16V240ZJ型柴油机改进缩放喷孔及三维流场分析

基于16V280ZJ型柴油机喷油器喷孔空化,为了得到更快的燃油喷射速度和可控的空化现象.利用计算流体动力学(CFD)方法,采取多相流模型探究影响新型喷孔性能的因素.在进口压力为108 MPa和出口压力0.1 MPa的最大压差工况下,对新型喷孔内部流场进行数值计算分析.结果表明,新型喷孔提升了出口流量,能够缩短喷油持续期.流体通过渐缩渐扩型喷孔的最小截面处附近将产生剧烈压降,其后段产生低压区,空化现象产生的起始端在截面最小处;最小截面的所在位置影响出口速度及质量流率,并且存在一个位置使得出口速度最大;渐扩段比重越大,空化区域越大.渐扩段比重越小,靠近壁面的气相体积分数越大即空化越剧烈.     

结构声场耦合系统声压激励频率响应有限元分析

在声压激励下对双声腔结构声场耦合系统的频率响应进行了分析.研究了通过弹性隔离膜相互耦合的声腔,在具有峰值声压时的声压分布以及无激励源声腔声压与频率的关系.最后,对两个声腔的声压分布关系进行了研究.     

舰船尾流气泡运动特性研究

建立了气泡在舰船尾流中浮升运动与径向运动的理论模型,针对不同半径、不同气体成分的气泡进行了数值模拟.计算结果表明:泡内气体成分对于半径较大的气泡无明显影响,而对于半径小于50μm的气泡则会产生显著的变化,甚至可能影响气泡变化的趋势;半径小于100μm的微小气泡能在尾流中长时间地存在,且随着气泡半径的减小,气泡在尾流中的存在时间呈指数规律增长,这一结论与实验结果具有较好的一致性.     

基于超声技术轮轨接触状态监测的数值模拟

为了实时监测列车行车状态,保障其安全运行,提出利用超声技术监测轮轨接触状态的方法.引入W-M分形函数对粗糙的轮轨表面进行数学描述,运用多物理场耦合软件构建了超声技术监测轮轨接触状态的有限元模型.利用该模型,用本文提出的方法对界面粗糙度、介质层种类及厚度等因素进行了模拟,获得了相应条件下轮轨接触界面的反射声压.算例仿真结果表明:通过监测轮轨接触界面超声反射波的声压变化来判定轮轨接触状态的方法是有效可行的;当超声波频率为14 MHz时,轮轨表面粗糙度的区分度最好;当超声频率大于14 MHz时,对第三介质层厚度有较好的区分度;当超声波频率恒定且第三介质层厚度足够大时,超声反射声压级趋于恒定值102 dB.      

16V265H油机喷孔结构对内部流场的影响

针对16V265H柴油机喷油器,以三维CFD软件FIRE为平台,对喷孔内部空化流动进行了数值模拟.结果发现空化现象十分明显,特别是超空化流动在整个喷油过程中高达90%.另外,从空化分布、速度分布以及流量系数这三个角度分析了入口圆角半径、喷孔夹角以及喷孔长度等几何结构对喷孔内部流动情况的影响.     

基于有限元法对不同厚度混凝土墙的隔声量分析

以结构厚度为基本参量,分析其对隔声量的影响.利用有限元法对不同厚度的混凝土墙的隔声量进行计算分析,得到结构厚度对单层墙隔声量的影响规律.研究结果表明：不同厚度结构的透射声压随着距离的增加逐渐减弱.低频段,厚度与透射声压之间成反比关系;中高频段,透射声压增大,场点上的声压值随频率的变化呈现出复杂性.与高频段相比,低频段隔声量变化相对平缓.     

初始气泡对柴油机近口区初始射流破碎的影响

为改善柴油机喷油器喷孔内的残留燃油和初始气泡对近口(喷油器燃油喷口)区初始射流形态的影响,基于湍流模拟(large eddy simulation,LES)和界面追踪(volume of fluids,VOF)方法进行燃油近口区初始射流雾化过程的数值模拟,重点研究初始气泡对近口区初始射流形态和破碎过程的影响。结果表明:喷孔内初始气泡的大小和位置对初期射流雾化形态有显著影响,针阀开启后新喷入的燃油撞击初始气泡溃灭产生强烈扰动是造成初始射流头部破碎的主要因素。结合湍动能和亚网格涡黏系数进一步分析初始气泡对近口区初始射流结构形态及破碎的影响规律。     

