管道结构的流固耦合振动研究

研究了工程中的弯管、直管结构在简支梁支承和非线性简支梁支承下的流固耦合振动问题,通过计算求得了使结构失稳的流体的临界流速。     

超大型储液罐流固耦合振动分析

针对某超大型储液罐进行了流固耦合振动分析。首先应用ANSYS建立了储液罐-液体的流固耦合振动模型,求得了前20阶振动模态;接着分析了液面波动和储液量对耦合固有频率的影响,并取了一个高罐模型进行了高、低罐的模态分析对比;最后对"象足凸鼓"现象进行了探讨,解释了造成"象足凸鼓"现象的原因。     

SK型静态混合器的数值模拟

利用专业的多物理场耦合软件COSMOLMultiphysics对sK型静态混合器内的不可压缩层流流场进行了仿真模拟,计算过程中采用软件中的层流流动和稀物质的传递内置模块,得到了静态混合物中流体的浓度场、速度场及压力场分布。由于螺旋混合元件的作用,流体做螺旋运动,通过对流体的剪切、旋转,使流体充分混合,结果在出口处几乎混合完全。利用后处理软件对计算结果进行分析,为其性能测试提供了理论依据。     

SK 型静态混合器的数值模拟磁

利用专业的多物理场耦合软件COSMOL Multiphysics 对SK型静态混合器内的不可压缩层流流场进行了仿真模拟,计算过程中采用软件中的层流流动和稀物质的传递内置模块,得到了静态混合物中流体的浓度场、速度场及压力场分布。由于螺旋混合元件的作用,流体做螺旋运动,通过对流体的剪切、旋转,使流体充分混合,结果在出口处几乎混合完全。利用后处理软件对计算结果进行分析,为其性能测试提供了理论依据。     

液固两相流体中颗粒-壁面冲击碰撞壁面效应研究（英文）

目的:颗粒-壁面冲击碰撞是近似混沌运动的液固耦合问题。针对传统建模方法难以描述颗粒-壁面碰撞运动过程所涉及的壁面效应问题,本文旨在提出一种液固耦合建模方法,以揭示流固耦合条件下的颗粒-壁面接触规律,探讨碰撞过程中环境变量(流道结构和流体粘度)对碰撞壁面效应的作用机理;得到在约束及非约束空间流场中,流体粘度与颗粒-壁面碰撞行为的内在联系,为流体光整加工、轮机叶片及反应器内壁面磨损所涉及的流场调控提供技术支持。创新点:1.建立适用于液固两相流的计算流体力学和离散单元法(CFD-DEM)耦合动力学模型;2.通过捕捉颗粒-壁面碰撞点分布,得到不同流道结构及流体粘度下的颗粒-壁面作用范围;3.建立无量纲化材料去除方程,探明非约束及约束空间流场内流体粘度对材料去除分布的影响。方法:1.将颗粒视为理想刚体,对流体运动及颗粒运动分别进行建模,通过求解流体对颗粒的作用力以及网格单元内流体体积分数实现两者之间的交互耦合,进而得到流场内颗粒的运动规律;2.采用软球接触模型描述颗粒-壁面碰撞过程,进而得到不同流道结构及流体粘度下的颗粒-壁面碰撞落点分布;3.计算颗粒-壁面冲击速度及冲击压力,通过无量纲化材料去除方程,得到约束空间及非约束空间内不同流体粘度下的工件表面材料去除分布。结论:1.流道结构及流体粘度会极大影响颗粒-壁面碰撞落点分布;在本文算例中,为获得均匀的工件加工效果,应采用较低粘度流体,并使抛光盘做周期性自转运动。2.随着流体粘度的升高,流体输运颗粒的能力增强,在非约束空间内的颗粒对壁面的碰撞冲击越剧烈,但在约束空间内的碰撞作用力减弱;在本文算例中,为获得更为均匀的材料去除分布,应采用较低粘度流体。3.借助粒子图像测速法得到了壁面处颗粒速度分布,并与模拟结果进行对比,验证了建模方法的有效性。     

板材热轧过程速度场与温度场的耦合数值解法

板材在国民经济各部门都有着广泛的用途.板材轧制是一个非常复杂的金属变形过程,主要体现在轧件变形区域的速度场与温度场之间的相互作用.为达到模拟轧制变形区真实速度场与温度场的目的,文章探讨了板材轧制过程速度场与温度场的二维耦合数值求解.做了如下工作:(1)分列咬入单元,实现耦合,并编程计算;(2)分析轧制变形区的温度场;(3)分析轧制力.     

