角等不同的结构参数,对雾化喷嘴的压力场、速度场进行数值分析仿真,得到了螺旋旋流雾化喷嘴的结构参数对流场特性的影响规律。研究结果对低压旋流喷嘴的设计与开发具有指导意义。     

基于模糊PID控制的空气弹簧振动特性研究

针对在粗糙路面行驶时空气弹簧座椅舒适性较差的情况,采用模糊PID控制策略,以人体加速度误差和误差变化率作为输入量,以空气弹簧控制力作为输出量,设计了模糊PID控制器。为验证控制效果,与ADAMS建立的整车模型进行联合仿真,并与被动空气弹簧座椅进行对比分析。仿真结果表明,采用模糊PID控制的座椅系统减振效果得到了进一步改善,提高了人体振动舒适性。     

微小卫星模块化结构的动力特性仿真分析

基于微小卫星模块化结构的特点，利用有限元软件ANSYS的梁和壳单元组合，建立应用于动态特性分析的有限元模型，通过10层相似结构的模块模态仿真分析，了解其结构动力特性，确定结构固有频率及振动的薄弱部位，为微小卫星结构优化设计、避免发生共振提供参考资料。     

基于CFD的仿生机器鱼数值仿真分析

以鱼类作为仿生对象,进行水下无人载具和水下机器人设计日益受到科研工作者的关注.但对鱼类在具体流体的游动的仿真模拟还比较少.本文通过建立仿金枪鱼模型,并利用计算流体动力学方法对金枪鱼在海洋环境中的游动进行仿真.着重分析机器鱼表面压强,湍流动能,周围流体流速等流动性能指标,并对机器鱼在不同航速下的压强和湍流动能的变化趋势进行了初步研究,为今后机器鱼的形状设计提供参考.     

基于FLUENT的大气喷射器工作性能数值仿真研究

影响大气喷射器工作性能的因素非常多,诸如它的几何尺寸和几何变形,工作流体的性质,真空泵的抽气能力,投入使用时的压强工况,运行过程中的温度工况等等。本文利用数值模拟的方法,借助FLUENT软件,研究大气喷射器投入使用时的压强工况对其工作性能的影响。研究表明:1)随着引射流体入口压强的逐步增大,凝汽器的真空度逐渐下降,引射系数逐渐变大;2)混合流体出口压强在10KPa到13KPa变化时,引射系数基本保持定值,3)随着混合流体出口压强的逐步增大,扩压管喉部后方的激波逐步减弱,且最佳混合流体出口压强应保持在13KPa。     

基于多核计算的雷达并行仿真结构

针对顺序仿真结构下回波生成与信号处理环节软件仿真速度慢等瓶颈问题,提出一种基于多核处理器共享内存的多数据链路计算模型,通过构建多数据链路并行仿真的方法提升软件仿真效率。根据同一调度间隔内各雷达事件相互独立的特性,从数据划分、任务分配、时间同步及负载监测与度量等层面上进行阐述。仿真结果表明,该方法与传统的雷达串行仿真相比,数据帧处理平均时间可以降低37.5%,数据帧处理加速比曲线表现出良好的仿真加速特性,大大缩减雷达系统仿真时间。     

基于FLUENT的大气喷射器工作性能数值仿真研究

影响大气喷射器工作性能的因素非常多．诸如它的几何尺寸和几何变形．工作流体的性质,真空泵的抽气能力．投入使用时的压强工况,运行过程中的温度工况等等．本文利用数值模拟的方法,借助FLUENT软件,研究大气喷射器投入使用时的压强工况对其工作性能的影响．研究表明：1）随着引射流体入口压强的逐步增大,凝汽器的真空度逐渐下降,引射系数逐渐变大;2）混合流体出口压强在10kPa到13kPa变化时．引射系数基本保持定值;3）随着混合流体出口压强的逐步增大,扩压管喉部后方的激波逐步减弱,且最佳混合流体出口压强应保持在13kPa．     