基于气泡模型的自由曲面网格生成和调控

为了在自由曲面上生成形状规整、大小可控的三角形网格,提出一种基于气泡运动模型的网格自动生成方法. 将适量的网格点布置在离散化的曲面上,并模拟为弹性气泡. 引入气泡间的相互作用力和曲面对气泡的吸附力,得到各气泡的运动控制方程. 采用数值方法近似求解气泡系统的平衡状态. 将平衡后的气泡中心用曲面Delaunay法连接成曲面上的三角形网格. 在气泡模型中,通过相对半径函数控制各气泡的相对大小,进而实现对网格大小的调控. 通过在相对半径函数中考虑气泡中心到特定点或线的距离、参考线或曲面的曲率等因素的影响,生成网格大小与曲面特征相适应的三角形网格. 6个算例结果表明,该方法生成的网格形状规整、疏密有致,其形状质量指标都高于0.97;该方法为网格结构的设计提供了参考.      

发泡工艺参数对铝熔体泡沫生成量的影响

利用空气发泡法研究发泡温度、入射气体压力和流量以及吹气头往复运动频率对铝熔体泡沫生成量和熔体表面气泡尺寸的影响,分析了气泡尺寸对其内部气体压强和发泡工艺参数对铝熔体泡沫生成量的影响.研究结果表明,铝熔体泡沫生成量随射入空气P1V1值的增大而增加.当P1V1从5.7 MPa·cm3/min增加到7.2 MPa·cm3/min,铝熔体表面的气泡半径尺寸由6.93 mm增加到7.46 mm,铝熔体泡沫的生成率从3 210 cm3/min增加到4400 cm3/min.当入射气体P1V1为5.67 MPa·cm3/min时,发泡温度由620℃升高到640℃,气泡半径由3.57 mm增大到3.66 mm,泡沫生成量由288 g增大到2 978 cm3/min.     

重载运输条件下桥墩横向振幅的影响因素分析

随着我国重载运输的持续发展,列车编组增加,车辆轴重增大,运营密度增大,现役重载桥梁出现横向振动过大危及行车安全的现象,研究表明桥墩墩顶横向振幅直接影响桥跨结构的横向振幅,因此研究桥墩的横向振动的影响因素对控制桥跨横向振动十分必要。以朔黄铁路中比重较大的矩形板式墩为研究对象,采用理论分析、有限元模拟分析结合现场实测的方法,研究了列车行驶速度、桥墩高度及轴重对墩顶横向振幅的影响规律。结果表明,随着速度的增大,墩顶横向振幅呈先增大后减小趋势;桥墩横向自振频率越大,墩顶横向振幅最大值所对应的速度越大;随着墩身高度增加、列车轴重增大,墩顶横向振幅均呈增大趋势。     

小口径钢管内壁振动除锈工艺原理及试验分析

针对目前应用的前处理工艺方法不适合于小口径钢管内表面除锈的实际问题,提出创新的机械振动工艺方法除锈．分析了振动除锈工艺原理,并结合振动除锈试验结果分析不同工艺参数对除锈效果的影响规律（例如：振幅越大,加速度越大,粒子动能大,除锈效果越好;频率增加,加速度变大,但振幅减小,除锈效果下降等）．试验结果表明,振动除锈工艺对小口径管道内表面除锈效果显著．     

小口径钢管内壁振动除锈工艺原理及试验分析

针对目前应用的前处理工艺方法不适合于小口径钢管内表面除锈的实际问题,提出创新的机械振动工艺方法除锈．分析了振动除锈工艺原理,并结合振动除锈试验结果分析不同工艺参数对除锈效果的影响规律（例如：振幅越大,加速度越大,粒子动能大,除锈效果越好;频率增加,加速度变大,但振幅减小,除锈效果下降等）．试验结果表明,振动除锈工艺对小口径管道内表面除锈效果显著．     

超声波清洗技术及设备研究进展

文章论述了超声波清洗技术在理论研究以及设备研制应用方面的进展。首先讨论了超声波清洗中空化效应的观测、空化气泡的运动特性以及空化强度的测量等方面的研究,并重点从数值模拟以及实验分析两方面介绍了频率、功率、温度等因素对超声波清洗效果的影响规律。然后是清洗设备中对于换能器指向性和匹配网络问题研究的论述以及近年来对频率自动跟踪技术的研究现状,并介绍了在各领域中采用不同超声波清洗技术的应用。最后,针对超声波清洗技术研究现状中存在的问题,提出超声波清洗技术今后的研究建议以及设备研制的方向。     

