船用柴油机排气冷却降噪装置性能仿真与实验研究

在特定情况下,船用大功率柴油机排气温度和噪声会受到严格限制,为解决这一问题,考虑在柴油机后安装冷却降噪装置.现应用湍流气粒两相流动的计算流体力学理论,对冷却降噪装置的冷却效果及阻力特性进行仿真计算,计算结果和试验吻合较好.     

并列双圆柱绕流的动力学模态分解

本文对双圆柱绕流的卡门涡街现象进行了非稳态数值仿真,使用动力学模态分解方法(dynamic mode de?composition,DMD)对仿真得到的圆柱绕流涡量数据进行了分析和流场预测,研究了不同奇异值截断阶数对预测效果的影响.结果表明:利用DMD方法可以较准确地获得非稳态流动过程中涡量数据的模态结构和对应模态的频率、振幅;与稳定的周期阶段相比,用DMD方法分析处于不稳定周期阶段的圆柱绕流流场特征较困难;增加截断的奇异值数目在完善流场特征的同时也可能造成流场还原效果变差.     

流体管道流固耦合14方程频域传递矩阵法

考虑流体管道的体积力以及流体的横向惯量,忽略管道和流体之间的摩擦效应,导出流体管道流固耦合的14方程模型.利用拉氏变换,把时域方程变换到频域,对频域模型进行推导,方程化为12个一元四阶常微分和2个一元二阶常微分,变换后的方程可以直接进行求解,得到简单直管的频域解析解.把管道始末端的坐标代入解析解,可得到管道始末端的关系,结合结点平衡条件,推导出多管段的频域传递矩阵法.对算例进行仿真计算和分析,并用实验结果来验证计算结果,验证模型和方法的正确性.     

计算分段线性轴系扭转振动响应的线性缝接法

本文针对含有分段线性刚度部件的柴油机轴系,首次提出线性缝接法以计算其扭转振动响应。本方法算法简单,耗用机时少,文中推导了含一个分段线性部分轴系的计算公式,并以二进制码的形式解决了含多个分段线性部件时轴系固有特性计算结果的存取问题,文末给出了算例验证了方法的可靠性。     

考虑流固耦合的多分支管道系统振动研究

利用拉普拉斯变换,把时域14方程模型变换到频域,并化多元一阶常微分方程为一元高阶方程,对其求解,得到直管的频域解析解。然后把任一管段的初始坐标值和末端坐标值代入直管的频域解析解,得到单管的传递矩阵,结合分支点的平衡条件,便可以推导出任意N个分支管的传递矩阵。增加7(N+2)个分支管的边界条件,求解得出任意N分支管路的频域解。最后,进行仿真计算,利用英国Dundee大学Tijsseling教授的实验结果以及ANSYS仿真计算对结果进行验证,验证了文中方法的正确性;并例举了不同分支数目以及不同分支位置管路的仿真计算结果,同时对仿真结果进行了分析。     

求解任意分支结构动力学问题的传递矩阵方法

介绍了一种求解任意分支结构动力学问题的传递矩阵方法。对于包含任意分支结构的系统首先选择一条主传递路径,然后根据各子分支的影响确定主传递路径上分支点前后状态向量间的传递矩阵,再由主传递路径上其余单元的传递矩阵,按照链式系统传递矩阵方法求解结构动力学问题。与以往的传递矩阵方法求解过程相比,新方法具有变量自由度数少、求解过程简单和推导结果适用范围广等特点,可以求解多种含分支结构的弹性系统的动力学问题。最后用部分算例验证了方法的正确性。     

橡胶隔振器老化寿命的预测

橡胶材料一旦发生老化,橡胶隔振器的刚度和阻尼参数将会逐渐偏离设计值,隔振器的隔振抗冲性能也即受到直接影响.通过对橡胶材料加速老化试验方法的研究,找到了适合橡胶隔振器的老化寿命定量评估方法.这种方法可在工程设计和应用中对橡胶隔振器进行寿命预估,从而保证舰船设备的安全性和隔振器使用的经济性.