抛雪风机的气固两相流场数值分析与结构优化

为探究抛雪风机在抛雪作业过程中内部流场的流动特性,揭示流场作用下雪的速度和浓度分布情况,优化风机结构,改善风机的抛雪性能,以自主研制的公铁两用除雪车为基础,利用CFD方法,建立了风机内部流场的气固两相流数值模型,对风机抛雪过程进行仿真研究。同时,对风机机壳形状、风扇叶片数以及叶片安装倾角等机构参数对气固两相流场和抛雪的影响进行了模拟分析与对比研究。结果表明:适当的机壳形状有利于改善流场的流动状况,提高抛雪能力;当风扇叶片安装倾角为0°、叶片数目为4时,风机内部流场流动情况更有利于积雪的抛送和减少能量的损耗。     

单头螺旋槽管的强化换热研究

对螺旋槽管强化换热机理进行了理论分析,并结合实验结果分析了管内雷诺数R e、槽深及螺距对螺旋槽管换热和阻力的影响.     

双三螺旋：创新与可持续发展

是否存在着第四个螺旋的问题已成为大学—产业—政府三螺旋争论的焦点之一。一些学者提出可以将劳动力、风险资本、公众等看做第四螺旋。劳动力和风险资本可以纳入创新三螺旋的支撑结构,但公众则需另当别论。公众可能积极支持创新活动的开展,也可能因创新会带来负面影响而反对和限制创新。无论如何第四螺旋的引入都可能导致原有的三方相互作用模式失去它的系统动力,需要一个更完善的模型兼并公众这个重要的维度,因而提出大学—公众—政府可持续发展三螺旋,作为创新三螺旋的补充,以在保持三螺旋动力的同时将公众因素纳入社会创新系统。     

带孔阵屏蔽腔电磁屏蔽特性的时域有限元分析

为了分析带孔阵屏蔽腔的电磁屏蔽性能,使用变分法推导了适用于内部辐射源情况下屏蔽腔屏蔽分析的时域有限元算法,并将集总电阻加入到时域有限元代码中用于消耗系统的能量和加快其衰减速度。计算了系统的传输功率以及3 m远处的电场值,并和测试结果及商业软件仿真结果进行了对比,结果吻合良好。基于频域结果分析了屏蔽腔不同谐振模式和工作频率对其屏蔽性能的影响。最后,将损耗材料加入屏蔽腔中降低其品质因数和谐振效应,时域有限元算法证明了该方法的有效性。     

粉体包装机密实输送螺杆的设计

针对粉体包装夹气、包装容器利用率低、难堆垛及运输不便等问题,提出了一种用来密实粉体的变螺距螺杆设计方案。根据粉体包装生产中粉体沿螺旋轴作复合空间运动的规律,为实现输送过程中粉体的密实,借鉴普通螺旋式输送器的设计原则和变螺距螺杆的设计方法,设计了具有变螺距密实功能段的螺杆,对螺距变化的输送螺杆的各设计参数进行计算与校核,并通过三维实体软件对螺杆进行实体建模。该设计方案满足了粉体密实输送包装要求,解决了粉体夹气问题,从而提高系统的包装效率。     

螺旋扭曲扁管管外传热性能数值模拟

为了研究螺旋扭曲扁管管外强化换热性能,采用周期性边界条件对螺旋扭曲扁管管外层流流动与换热性能进行 了数值模拟和理论分析,并且与圆管进行比较。通过建立不同规格的螺旋扭曲扁管换热器几何模型,得出螺旋扭曲扁管 的长短轴比a/b越大、螺距s越小,其管外传热性能就越好,强化传热综合性能评价因子就越大,与此同时,其流动阻力 也会增大。随着Re数的增大,强化传热综合性能增强,但趋势变缓。该研究结果对螺旋扭曲扁管换热器的设计有一定 的参考价值。     

r型槽与螺旋槽干式气体密封性能对比研究

为了改善螺旋槽干式气体端面密封性能,提出了一种由螺旋槽和圆弧槽组合的r型槽干式气体密封,并根据气体润滑理论建立了r型槽干式气体密封数值分析模型,定义了r型槽的主要几何结构参数,采用有限元方法求解雷诺方程,获得了端面气膜压力分布,分析了转速、压力对端面开启力、泄漏量等密封性能参数的影响规律,并与螺旋槽干式气体密封进行了对比研究。结果表明,r型槽干式气体密封中圆弧槽有回流作用,与螺旋槽干式气体密封相比有较小的泄漏量;r型槽干式气体密封更适用于低压高速场合。     

畜禽垃圾螺旋挤压脱水过程数值模拟研究

为探究畜禽垃圾在螺旋挤压脱水过程中压力与液相体积分数的变化情况，根据畜禽垃圾的处理需求，课题组设计了连续螺旋和间断螺旋2种结构的挤压螺杆。通过计算流体力学的方法，对不同工况下的畜禽垃圾的挤压过程进行数值计算，研究了影响挤压脱水效果的主要因素；并通过试验验证了数值计算的可靠性。结果表明：间断螺旋对挤压过程有良好的促进作用，畜禽垃圾螺旋挤压脱水主要影响因素影响程度由大到小次序为螺杆转速、入料液相体积分数和入料粒径。该研究可为后续螺旋挤压机挤压螺杆的结构优化提供参考。     