基于解调技术的喷泵空化特征提取方法研究

通过对喷水推进泵实船空化测量，捕捉了喷水推进泵在不同工况下的进口水声信号和壳体振动信号，对其空化调制特征进行了研究。结果表明：①喷水推进泵的空化受其叶频及其倍叶频调制；②随着空化强度的增加，喷水推进泵的调制特征量的变化与声压规律曲线一致，即满足先上升后下降的趋势。据此，可以利用调制特征对喷水推进泵的空化进行实时监测。     

结构声场耦合系统声压激励频率响应有限元分析

在声压激励下对双声腔结构声场耦合系统的频率响应进行了分析．研究了通过弹性隔离膜相互耦合的声腔，在具有峰值声压时的声压分布以及无激励源声腔声压与频率的关系．最后，对两个声腔的声压分布关系进行了研究．     

基于波数积分的点声源海底地震波计算方法研究

将舰船地震波简化为液固多层半无限空间低频点声源引起的地震波动问题,基于波数积分方法,通过FFP数值积分求解了海底表面声压、位移和加速度幅值,得到了海底表面声压、位移和加速度的频率特性曲线.对硬质和软质两种海底条件下远场海底地震波信号特征的分析结果表明:随频率增大,海底表面声压的传播损失逐渐增加;软质海底的位移、加速度总体上比硬质海底大;和硬质海底相比,软质海底更有利于声源较低频率成分的传播.     

偏心布筋曲梁振动微分方程推导和求解

为研究预应力筋偏心距和半径等参数对曲梁振动特性的影响,以自由振动状态下的曲梁微段为研究对象,考虑偏心布筋产生的初始曲率对振动的影响,推导了偏心布筋曲梁振动偏微分方程,并求解方程得到了简支曲梁面内振动1阶频率理论计算公式;最后通过实例分析验证了所提理论公式的正确性。     

超声清洗槽内声场分布的研究

从一维平面波理论入手分析了超声清洗槽内的声场分布特性,用水听器法和染色法测量了超声清洗槽内的声场分布.结果表明,清洗槽内液面水平方向上的声压分布比较均匀,垂直方向上的声压由槽底到液面呈起伏变化,显示了驻波特性,总体上有逐渐减小的趋势,这说明了声波在传播过程中有一定的衰减.实验测量的声压分布和理论分析的结果比较一致.     

压电双晶片谐响应有限元模拟分析

利用ANSYS软件对压电双晶片进行谐响应模拟分析,得到压电双晶片的谐振频率为36000Hz,谐振振幅为0.512×10-5m.通过正交实验,分析比较出影响压电双晶片谐振频率及振幅的主要因素,得出了压电双晶片尺寸的优化组合,压电片尺寸参数为:20mm×6mm ×0.4mnm,基片尺寸为20mm×6mm×4mm.     

基于背门约束系统的车内低频轰鸣声控制

汽车背门一般通过铰链、锁销、缓冲块等约束系统安装和固定在车身上,其刚体模态振动与车内声腔声压耦合,是导致低频轰鸣声的主要原因.本文建立了背门振动-乘员舱声压的一维板-腔耦合声学解析模型,分析研究了边界约束刚度对板件振动速度响应及腔内耦合声压的影响规律,并进行了实车实验验证;通过调节锁销相对位移和缓冲块相对高度,解决了某车型低频敲鼓声问题.分析结果表明：在板件刚体模态振动下,腔内耦合声压幅值沿远离板件方向逐渐增大,且在声腔底部位置最大;板件振动速度相应及腔内耦合声压峰值幅值随边界约束系统刚度减小而降低;在低频轰鸣发生的20～30 Hz频率范围内,乘员舱前排位置声压峰值幅值比中排及后排位置大约8 dB(A),验证了理论分析结果的正确性;乘员舱内耦合声压峰值幅值随着锁销相对位置的增大和缓冲块相对高度的减小而降低,锁销相对车身向车尾方向增大2 mm或者缓冲块相对高度减小2 mm,可以使背门振动速度减小约0.002～0.003 m/s,前排声压峰值幅值降低3.5～14.8 dB(A).