考虑复杂边界条件的电机结构模态分析

本文对大中型电机结构的边界条件进行合理简化和等效,使计算模型能够代表真实电机系统的质量和刚度分布,从而得到准确有效的电机结构模态。通过仿真计算和试验验证表明,本文提出的建模和模态分析方法是合理有效的,对大中型电机的结构设计有较好的指导意义。     

快装式汽轮发电机组边界条件试验研究

针对某汽轮发电机组在实际运行过程中出现的蒸汽参数大幅波动、蒸汽参数偏离设计工况等恶劣条件,开展汽轮发电机组边界条件试验研究,试验在汽轮发电机组专用试验台位进行。通过试验,得出了额定温度时,汽轮机具备带满载的最低蒸汽压力为3.0 MPa;提出了额定蒸汽压力时,具备带满载的最低蒸汽温度为300℃;得出了高参数蒸汽参数下,汽轮机具备超载的最低蒸汽参数为425℃;得出了高低参数条件下,蒸汽温度变化40℃稳态调速率变化≤0.3%、温度变化对机组动态特性影响较小,温度变化时,机组调速器瞬态调速率及稳定时间基本无变化;得出了抽气器最低工作蒸汽压力为1.3 MPa,当蒸汽压力低于1.0 MPa时,将无法满足机组汽封抽汽系统的使用需求,为实际汽轮发电机组的使用提供了试验依据及数据支撑。     

螺旋桨升力面设计边界条件的处理分析

本文对螺旋桨升力面设计方法中边界条件的处理问题进行了分析.通过对边界条件的不同处理方法进行实例计算,根据计算结果的比较来分析边界条件的不同简化方法对设计计算结果的影响.从而得出螺旋桨升力面设计所采用的合理边界条件处理方法.     

履带式起重机下车有限元分析方法研究

有限元方法能够较准确模拟工程机械局部受力和变形行为,但前提是采用合适的单元,更重要的是边界条件符合实际工况.针对履带式起重机下车有限元分析中存在的问题,提出了改进的分析方法.通过将单元数量、形状和排列方式进行配合,可以在使用较少单元数量的情况下获得较准确的结果.为了准确施加边界条件,用间隙单元模拟地面和履带的接触;用梁单元模拟回转支撑和固定螺栓,使局部刚度更接近实际情况,并使载荷在车架上的分布更真实.计算时考虑3种工况：起臂、吊载和转弯工况.将应力计算结果与实测值进行对比,大致吻合,证明了方法的可行性.     

固体温度场的随机边界元分析

针对遭受随机热边界条件的结构,提出并建立了一种固体温度场分析的随机边界元算法。算例表明本文建立的随机边界元法是有效的。     

面向计算的船体曲面NURBS造型

该文介绍了NURBS曲面的数学模型,提出用NURBS方法构造船体曲面的主要步骤,讨论了边界条件对曲线曲面形状的影响,给出一船体曲面,结果表明该方法的可行性,为基于曲面的船体几何特性计算奠定了基础。     

对锅炉有限元模型边界条件施加的探讨

以某锅炉受热排管为分析对象,对其建模计算过程中所施加的约束和边界条件的处理进行了探讨.采用文中所运用的方法,不仅简化了计算程序,而且达到了较为理想的计算结果.     

定常可压缩泡状流动激波的数值仿真

探讨了可压缩泡状流动的计算机仿真方法,计算了水翼在气相体积分数为0.5的来流中的跨声速流动。数值试验表明,当泡状流中气相本身为小亚声速流动或气相马赫数小于0.1时,则速度入口边界可用于泡状流的无穷远或入口边界条件。计算表明,亚声速泡状来流的下游扰动会向上游传播,从而需要将入口边界远离水翼;而超声速泡状来流在水翼前端形成弓形脱体压缩激波,下游扰动向上游的传播不超过波阵面。激波上游的气体体积分数大于其下游的值。正激波的上下游流动计算结果基本满足泡状流动力激波的激波关系。     

不同工况条件对舰船舰面空气流场的影响

随着舰载机及精密电子设备普遍装备现代舰船,与之相关的安全性及可靠性影响因素也逐渐受到关注[1].舰船舰面气流场对舰载机的安全起降影响显著.在不同的工况条件下,舰船气流场会产生变化,进而影响到舰载机的安全作业.本文利用缩比模型对舰船舰面空气流场进行数值模拟计算,观察工况条件发生变化时模型舰面气流场的变化情况.从模型的选取、参考舰船舰载机起降方式等方面加以讨论,对不同工况条件下舰船空气流场的数值计算结果进行了对比和分析.     

