负重型外骨骼机器人液压阀块流道的流场分析及优化

为了研究负重型外骨骼液压动力单元温升及噪声过大的问题,利用ANSYS Fluent软件对负重型外骨骼液压阀块内部流道主要组成部分Z型流道和交叉流道进行计算流体动力学仿真,分别设计了5组不同尺寸的仿真试验,分析不同流道尺寸下流体速度稳定性与压力损失变化情况. 仿真试验表明,对于流道直径为5 mm的外骨骼动力单元液压阀块交叉流道压力损失随着进出口流道偏心距的增大而增大,流体速度在偏心距为 1.25 mm时稳定性最好;Z型流道压力损失在进出口流道之间的距离为 17 mm时达到最小,流体速度随着该距离的增大其稳定性上升. 优化过后的样机试验表明,液压阀块最大温度下降了3.3 ℃,最大噪声下降了7.6 dB.      

固液分离过滤器流场的数值模拟与分析

采用计算流体动力学（简称CFD）方法对过滤器的过滤单元——滤柱内的流场进行了模拟和分析,并改变边界条件和模型的结构,分析了其对流场的影响．结果表明,减小入口水流速度有利于颗粒在滤柱表面的均匀沉积;将出水口设置到罐体最上部,可以基本消除滤柱内的死水区,同时也增大了有效过滤面积,提高了过滤效率．     

基于分段控制的MMPC排气管段几何建模方法

MMPC系统排气歧管出口形状与入口形状有较大差异。为降低歧管内的流动损失,需要入口形状沿歧管轴线平滑过渡到出口形状,确定歧管截面形状沿歧管轴线的分布规律是实现平滑过渡的前提。给出一种基于分段控制的MMPC排气歧管几何建模方法,建立对出口、入口形状近似程度不同的一组截面,通过各截面在扫描路径上的位置变化,控制MMPC排气歧管段的平滑过渡,为MMPC排气管段的优化设计建立基础。     

下穿高速公路结构顶进施工方案和数值分析

详细介绍了不中断交通的高速公路下大型框架结构顶进施工方案,内容包括长大管棚打设、箱涵顶进施工技术和要求。相应的数值建模和分析表明:由于开挖、顶进使三个典型断面上方路面沉降最大发生在箱涵顶进入口附近,其次是出口附近,最小为箱涵顶进的中间位置,因此在箱涵进、出口10m范围内更应做好管棚护顶和箱涵基础的加固。     

反吹式吸嘴流场数值分析及吸尘效率研究

为提高扫路车的吸尘效率,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)技术对反吹式吸嘴流场进行计算,分析结构参数对吸尘效果的影响规律,并结合气固两相流动模型对优化后模型的吸尘效率进行计算.研究表明:吸尘口的直径不大于反吹式吸嘴宽度的 0.47 倍、倾角不大于105时,分别增大吸尘口直径和倾斜角度,均可提高吸尘效率;反吹式吸嘴近地面气流速度大且方向紧贴地面,不存在气流外泄造成的二次污染;车速由 5 km/h 提高到15 km/h 时,总除尘效率下降了27%,其中 45 m 粒径颗粒的分级除尘效率下降了 9%,152 m 粒径颗粒的分级除尘效率下降了 33%.      

轨道车辆内部压力与车体气密性、外部压力的关系

采用理论分析、数值计算与模型试验相结合的方法, 研究了轨道车辆车体气密性评价指标体系, 并采用泄压时间或等效泄压孔面积表达车体气密性; 给出了车外瞬态压力向车内传递的规律, 得到了车内压力与进出车体空气流量理论关系式; 采用大刚度车体模型研究了车内压力与车体气密性、车外压力变化关系, 设计了带有泄压孔的大刚度车体模型, 得出车体泄压孔半径与泄压时间的关系式, 并将5种不同泄压时间的大刚度车体模型先后置于交变压力模拟试验台密闭室中进行试验, 分析了试验数据。分析结果表明: 当车体空气进出口体积流量恒定时, 车内压力随时间呈线性关系变化; 当车体空气进出口流量为关于时间的函数时, 车内压力为车体空气进出口流量关于时间的积分; 不同泄压孔径车体模型的试验和计算泄压时间误差绝对值不超过6.5%, 说明通过数值计算拟合的泄压时间和泄压孔半径关系式基本正确; 车体气密性与车内压力变化率基本呈幂函数关系变化; 车内压力变化率与车外压力幅值基本呈线性关系变化; 得到了大刚度车体模型车内空气压力变化率与车体气密性、车内外压力幅值关系式, 为制定科学、合理的轨道车辆车体气密性指标提供了理论支撑。      