模态轮胎材料线性化建模及影响因素研究

试验数据表明,轮胎的结构模态与声腔模态耦合对车内噪声量级有显著影响,获得准确的3D轮胎有限元模型是整车路噪仿真研究的关键。在此情况下,为降低轮胎建模成本,提高轮胎建模效率,采用线性材料搭建轮胎3D有限元模型,结合试验测试与参数优化技术,对模型进行调校,并在轮胎有限元模型的基础上研究了轮胎模型的边界条件对轮胎模态的影响。结果表明:在50～220 Hz范围内,有限元分析结果与试验测试结果基本一致,且能反映轮胎结构模态与轮胎声腔模态的相互作用。     

三螺旋创新模式的理论探讨

基于非线性网状创新模型提出的“三螺旋场”和“三螺旋循环”概念进一步推进了三螺旋创新模式的理论研究。三螺旋场概念旨在解释在大学、产业和政府三股螺旋之间存在的相对独立和彼此作用的本质，说明三螺旋的生成原理、静态表现和动态演化特征。三螺旋的生成原理在于创新过程的非线性本质和多主体特征，静态表现为“内核外场模型”，而动态演化过程则在于纵向进化和横向循环。发生在三股螺旋之间的三螺旋循环揭示了在大学、产业和政府之间以人员、信息和产品流动为特征的相互作用和运行机制。     

螺旋槽丝锥几何参数对切削力的影响

螺旋槽丝锥结构复杂,刀具寿命较短,为了研究螺旋槽丝锥的切削性能,对螺旋槽丝锥进行受力分析,建立丝锥 的力学模型。用SolidWorks建立螺旋槽丝锥的三维模型,用仿真软件AdvantEdge FEM模拟螺旋槽丝锥攻丝过程;采用 正交试验法分析HSS-Co-PM ASP2030高速钢螺旋槽丝锥加工AISI-4/30合金结构钢时的切削性能;利用极差分析法研究 螺旋槽丝锥几何参数端面前角γp、切削锥角,kr、沟槽螺旋角w对切削力的影响。试验结果表明：沟槽螺旋角对切削力的 影响最大,其次是端面前角和切削锥角。螺旋槽丝锥加工合金结构钢取沟槽螺旋角35°,切削锥角12°,端面前角2°时切 削力最小,能有效提高刀具寿命     

螺栓设计参数对连接状态的影响及轴向力可视化方法研究

螺栓结构的连接状态与轴向力密切相关,而轴向力受多因素的影响,在拧紧或者松动过程中不断变化且无法做到无传感器实时监测。首先,基于螺栓的外螺纹轮廓方程,建立了精细化的螺栓有限元模型。其次,基于此模型研究了螺纹接触面摩擦因数、牙型角、螺距对于螺栓预紧过程及松动过程的影响规律。最后,关联松动角度和轴向力,结合深度学习目标检测算法,将螺栓的轴向力信息可视化。研究结果表明：在拧紧和松动过程中,螺栓轴向力实现了可观和可控,同时螺栓在预紧相同角度的情况下,其轴向力随着螺距和牙型角的增大而增加;其预紧力矩随着螺纹接触面摩擦因数和螺距的增大而变大,但会随着牙型角的增大而变小。     

三螺旋模式与知识经济

大学、产业与政府三者之间关系构成了一个三螺旋模型，可将此关系网络的新体制模型推广为三种选择环境如何相互作用的新进化模型。两种相互作用的选择机制能形成一个轨道，而三个选择环境则有望生成一种管理制度。通过新进化模型既可理解大学、产业与政府三者间关系的机构整合，又可理解财富创造、知识生产和立法等功能的不同。对于国家、部门和区域创新系统的说明便可以确切地阐述为一个实证问题：协同是否由关系网络的不同功能而产生？由此，该三螺旋模型使我们能在全球层次上，根据局部稳定（和潜在锁定）轨道之间的权衡，对比技术经济制度，研究某种经济的知识基础。     

高校教育精准扶贫模式探究——以华中农业大学精准扶贫建始县为例

教育扶贫是高校精准扶贫地方的主要路径。基于华中农业大学在建始县精准扶贫的实践所取得的成效及遇到的问题,通过对三螺旋理论进行了深化与拓展,构建了以产业为纽带,农户、企业、高校、政府四主体相互作用的四螺旋模型,探索各主体充分发挥优势,协同创新的作用机理,提出基于四螺旋模型的高校精准扶贫地方的新路径,即：找准农户致贫或返贫的原因;高校与政府联动,做好扶贫规划;高校与企业联动,抓好产业建设;加强高校、企业与地方政府联动,攻克难点问题;四主体联动,强化过程管理。     