柴油机进气迟闭角调整的数值模拟

将进气迟闭角调整到最佳,可以使得在一个行程内进更多的气,在改善柴油机的进气性能的同时,提高柴油机的整体性能.通过在4110柴油机上实验,获得所需要加载的边界条件,利用CFD软件FLUENT建立模型,并模拟进气过程,得到进气迟闭角对充气效率的影响关系.     

基于FINE/Marine的螺旋桨水动力性能研究

以标准DTMB 4119桨为研究对象,基于黏性流计算软件Fine/Marine,采用RANS方法预报螺旋桨敞水性能,对不同进速系数下的推力系数和扭矩系数进行模拟计算。计算过程中分别采用旋转坐标系及滑移网格2种方法,其中,在采用滑移网格计算时,分别考虑湍流模型、非线性迭代步数及迭代时间步长对计算结果的影响。经过与试验结果进行对比分析及各方法间的比较,总结了各方法的特征与优劣,并验证了2种方法在螺旋桨敞水性能预报中的可靠性与有效性。该预报思路和方法可为后续螺旋桨水动力性能研究提供借鉴和参考。     

螺旋桨水动力性能CFD预报中预处理的程式化实现

以DTMB4383大侧斜桨为例,立足于桨叶真实叶尖几何,详细阐述了螺旋桨水动力性能CFD计算过程中的桨叶几何和单通道域几何建模及其六面体结构化网格划分的程式化实现过程。程式化生成网格的适用性由DTMB4119桨、NSRDC4381和4383桨的无空化和空化水动力性能预报给予了验证。生成网格时考虑了网格类型、拓扑结构、网格密度和节点空间分布规律对计算精度的影响,可生成性能优越的命令流样本,保证CFD预报的精度。通过对命令行的编译操作,可以实现螺旋桨六面体网格高质量划分的快速操作,缩短CFD计算的预处理时间,扩大其工程应用。     

非均匀粘性流场螺旋桨非定常水动力性能研究

基于RANS方程和RNG k-ε湍流-模型,采用结构-非结构多块混合网格研究了船后非均匀流场中螺旋桨的非定常水动力性能。计算了DTMB4119螺旋桨的敞水性能,考察了网格依赖性。采用傅立叶变换进行了螺旋桨伴流场的谐调分析,并结合UDF功能实现了模型试验伴流场的输入。采用滑移网格技术模拟了非均匀流场中HSP螺旋桨的非定常特性。计算结果与试验结果的比较表明,建立的船后螺旋桨的非定常受力及表面压力分布计算方法精度较高,能够满足工程应用要求。     

非均匀来流中加工误差螺旋桨的轴承力数值模拟

  目的  为研究复合材料螺旋桨的加工误差在非均匀来流中引起的轴承力问题,  方法  基于统计法,人为改变螺旋桨主桨叶沿坐标轴平移和旋转等6个自由度方向的加工误差量。在非均匀来流条件下采用SST k-ω模型和滑移网格技术对具有参数误差量的DTMB P4119螺旋桨进行螺旋桨轴承力计算,通过分析,得到螺旋桨各参数加工误差量对螺旋桨轴承力影响的基本规律。  结果  研究表明：随着各自由度方向加工误差量的增加,垂向和横向轴频轴承力呈近似线性增加的趋势,一阶叶频轴承力变化较小;桨叶在直径、螺距方向的加工误差对螺旋桨轴频轴承力影响较大。  结论  所得结果可以帮助准确预报螺旋桨性能,并为提出更为详细的螺旋桨加工精度准则奠定基础,为该领域后续的研究提供借鉴与参考。     