翔安海底隧道运营环境及污染物分布规律

为了明确城市海底公路隧道内环境参数和污染物的分布规律，针对厦门翔安海底隧道运营通风效果进行了现场测试，获取了交通高峰期和非高峰期两个时段隧道内气压、温湿度、风速、CO、NO₂和PM浓度的分布规律，结合一维扩散理论和Fluent组分输运模型研究了海底公路隧道内环境参数和污染物随交通流的分布规律. 研究结果表明:（1） 交通高峰期时段，温度沿车流方向逐渐升高，出口处达到最高温度36 ℃；湿度沿车流方向逐渐降低，入口处最大湿度为94%；CO、NO₂和PM浓度随车流方向逐渐升高，在出口处达到最大，最大浓度分别为21.00 ppm、3.73 ppm和1.76 mg/m3，V型坡坡底处PM浓度也较高（2.03 mg/m3）；根据烟尘质量浓度与消光系数的转换公式得到出口处和V型坡坡底处的消光系数分别为0.008 3 m?1和0.009 5 m?1，NO₂和PM浓度超过了规范值.（2） 非交通高峰期NO₂最大浓度为1.68 ppm，出口处和V型坡坡底处的消光系数分别为0.006 9 m?1和0.007 7 m?1，出口处NO₂浓度和坡底处消光系数超过了规范值.      

Effect of Header Configuration on Refrigerant Distribution in Parallel Flow Microchannel Evaporators

The refrigerant flow distribution in the parallel flow microchannel evaporators is experimentally investigated to study the effect of header configuration.Six different configurations are tested in the same evaporator by installing insertion device and partition plate in the header to ensure the consistency of the other structure parameters.The results show that the uniformity of refrigerant flow distribution and the heat transfer rate are greatly improved by reducing the sectional area of header.The heat transfer rate can increase by 67.93% by reducing the sectional area of both inlet and outlet headers.The uniformity of refrigerant flow distribution and the heat transfer rate become worse after installing the partition plate in the insertion devices and changing the inner structure of the header further.     

汽车交流发电机端盖栅格对其气动噪声和温度特性的综合影响

为了同步提高目前新能源汽车发电机的气动噪声性能和散热效果，满足更严苛的噪声、振动与声振粗糙度需求，以某型汽车交流发电机为研究对象，基于台架试验和数值仿真方法探究端盖栅格对气动噪声和温度场分布的综合影响规律；基于五点法获得了噪声声压级分布，基于多热电偶测点获得了关键部件的温度分布，基于计算流体动力学仿真软件和电磁场Maxwell仿真软件获得了发电机内部的流场、声场和温度场分布，采用试验结果验证数值计算模型的正确性；在分析原始发电机气动噪声特性和温度场特性的基础上，设计了具有不同倾角的端盖栅格侧壁以降低冷却气流冲击的动能损失，探讨了端盖栅格倾角和扇叶气流出口角的合理匹配，并基于牛顿冷却理论研究了波状端盖栅格对增加换热表面面积和降低气动噪声的影响。研究结果表明:端盖栅格结构对气动噪声有较大贡献，同时也对冷却效果产生显著影响；端盖栅格侧壁倾斜40°时能够和扇叶气流出口角更合理地匹配，有效减少冷却气流冲击的能量损失，三相定子绕组最高温度降低9.63 K，12阶次气动噪声降低3 dB(A)以上；波纹状端盖栅格增加对流换热面积和气流速度的同时降低了气动冲击作用，使得端盖散热量增加7.72 W，定子铁芯、端盖和三相定子绕组温度分别降低了5.12、4.94和5.29 K，栅格对涡流的改善以及气流对栅格的冲击削弱使12和24阶次气动噪声降低3 dB(A)以上。      

