基于LabVIEW的涡旋盘型线测试系统

介绍了基于虚拟仪器的渐开线涡旋型线测试系统,分析了该系统的机构原理,系统误差及误差纠正方法。该系统是利用直线运动与旋转运动的合成运动形成标准的圆渐开线轨迹,与待测零件型线轨迹进行比较的方法,进行测量型线轮廓度的误差;通过运用角编码器及丝杠误差的软件修正,可以较好的消除系统误差。将虚拟仪器技术应用到涡旋型线测试系统中,能...     

高压涡旋喷油器喷雾撞壁机理研究

为了研究直喷式汽油机高压涡旋喷油器喷雾撞壁机理,测量了撞壁喷雾的高度、喷雾半径及喷雾远端速度,分析了不同喷射压力、环境背压、喷嘴到壁面的距离、壁面倾角等因素对撞壁喷雾的影响.随着喷射压力、喷嘴到壁面的距离及壁面倾角的增加,喷雾的贯穿距离增大;环境背压的增大导致喷雾的贯穿距离减小.较高的喷射压力和较低的环境背压增大了撞壁燃油与壁面的接触面积,在壁面上形成的薄膜加速了燃油的蒸发.由经验公式计算得到的撞壁喷雾贯穿距离与试验测量值在一定范围内具有一致性,为燃烧室的设计、进气道形式的选取、喷油器和火花塞的布局提供了试验依据.     

鱼友好型轴流泵流场数值分析与汽蚀性能优化

为了提高鱼友好型设计造成的轴流泵汽蚀性能下降,通过实验对比验证了采用ANSYS CFX数值预测原型泵及鱼友好型泵汽蚀性能的可行性,得到经过鱼友好型设计后,原型泵许用空化余量(性能参数下降3%)数值计算结果由3.5 m增加到9 m,难以满足使用要求。通过分析鱼友好型泵的内部流场特性,揭示了轮毂处涡旋的产生机理以及叶片进口冲角过大的原因,由此设计出抑制涡旋产生、更加符合流动特性的叶片截面翼型,并修正部分设计参数。数值计算结果表明:优化后泵内部流场流动平稳,翼型头部液流过渡良好,没有局部速度增量产生,轮毂侧流动贴合叶片表面,在吸力面也没有产生涡旋,鱼友好型泵的装置许用空化余量预测值降低到3 m左右,完全满足原型泵的使用要求。     

制动工况下液力偶合器流场湍流模型分析与验证

合理选择湍流模型是获取准确和可靠数值模拟结果的关键。该文采用3种湍流模型(标准k-ε模型、分离涡模型、大涡模拟模型)仿真制动工况下方形腔液力偶合器流场,提取流速场和涡量场。基于粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术测量液力偶合器制动工况下流场,将数值模拟结果与PIV试验结果进行对比,以PIV试验测量结果作为评价基准,分析采用3种湍流模型计算流场结果的差异性,完成湍流模型的适用性分析。结果表明,标准k-ε模型仿真结果与PIV试验结果误差较大;采用大涡模拟模型模拟主流区域流场结构分布更加真实,仿真结果能够较好地解释主流区域多尺度涡旋运动规律和能量耗散机理;采用分离涡模型能够更准确地捕捉近壁面和角涡区高梯度流场结构分布。研究结果可为液力偶合器流场精确计算与性能预测提供参考。     

涡旋流体机械平衡重功率损耗的数值分析

为了分析涡旋流体机械平衡重随曲轴旋转过程中与周围气体相互作用时所损耗的功率以及平衡重结构对功耗的影响,基于流体力学理论,采用计算机数值模拟方法,应用计算流体动力学软件Fluent建立了平衡腔内流体的滑移网格计算模型.通过改变平衡重所在旋转流体区域的转速得到了平衡重在不同工况条件下受到的各种阻力矩及功率损耗,分析3种结构平衡重径向侧面的压力分布情况,并对比研究平衡重结构变化对功耗的影响.计算结果表明:平衡重随曲轴旋转时径向侧面所受的压差阻力矩远大于其表面的摩擦阻力矩,压差阻力矩是产生功率损耗的主要原因,且各种阻力矩值随着转速的增大而增大;对平衡重径向侧面进行倒角或倒圆角后改善了平衡重表面及腔体内气体流动状况,平衡重所受的压差阻力矩明显减小,倒圆角后平衡重的功率损耗比未倒角时降低了20%以上.     