耦合腔慢波结构热特性仿真环境的设计

针对行波管慢波结构热分析的必要性,介绍了耦合腔慢波结构的热产生机理,结合ANSYS软件设计了可对不同类型的耦合腔慢波结构进行热特性分析的专用仿真环境。利用该仿真环境,用户可以在不掌握ANSYS软件使用方法的情况下对耦合腔行波管慢波结构的热特性进行模拟计算。     

基于半边结构的膜组织触觉仿真

针对一类可以用面模型表示的软组织,提出一种基于半边数据结构和AABBs(Aligned Ax-is Bounding Boxes)树结构混合的碰撞检测响应方法,以适应触觉反馈计算的高帧率要求。触觉反馈即包含粘弹性反馈力,又包括用修改的滞滑摩擦模型表示的膜软组织的粘滞性摩擦效果。软组织变形基于简单的质点弹簧模型建模。实验表明,提出的方法比单一的使用AABBs树结构方法效率较高,使用PHANTON力反馈设备可以清楚感受到粘滞性摩擦效果。这些方法将是建立白内障虚拟手术仿真器的基础。     

基于遗传算法的导弹弹射内弹道参数优化数值仿真

为了正确研究导弹弹射过程中火药燃烧、物质流动、能量转换以及导弹运动的规律,需要建立弹射内弹道数学模型并进行数值仿真求解,对内弹道模型参数的优化是建立内弹道模型的重要部分。应用遗传算法建立了一种内弹道模型参数优化的计算方法,完成了对5个待定参数的寻优计算。优化目标为理论计算值与实验值的吻合程度。实验结果表明:优化后的参数可以有效提高内弹道数学模型的精度和可预见性,从而验证了将遗传算法应用到内弹道参数优化中的可行性和有效性,为正确地仿真导弹弹射过程和精确计算导弹飞行轨迹提供了理论依据。     

基于静动态特性的数控带锯床仿真与优化

针对某型号带锯床在锯切材料过程中存在着振动较大等问题,对其动静态特性进行仿真研究。通过对该带锯床整机锯架部位的受力平衡分析,确定了双立柱式为该带锯床最合理的布置方式。利用专业有限元分析软件对该带锯床进行了模态以及谐响应分析,得到该带锯床的主要振型以及整机由于激励的作用而造成的响应,据此对该带锯床进行了优化设计。结果表明：该型号带锯床的单立柱结构布局方式需重新设计为双立柱式;该带锯床一阶频率较低,需对其进行优化设计;优化后的带锯床性能优于改进前的带锯床。大部分带锯床均可采用文中针对该型号带锯床的静动态特性进行分析与研究的方法来提高其抗振性能,最终达到提高锯切效率和锯切精度的目的。课题组的研究成果在工程上具有比较高的应用价值。     

基于CFD的蒸气箱分区结构流场数值模拟

针对蒸气箱在开发改进过程中,缺少对内部蒸气流动特性的理论分析和有效开发手段而过于依赖设计经验的问 题,建立了基于计算流体动力学( CFD)的蒸气可压缩流动模型,采用了FLUENT的SST k-ω模型对蒸气箱内部分区结构 进行蒸气流动数值模拟：改变不同的输入条件,探索了蒸气箱内部的缓冲区、阻流区、主流区和扩散板等结构对蒸气喷射 稳定性、均匀性和热量损失的影响。研究表明：缓冲区与阻流区阶梯连接会产生较强的蒸气湍流,迅速降低喷射速度;阻 流板在降低流速,分散蒸气流动的同时,加剧蒸气湍流,影响蒸气输出速度和流量分布;扩散孔的形状分布直接影响了蒸 气喷射速度、流量和加热区域均匀蒸气层的形成     

基于UDFs程序的先导式截止阀启闭特性数值分析

先导式截止阀利用液体流动产生的压差作为阀门开启的动力,具有反应时间短、能耗低的优点,然而对于开启时间长短以及开启后产生压差的大小,目前仍缺乏理论研究。文章通过编制UDFs程序,实现了压差的测量,并利用压差的大小,控制阀芯的运动,模拟出阀门的开启过程,得出了开启时间的数值解,为进行阀门系统的分析提供了数值方法。通过对阀门流场的分析,指出了本阀门的主要阻力损失区域,为阀门进一步的优化设计提供了理论依据。     