周期性脉动流体管路输送系统压力分布求解

泵输出的周期性脉动流体的压力脉动，是引起流体谐振、激励管路振动和噪声的主要原因．为了减少振动造成的故障，人们从两方面进行研究：一是研究开发高性能滤波器，消除和抑制脉动压力幅值；二是合理设计管路结构参数，避免流体谐振．两者均需计算不同结构参数和频率下的脉动压力，了解其幅频特性。本文采用刚度矩阵法，对管路各子系统耦合，求解管路系统压力分布，并进行了仿真与实验验证     

弹性场与电磁场结构的相似性

本文从质量—弹簧系统—维振动与简单电路方程及解的相似性和耦合振动与耦合电路方程的相似性出发,通过拉格朗日方程导出了弹性场的基本方程,利用电磁场的麦克斯韦方程导出了电磁场的亥姆霍兹方程,探讨了弹性场与电磁场在结构上的相似特性。     

大型乙苯脱氢轴径向反应器开发

在冷模实验的基础上,运用欧根方程和连续性方程建立了轴径向固定床中流体的二维流动,通过数值模拟出了二维流动的流场,流体沿轴径向方向的分布;按照传统的化工原理采用冷模实验来测试不同触媒封和流量下的速度场和压力场,研究了触媒封高度和分布器对流体的影响,提出了轴径向反应器最优触媒封高度。     

真实破裂过程分析软件与多物理场耦合软件结构力学模块对比研究

简要介绍了真实破裂过程分析软件系统(RFPA)和多物理场耦合数值模拟软件系统(COMSOL Mul-tiphysics),并分别运用这两个软件系统对受拉应力作用下带孔平板试件和共心圆轴试件在热应力作用下的受力变形特征进行了数值模拟对比分析,指出真实破裂过程分析软件系统的特色在于对材料破坏过程的分析处理,而多物理场耦合数值模拟软件系统的特色在于对于复杂多场耦合问题的求解,将这两种软件系统各自的特色特点结合起来应用于材料破坏过程中的多场耦合问题分析是以后应当努力发展的方向.     

电动伺服振动教学实验平台开发与实践

针对结构振动理论课程内容的复杂性、抽象性和枯燥性等特点,利用机械设计、振动力学及计算机等技术开发了一种用于模拟结构振动的电动伺服教学实验平台,平台主要由振动平台机架、伺服控制单元、动作执行单元、振动平台、激振系统、高清图像快速采集系统、数据采集处理及模态分析系统组成.可对不同类型结构的振型进行教学演示,测试结构的动力特...     

振动问题的计算机仿真与研究

根据单自由度受迫振动的运动方程,运用Matlab软件,将简谐振动、受迫振动、阻尼振动、共振纳入统一的物理框架,采用统一的算法,从振动曲线和振动相图两方面揭示了振动的内在联系.     

宽带波导吸振器吸振性能研究

为了满足对声频振动控制的要求,拓宽动力吸振器的吸振频率范围,本文在对直梁宽频带动力吸振器研究的基础上,研究了螺旋曲梁式动力吸振器.研究表明,该吸振器具有更密集的模态,因而具有宽频带的吸振性能.它的变截面形式使得它具有更强的消耗振动能量的能力,数值分析还表明如果设计合理,在0～1000Hz的频率范围内都可以获得较大的吸振量,有望成为噪声与振动控制新的有效手段.     

电磁振荡与机械振动

电磁振荡与机械振动在形式上具有可比性 ,根据这一特征 ,可从机械振动的角度形象地说明电磁振荡的过程     

弹簧和振动物体质量对弹簧振动周期的影响

从理论上分析了柱形弹簧振动系统的振动情况，并给出了柱形、锥形弹簧振动系统振动周期相对于弹簧质量、振动物体质量的实验结果。     

悬臂筛网振动筛在本钢原料场的应用

研究XBSFJ型悬臂筛网振动筛的基本参数和工作原理,分析XBSFJ型悬臂筛网振动筛的结构特点。该振动筛在本钢原料厂的实际应用,证明了该振动筛的有效性,而通过与椭圆筛的对比分析,说明该悬臂筛具有更好的性能。     

对称双弹簧振子横向振动的复杂性研究

利用MATLAB数值求解对称双弹簧振子横向振动的微分方程,程序设计为对任意选取的系统参数和初始条件,均可绘制出振动曲线和相图.数值实验表明：对称双弹簧振子的横向运动是周期振动,振动特性随初始条件发生改变;当振幅远大于弹簧原长时,横向振动趋于简谐振动,并与纵向振动有相同的周期;当振幅远小于弹簧原长时,横向振动趋于立方非线性振动,其振动周期与振幅成反比.     

确定振动周期的几种途径

振动是典型的运动形式,周期是描述振动的重要特征量,确定振动的周期是分析和讨论振动的重要环节之一.确定振动周期有以下几种途径：用势能曲线分析和确定;用相曲线分析确定;用函级近似法分析;用量纲法分析.     

论平面简谐波波动媒质体元的振动本质

文章分别从动力学角度和运动学角度,通过分析平面简谐波波动过程中弹性媒质体元在受力、机械能以及振动特征物理量等三方面的特点,说明其振动本质不是简谐振动,而是受迫振动。     

载重绳索参数激励横向振动的减振策略

论述了一种抑制载重绳索参数激励横向振动的简便方法. 假设绳索底端的质量受到一个垂直简谐激励并忽略载重绳索高阶振型的影响, 载重绳索的运动方程可以用一个带有立方非线性项的Mathieu方程来描述. 根据Mathieu方程的有关理论, 在载重绳索系统中, 当索端质量垂直振动的频率接近绳索横向振动固有频率2倍时, 一旦索端质量垂直振动的幅度超过某个临界数值时, 绳索将产生参数共振. 为了避免这种现象, 建议在索端质量上加装一个减振器以削减索端质量的垂直振动, 进而抑制绳索的横向振动. 实验验证了该减振方案的有效性.