垂直轴风力机直驱热泵压缩机匹配特性研究

风能供热是多风寒冷地区,减少雾霾有效途径之一。针对垂直轴风力机直驱热泵压缩机系统,分析300 W垂直轴风力机输出和开启式涡旋压缩机输入扭矩及功率特性,研究不同风速下垂直轴风力机与开启式涡旋压缩机特殊匹配特性。根据效率理论分析匹配特性,系统选型设计时垂直轴风力机输出功率应略高于压缩机所需输入功率,通过选择合理变速比,获得垂直轴风力机设计参数,实现系统按额定工况运行。为风能供热系统参数选型提供理论参考。     

植保无人机下洗气流对作物冠层作用规律研究

植保无人机作业过程中,旋翼下洗气流不仅会对雾滴沉积效果产生影响,还会对作物冠层产生扰动作用。揭示冠层扰动区域的特点,有助于理解无人机作业特征,可为优化雾滴沉积效果和施药系统提供理论依据。本文通过航拍方法和机器视觉技术研究了无人机下洗气流对作物冠层的影响。结果表明:单旋翼和多旋翼无人机下洗气流所引起的作物冠层扰动区域特征有明显差异。悬停时,单旋翼无人机的冠层扰动区域呈环状,面积较大;多旋翼无人机呈圆形面积较小。作业时因受机身不对称结构影响,单旋翼无人机前进和倒退两种飞行姿态的冠层扰动区域特征有所不同,前进时冠层扰动区域面积小且不规则,倒退时,扰动区域面积较大且呈U状分布包裹机头;多旋翼无人机2种飞行姿态下冠层扰动区域面积和形状基本一致。作业速度对冠层扰动区域特征有显著影响。速度低时,扰动区域较为集中,呈近似椭圆形分布植株摆动剧烈;速度高时,下洗气流扫掠而过,扰动区域呈长条状分布,植株摆动很小。当P20型植保无人机速度为3、4、5、6 m/s时,冠层扰动区域平均滞后距离分别为1.77、2.71、3.61、4.31 m。扰动区域滞后距离和无人机飞行速度成正比,对两者关系进行回归分析,得出决定系数R~2为0.875 4。此外,速度越大,下洗气流对自然风的抵抗作用越弱,冠层扰动区域位置不稳定,不利于抑制雾滴漂移。     

钓鱼岛近海的涡旋及其与马面鲀渔场的关系

本文根据1981—1984年各年春季(4月),绿鳍马面鲀产卵场的调查资料及产量统计资料,通过水温、盐度、密度σ_t比容偏差10~((?)δ)和地转流等海况要素,对钓鱼岛近海的涡旋特征、强度、位置变化及结合渔况进行分析研究。初步认为钓鱼岛东北海区即黑潮及其分支处附近,存在一气旋型涡旋,涡旋边缘的北侧和西侧流速较小,是马面鲀的过路渔场和产卵场。春季马面鲀的产卵场基本集中在钓鱼岛近海(26°N断面)的涡旋区及其西侧边缘的近底层,水温为17—18℃,盐度为34.6—34.8‰,比容偏差10~((?)δ)为270一290。若以涡旋底部的比容偏差10~((?)δ)作为衡量外洋水强弱的指标,则它与上海、舟山渔业公司4—5月份的马面鲀产量之间的相关系数为0.913;与马面鲀年总产量的相关为0.812。故认为该水文要素可提供渔获量预报的一项指标。马面鲀仔鱼基本沿涡旋周围的海流逐步向东北方向漂移。     

一次飑线过程多普勒天气雷达资料分析

利用江苏省多部S波段多普勒天气雷达资料,对2012年5月16日江苏北部的一次飑线过程进行分析。结果表明,飑线发生前500 hPa东北冷涡南侧高空槽迅速南压,江苏北部槽后强冷平流与低空暖平流形成强烈的位势不稳定层结。飑线发生、发展直至消亡过程中共出现2条带状回波,一条是从徐州附近开始发展,另一条则是在连云港附近的海上开始发展,随后2条飑线合并而强烈发展。飑线中的强回波具有明显的超级单体风暴特征,存在悬挂回波和穹隆。径向速度分析表明,中层存在深厚的中尺度涡旋对,双涡之间可以吸入更多的空气,能有效地维持风暴内部的高速上升气流,使风暴能得到维持而不受环境风的干扰。垂直累积液态含水量(VIL)在连云港西南部160 km处冰雹发生时,由16日15:35的47.2 kg/m~2跃增至15:41的98.8 kg/m~2;而当VIL由62.5 kg/m~2剧减至10.2 kg/m~2时,连云港西南部约53 km处出现了大风,表明VIL的剧烈变化对冰雹和大风的发生具有指示作用。