基于MATLAB仿真的旁路节流调速系统动态特性研究

旁路节流调速系统是液压系统不可缺少的一部分,为了更好地了解其系统性能,我们往往对其进行动态特性分析。一般是采用传递函数法建立系统数学模型,但这种方法不但复杂,而且效果不佳。文章采用功率键合图法建立系统数学模型,并利用MATLAB软件进行快速而准确的数字仿真,探讨系统参数对其性能的影响,对研究系统的性能和设计改进具有积极的作用。     

基于Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型的先导式溢流阀动态特性仿真方法

以三节同心溢流阀为例研究先导式溢流阀动态特性的仿真方法,首先以反推（用ｐ 求 ｑ）法求解溢流阀静态特性方程组,计算出溢流阀工作点结构参数,然后以溢流阀动态特性方程 组构建了Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型。通过仿真得到了以流量为阶跃输入信号、以响应压力为输出信号的理 论曲线。仿真结果表明溢流阀动态响应特性的决定因素不是阀芯和弹簧构成的二阶环节,而是 主阀上、下腔的液容容积和固定阻尼器直径。上腔容积主要决定响应曲线的超调量,下腔容积 主要决定响应曲线的时间;在仅减小固定阻尼器直径其它参数不变的情况下,超调量 Ｍｐ 降低和 调整时间ｔｓ 延长。实验结果证明,结构参数模型法仿真曲线和实验结果曲线基本一致,为液压 系统性能研究提供了可行方法。     

多级离心压缩机级间静止部件气动特性与旋涡结构的数值研究

通过CFD技术对某型多级离心压缩机内的流动进行了数值模拟,重点研究了多级离心压缩机级间装置如回流器、两类弯道内气动特点及其旋涡结构的特征,旨在揭示气流经弯道与回流器后气动参数的变化规律.结果表明,不同位置的弯道对流动的影响是截然不同的.由于这些静止部件对流体的扰动,使次级动叶的进口来流工况点偏离设计值,易于造成整机气动性能的下降.因此,多级压缩机的动叶设计应对来流的不均匀性加以充分考虑.     

基于非线性约束的涡轮压缩机滑模变结构PI控制仿真研究

为了使燃料电池堆化学反应更加充分,提高发电效率,根据涡轮压缩机驱动原理建立燃料电池堆的涡轮压缩系统模型。基于永磁同步电机驱动数学模型定义控制参数变量,使用高速涡轮压缩机和机电阀控制燃料电池系统中的空气质量流量和压力。针对传统PI控制器进行改进,提出了一种可在不同控制结构上改装的变结构抗饱和策略,设计涡轮压缩机滑模变结构PI控制器。采用Matlab软件对空气质量流量和压力跟踪误差进行仿真,与传统PI控制方法进行对比。结果显示:与PI控制方法相比,涡轮压缩系统采用滑模变结构PI控制方法,空气质量流量和压力跟踪误差较小,控制系统相对稳定。采用滑模变结构PI控制方法,能够提高控制系统的响应速度和跟踪精度,提高燃料电池发电效率。     

基于CFD的锥形散射器强化清灰特性数值模拟及优化

针对外滤式滤筒除尘器作业时,尘粒附着在滤料表面,导致过滤效率低、系统阻力高等问题,课题组提出加装锥形散射器,辅助提升压缩气体喷吹压力,干扰流场实现清灰;并采用计算流体力学数值方法对除尘器清灰过程的流场进行模拟。研究结果表明：无散射器的喷吹清灰过程中,滤筒上、中、下的侧壁正压峰值随着喷吹距离的变化,无明显规律呈现;加装锥形散射器后,3个测点位置的侧壁正压峰值呈现出规律变化,随着喷吹距离增加,压力先提升后降低。对散射器顶点距入口距离、底面直径和高度3个因素进行了优化设计,得出最佳结构参数为：散射器顶点距入口10 mm,散射器底面直径60 mm,散射器高度40 mm。