扩张室压力脉动衰减器声传播的有效性

为了研究平面波截止频带内，进、出口偏置型扩张室压力脉动衰减器结构参数对其一维解析法计算精度的影响，基于面积突变处高阶模态的耗散效应，对两类偏置型扩张室一维解析法的有效性进行了分析. 首先，截止频率范围内双调谐内插管扩张室一维解析法的计算结果与实验测量结果吻合良好，证明了该方法应用于液压脉动衰减器是可行的；其次，将广泛应用于气体消声系统的两类进、出口偏置型扩张室结构（结构1和结构2）引入液压系统，制成相应的压力脉动衰减器，并利用一维解析法和三维有限元法分别得到其理论计算值；最后，以扩张室腔室内部存在局部非平面波效应为背景，研究了内插管插入深度、偏心距以及偏转角对一维解析法有效性的影响. 研究结果表明:结构1、2偏心距为40 mm、偏转角180°时，进、出口内插管插入深度对5000 Hz频带内（截止频率5469 Hz）高频区域的传递损失影响较大；而当结构1、2的内插管插入深度选定时，偏心距以及偏转角对0～4000 Hz一维解析法计算精度的影响可忽略不计，而在4000～5000 Hz研究频带内，这种影响则不可忽略.      

PEM燃料电池阴极三维数学模型的建立与计算

建立了蛇形流场和点状流场的阴极三维数学模型，通过耦合求解质量守恒方程、动量守恒方程、Darcy方程和多组分气相扩散的Stefan—Maxwell方程，计算出两种不同流场阴极的催化层与扩散层交界面的O2和H2O浓度的分布、扩散层中间的气体速度分布．通过实验比较蛇形流场和点状流场的单电池性能．     

车用催化转化器内流场及结构优化分析

催化转化器是目前最有效的汽车排放控制装置,利用计算流体动力学CFD方法,建立某款汽油车催化转化器的三维内流动数学模型,对催化转化器内的流动特性进行了稳态流动数值模拟,研究分析催化转化器入口管角度及载体结构样式对其内速度场、温度场、压力场等特性的影响,以指导催化转化器的结构设计.结果表明30.入口管和球形端面载体结构是较...     

全压式交变机的设计与试验

由于目前活塞往复式交变试验机无法对气体介质压力仪表、真空仪表、正负压压力仪表及差压类压力仪表在静压环境下进行交变试验,设计了能在上述环境下进行交变试验的全压式交变机. 首先按照一般压力表、精密压力表和数字压力计型评大纲中对交变试验要求的上限、下限、频率和次数等参数进行分析;其次通过对可产生正弦压力波的发生装置进行选型,通过计数器采集正弦波频率,并控制进气电磁阀在规定的交变次数内试验自动停止. 样机试验结果表明:通过可控进、出气电磁阀产生的压力正弦波上限、下限和频率范围覆盖型评大纲要求的范围,上、下限控制误差不大于0.3%;通过可控进、出气流量阀控制的交变频率误差为型评大纲要求的不大于 ± 5次/min;计数模块统计次数与实际试验次数一致.      

水冷型质子交换膜燃料电池温度控制策略

为了解决传统温度控制策略在质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)电堆实际操作过程中存在的强耦合性,避免在电堆电流大幅加载时电堆内部出现短时高温,提出了一种基于电堆空气入口压力变化的改进温度控制策略.该策略以冷却水入口压力为调节目标,通过调节冷却水泵的转速控制冷却水流速,调节散热器风扇转速控制电堆冷却水入口温度.考虑电堆极板耐压的条件下,在自主搭建的多功能PEMFC测试平台上对传统控制策略与改进控制策略做了实验对比.结果表明,改进温度控制策略使冷却水入口温度最大超调量减小34.7%,冷却水出入口最大温度偏差减小17.8%,实现了较高的控制精度;电流从120 A降低到90 A时,调整时间最少缩短100 s,提高了系统的响应速度,满足燃料电池发电系统对温度控制的需求.      

