尺度效应对喷水推进系统进出口流场及推力影响分析

本文以喷水推进船为研究对象,采用数值计算方法计算不同缩尺比喷水推进系统的水动力性能。通过比较不同缩尺比喷水推进进出口的速度场和出口不均匀度,认为在缩尺比较大时,缩尺比对喷水推进进出口速度场影响较小。将模型尺度推力换算成实型推力时,引入无因次系数C,该系数会随着缩尺比的增加而不断增加。通过计算不同缩尺比喷水推进泵的C值,可以拟合出一条曲线,通过拟合出的曲线可以求出实泵的C值,最终可以将模型喷泵产生的推力通过相似换算得到实泵产生的推力。这对喷水推进装置的设计和喷水推进船的快速性预报具有重要的指导意义。     

基于流道倾角对喷水推进泵流道性能的影响研究

利用参数化方法设计了4种不同流道倾角的喷水推进泵椭圆形进水流道,并采用三维雷诺平均NS方程和RNGκ-ε湍流模型对其流场和性能进行数值仿真。从流道的出流均匀性、流动分离方面来分析在保持进口速比不变,不同流道倾角时流道内流场的变化情况,为喷水推进器进水流道倾角的设计提供依据。计算结果表明:流道倾角对喷水推进泵水力性能和流场变化影响较大。在设定进速比的条件下,随着流道倾角的增大,喷水推进泵流道出口的流场均匀性变差,流道内部更容易发生流动分离现象,且在流道倾角为47°时的喷水推进泵在设计工况下的流场特性最差。     

彭水羊头铺水电站厂房流道三维数模分析

羊头铺电站是重庆市彭水县郁江梯级开发中的中型水电枢纽工程,对该电站的主厂房流道采用非线性有限元方法进行三维数值模拟,分别对正常运行、施工、检修、施工度汛况以及校核洪水等5种工况进行分析,通过数值分析结果获得的不同工况下结构的受力特点,提出该电站的主厂房流道的优化设计建议.     

喷水推进器进水流道进流面形状研究

采用动量法预报喷水推进器的推力和效率时,进水流道进流面的动量和能量的精确求取是影响预报精度的关键因素之一.当喷水推进器的流量以及船体边界层速度分布已知时,还需确定进流面的形状才能求取进口的动量和能量.有关进流面形状及其对推进性能的影响程度,目前还存在争论.本文采用CFD方法对进水流道的流场进行了数值模拟,通过求解一个用户自定义标量方程获取了不同进口速度比(IVR)条件下的流管及进流面形状.计算结果表明:①对于常见的平进口式矩形进水口,流管和进流面宽度约为进水流道宽度的2倍,且随进速比IVR的变化不明显;②随着IVR减小,进流面深度逐渐减小,进流面形状从饱满的半椭圆形逐渐变平坦,IVR很小时(IVR<0.3)进流面在中心线附近有所内陷;③同一工况下,进流面形状在进水口之前船体首尾方向不同的位置处基本不变.     

某型电池流道流阻计算的数学模型

本文提出了某型双极性堆式电池流道流阻计算的一种数学模型。该数学模型使用迭代计算方法并引入由试验结果获得的修正系数编制程序就可计算出不同流道尺寸参数下的流道流阻。这样在流道设计过程中,只需先通过程序计算出符合流阻要求的流道参数,然后按照参数制作模型进行流阻测量的验证试验即可,从而提高了设计效率,节约了人力物力。     

适用于硬质土的七刀臂绞刀研制及应用

本文以3500 m^(3)/h绞吸挖泥船绞刀头为研究对象,分析常规6臂绞刀头在盐城港滨海港区南区液体散货码头一期工程疏浚工程中遇到的绞刀冲击大、刀齿断裂严重等问题,提出了适用于高贯入击数的硬质土7臂绞刀设计方案。通过优化绞刀轮廓线、绞刀刀齿布置等设计,减小了绞刀单齿切削量。经在相同区域盐城滨海港LNG项目现场应用,新型7刀臂绞刀能够有效解决挖掘过程中绞刀冲击的现象,提升了设备稳定性,从而提高了船舶生产效率,加快了施工进度。     

PEMFC燃料供给系统压力分布的影响分析

改善燃料供给系统压力对电池系统性能的影响，对PEMFC商业化进程具有重要意义。通过商业软件FLUENT实现数值模拟计算，提出在流道内部放置不同结构形状的增压结构，以控制燃料供给压力，对比分析其对电池性能的影响；提出单独在阳极流道增加阳极增压结构的压力降控制方法，该方法能显著提高电池性能，电池功率密度对比传统的蛇形流道提高0.4%～1.2%。     

铁路轨道部件注塑模具随形冷却流道的增材制造工艺参数优化

梳理了注塑模具的研究现状并设计了铁路轨道高分子材料部件模具的随形冷却流道。采用选区激光熔化技术完成随形冷却流道的增材制造和无支撑流道的工艺参数优化，当下表面填充的激光速度为2 000 mm/s、激光功率为120 W，下表面轮廓的激光速度为800 mm/s、激光功率为150 W时，能够提升流道内壁的成型效果和表面质量。通过对随形冷却流道的尺寸精度检测及力学性能试验，流道位置精度可达99%，直径精度可达98%，圆度为0.089 mm，平行于基板方向的抗拉强度为1 270 MPa，垂直于基板方向抗拉强度为1 040 MPa，硬度平均值为39.2 HRC。铁路轨道部件注塑模具随形冷却流道的尺寸精度及强度满足要求，可用于模具后续研究。