螺旋刃球头模具铣刀刃磨技术的研究

通过对回转曲面上螺旋线的分析，建立起螺旋刃球头模具铣刀前后刀面的几何模型，根据啮合理论，推导出螺旋刃球头模具铣刀刃磨运动方程式，并结合机床的实际结构，将运动模型转化为机床的实际运动。     

涡发生器对矩形截面螺旋细通道内液体传热与熵产的影响

为探究湍流状态下涡发生器对矩形截面螺旋细通道传热与熵产的影响，课题组采用RNG κ ε湍流模型对内置5种不同涡发生器的螺旋细通道的传热和熵产进行了数值研究。选取的涡发生器结构为具有相同长宽高的矩形、棱形、椭圆形及2种放置方式不同的三角形。在热流密度300 kW/m和雷诺数Re 4 500~12 000的条件下，对内置不同涡发生器的螺旋细通道与光滑螺旋细通道的摩阻系数、努塞尔数、热阻和总熵产进行分析。结果表明：在研究的雷诺数范围内，5种加入涡发生器结构的通道内流体努塞尔数、摩阻系数均大于光滑通道，热阻均低于光滑通道；当Re<7 500时总熵产率均低于光滑通道，而7 500<Re<12 000时反之。几种涡发生器结构中矩形涡发生器结构能源利用率最佳。     

不同震级作用下的设备 结构动力相互作用体系地震反应分析

为研究是否考虑设备 结构动力相互作用在不同地震阶段的差别,对建筑结构中常见的设备 结构相互作用体系进行了小震、中震和大震阶段的地震时程反应分析。分析了不同震级作用下考虑相互作用后给结构与设备的地震反应带来的变化。结果表明：考虑设备 结构动力相互作用与不考虑相互作用相比,结构的地震反应有较明显的区别,设备的地震反应有很大的区别,处于完全失真的状态。大震阶段由于设备和结构均进入了弹塑性阶段,刚度等主要参数发生了变化,导致动力相互作用的影响降低。虽然设备质量占结构总地震质量的比例很小,但仍会对结构位移与内力造成较大的影响。     

考虑柔性和间隙的螺旋引纬机构仿真分析

为了提高引纬机构的稳定性和精度,将柔性构件和间隙的影响考虑在内,联合ANSYS和ADAMS建立螺旋引纬机构的刚柔耦合模型,通过ADAMS进行动力学仿真,在刚性系统和刚柔耦合系统中分别分析了旋转铰间隙对剑杆输出特性曲线的影响。在对仿真数据的观察中发现了相当比例的噪声信号,为了消除噪声信号的影响,利用统计学中上下四分位数和中位数来识别替换异常值;在综合考虑间隙和柔性构件的影响时,利用减噪后的加速度曲线与理想刚体系统下的数据的偏差值得到一个新的曲线,该曲线在固定区间内做高频波动,呈现出类似周期性声波信号的特点。结果表明旋转铰间隙是影响剑杆稳定性和精度的主要因素,柔性构件和间隙的综合作用产生了趋向于周期性的碰撞影响。依据研 究结果可以进一步对原刚体模型下设计的引纬机构进行优化设计。     

考虑设备不同作用位置的动力相互作用影响研究

为研究设备在结构顶层作用位置对设备-结构耦合体系动力相互作用的影响,设计了3个不同设备作用位置工况,建立了ANSYS有限元空间分析模型,对设备-结构相互作用体系进行了小震、中震和大震阶段的地震时程反应分析。分析了不同震级作用下设备作用位置引起的结构与设备的地震反应变化,并对比分析了楼面反应谱法与时程分析法下的设备地震作用。分析结果表明:设备在结构顶部楼层中位置的变化对设备-结构体系的影响,与结构输入地震波烈度和设备在结构楼层偏心大小密切相关,其影响随输入地震波烈度的增大而减小,随设备偏心增大而增大;楼面反应谱法下的设备动力计算偏于保守。     

达里厄垂直轴风力机叶片螺旋变异优化研究

针对传统达里厄( Darrieus)直叶片垂直轴风力机在运行过程中出现叶片动转矩周期波动性大,动转矩系数曲线 震荡剧烈,造成对风轮旋转主轴的强烈冲击及风力机功率输出不稳定等问题,文章提出对Darrieus垂直轴风力机传统直 叶片进行螺旋扭曲变异设计,以改善风力机叶片的动转矩输出性能。结合SolidWorks和MATLAB完成风力机模型的三 维参数化建模,在流体仿真软件FLUENT中完成模型的数值模拟仿真计算。通过螺旋扭曲角的单因素试验验证了变异 设计叶片输出的动转矩性能周期波动性降低,平均动转矩得到提高,并确定螺旋扭曲角的优化区间。文章构建了风力机 系统模型建立与仿真体系,采取螺旋扭曲变异设计,改善了风力机叶片输出的动转矩性能,初步确定合理的螺旋扭曲角 分布范围为：70°~ ll0°。