微通道气液柱塞流头部流场三维实验研究

为研究微通道气液柱塞流三维流场特性,采用三维Micro PIV技术对微通道气液柱塞流进行实验研究,通过处理分析柱塞流图像,获得气泡前部区域的示踪颗粒分布图和三维速度分布图.研究结果表明:在气泡前部区域存在两个对称的方向相反的漩涡;在气柱头部附近区域,流体以较大速度沿着气柱表面流动;在远离气柱头部的区域,与单相流有类似的抛物线速度分布;在气液界面和壁面之间的流体运动复杂,有可能流向气液界面,也有可能流向壁面,气液界面近似为刚性.      

对称型多输出齿轮马达的泄漏分析与容积效率

为了研究对称型多输出齿轮马达的泄漏与容积效率，通过对称型多输出齿轮马达的内部结构计算出内外马达不同连接方式下的几何排量，分析了马达的主要泄漏途径，通过建立泄漏的数学模型归纳不同连接下泄漏的一般表达式；同时搭建试验平台测试对称型多输出齿轮马达的容积效率. 研究结果表明:当马达的进出口压力由0.9 MPa增加至5.9 MPa时，内马达工作时容积效率由94.2%下降至80.2%，外马达容积效率由92.5%下降至73.6%，内外马达同时工作时容积效率由88.8%下降至63.2%，差动连接时容积效率由86.0%下降至62.7%；当进出口压差为5.9 MPa时，内马达单独工作容积效率最高为80.2%，差动连接下马达的容积效率最低为62.7%.      

地铁车辆辅助变流器的气动噪声研究

为了解决地铁车辆辅助变流器噪声超标1.5 dB（A）的问题,基于数值模拟和噪声测试相结合的方法,对辅助变流器的气动噪声特性进行了分析. 首先通过大涡模拟计算辅助变流器的气动噪声源,然后基于声类比法计算气动噪声源在流道和外部空间的声传播,最后分析风机与流道的涡流和噪声分布云图,对比各测点声压级频谱仿真和试验结果的变化趋势. 研究结果表明:在距离出风口0.4 m处仿真和试验的峰值频率均为290 Hz,量值仅相差5%,说明仿真方法正确可行;风机进口速度不均匀度过大、风机叶片涡流过多是导致风机噪声过大的原因;通过在风机进口增加方形整流网,改善了风机进口速度不均匀度,减少了风机叶片涡流,实现相同测点总声压级降低2.5 dB（A）.      

运输过程对结构混凝土耐久性能影响

研究了运输过程对结构混凝土拌合物工作性能、配合比符合性、力学性能、耐久性能（碳化、抗氯离子渗透）等的影响。研究表明拌和楼出口、搅拌车出口、泵口等取样点混凝土配合比分析结果与设计配合比有一定误差,不同取样点混凝土抗压强度、各个龄期混凝土碳化深度和氯离子扩散系数均相差不大。     

低速下不同入口位置塔式曝气池气液两相数值模拟

为了研究不同入口下塔式曝气池气液两相流动规律,采用欧拉双流体模型耦合群体平衡模型（PBM,population balance model）,在对计算域网格及气相分布与实验验证的基础上,研究了四种距离曝气池底部中心不同位置处的入口对曝气池内气液两相流动的影响,探讨了气含率、气泡数密度、液相水平速度等流体动力学性质,以期为塔式曝气池设计提供指导和依据.研究结果表明:欧拉双流体模型耦合PBM的模拟结果优于单一气泡尺寸的欧拉双流体模型;曝气池内气含率、气相分布、旋涡强度、液相水平速度均受入口位置影响;当入口位置逐渐远离曝气池中心时,气相分布逐渐呈之字形,旋涡强度增大,气含率及气泡羽流周期则先增大后减小;入口位置对气泡数密度无明显影响,气泡数密度在气泡直径5.95 mm下分布最多.      

基于交通仿真技术的二级公路安全评价方法

二级公路是我国公路系统的重要组成部分。本文根据现场观测结果,以二级公路交通流特性为基础,比较传统安全评价方法,采取基于第85位运行速度差的方法评价二级公路的安全性。考虑二级公路交通组成复杂的特点,运用交通仿真技术建立路网对象,结合现场观测数据完成参数标定,模拟实际交通流运行状况,输出评价指标数据,提出了区别于《公路项目安全性评价指南》所述获取运行速度差的方法。实例研究表明,该方法简单易用、精度较高,且适用范围广。