基于OpenFOAM的螺旋桨敞水性能预报方法

为深入研究螺旋桨周围的粘流问题,基于面向对象的开源CFD计算平台OpenFOAM,选择DTMBP4119桨作为对象,利用RANS方程计算了桨的敞水性能,并分别考察了网格依赖性和离散格式的影响。同时分析了不同半径处叶剖面的压力分布及桨前后的流场速度分布。为保证对流项离散的稳定性和高精度性,采用了二阶NVD格式Gamma混合差分格式,选取k-wSST模型作为湍流模型,压力速度耦合采用SIMPLE松弛算法。计算结果与试验数据吻合较好。研究建立了基于OpenFOAM的螺旋桨敞水性能预报方法。     

复合材料螺旋桨弯扭耦合刚度特性分析

[目的]复合材料螺旋桨的弯扭耦合变形程度反映了桨叶的刚度特性,而桨叶刚度特性又与其水动力性能存在一定的相关性,将从刚度的角度对复合材料螺旋桨的纤维铺层进行优化设计.[方法]首先,以DTMB 4383复合材料螺旋桨为研究对象,基于复合材料螺旋桨流固耦合自迭代算法,构建桨叶弯扭刚度数值计算方法;然后,分别在桨叶铺设单向碳纤...     

螺旋桨低频流噪声模拟方法研究

针对DTMB P4119螺旋桨在进速比为0.833时的流噪声进行研究,探讨螺旋桨低频流噪声数值模拟方法。首先采用大涡模拟方法模拟螺旋桨的非稳态流场,然后求解K-FWH方程预测低频流噪声。将计算得到的推力系数和扭矩系数与实验值比较,验证流场模拟的正确性。从流场仿真结果可以看出,螺旋桨表面存在连续的涡脱落现象。声场计算的结果表明:离散噪声远大于宽带噪声;宽带噪声主要由螺旋桨表面的涡脱落引起,宽带噪声引起螺旋桨近场总声压级的周向波动;在同一半径处总声压级沿轴向逐渐减小,在同一平面内总声压级沿径向先增加后减小。     

水面舰船声隐身性能影响作战效能的因素初探

  目的  为研究不同湍流模型在螺旋桨流噪声预报中的适用性,以DTMB 4119螺旋桨为研究对象,对非均匀进流条件下的频域噪声进行数值模拟。  方法  首先,采用RANS方法计算螺旋桨在不同进速下的水动力系数和桨叶表面压力分布,并将仿真值与试验值进行比较,验证流场模拟的准确性;然后,分别将RANS,DES和LES这3种方法得到的脉动压力作为声源,结合声学边界元预报辐射噪声。  结果  计算结果表明,线谱噪声是螺旋桨总噪声的主要贡献者;当预报一阶叶频上的噪声时,3种方法所得结果较为接近,可以采用RANS方法进行快速预报;当预报高阶叶频上的噪声时,采用LES方法预报的结果更加准确。  结论  在噪声预报时可以根据需求选择合适的湍流模拟方法。     

基于伴随方法的舰船推进器优化设计

[目的]为探索高效的螺旋桨优化设计方法,基于面元法开展伴随优化方法的研究。[方法]通过桨叶表面法向速度为零条件和等压库塔条件建立伴随方程,得到敏感导数求解式。以DTMB 4381螺旋桨为对象,分别运用伴随方法和传统的求解控制方程方法计算螺旋桨性能与参数之间的敏感导数;基于伴随方法对某螺旋桨进行敏感导数分析,再根据敏感导数分析结果进行几何参数优化,并将结果与ISIGHT优化平台中的粒子群算法（PSO）得到的结果进行对比。[结果]结果表明,采用伴随方法与传统的求解控制方程方法计算得到的结果具有较好的一致性,但伴随方法的计算效率更高,优化结果也优于PSO算法,且优化所用时间也少。[结论]研究表明,伴随方法在多参数螺旋桨优化设计中的计算效率优于智能算法。     

导管螺旋桨定常性能预估的基于速度势的面元法

开发了一个导管螺旋桨定常水动力性能预报的数值计算方法,其中,螺旋桨和导管均采用定常面元法,通过迭代计算考虑桨和导管的相互影响.该方法也可用于导管调距桨在不同转角时的定常性能预估.对JD7704和19a导管螺旋桨以及JD导管调距桨的计算结果表明,该方法计算精度是令人满意的.