在多对电极电磁流量计系统中,传感器电极阵列的设计影响到整个流量计系统的测量精度.为了得到更高的测量精度,在介绍了多电极电磁流量计基本原理的基础上,用有限差分法求解了电磁流量计的基本方程,并采用弦端压差测量方法研究了不同的电极数目和电极尺寸对平均流速估计的影响,以及这两方面及其他物理条件如管道直径、后继转换电路阻抗匹配在电极阵列优化设计中的相互制约关系.为多电极电磁流量计的电极阵列设计提供了具体而明确的设计准则.

提出了一种基于显微干涉和有限差分法在微悬臂梁上实现曲率精确测量的方法。该方法将使用相移显微干涉法测得的微悬臂梁表面弯曲信息与用有限差分法解析的弯曲量进行对比，再运用拟牛顿算法或最小二乘法得到曲率的最佳匹配值。实验结果表明：使用该方法可获得弯曲量测量值和解析值之间的均方根差值在1．5nm以内的精确曲率值，并且一定的像素偏移带来的误差对曲率测量的结果影响很小。由于方法保留了光学干涉法高分辨率及高精度等优点，并考虑了非理想边界条件的影响，在MEMS残余应力和应力梯度测量中具有较大实用价值。

为模拟圆柱气动噪声的辐射特性,本文利用大涡模拟方法计算了马赫数0.4时圆柱气动力脉动,建立了紧致点声源模型,采用高精度有限差分格式求解了均匀流声学线性欧拉方程(Linearized Euler Equation,LEE),数值模拟了考虑和不考虑对流效应时声波的传播,分析了声波的辐射和衰减特性。仿真结果与声压解析值和大涡模拟直接计算结果基本一致,证明了线性欧拉方程方法对模拟Ma=0.4时圆柱气动噪声的适用性和可靠性;对流效应对噪声传播的影响不可忽视,对上、下游声压有明显的放大、缩小作用,使声波传播方向偏转了约21°;声压与声源距离的1/2次方成反比,与理论一致,对流状态下要考虑多普勒因子修正。

自然界中的昆虫和鸟类大都采用拍翼飞行的策略,其优越的气动表现使拍动飞行方式备受关注.值得注意的是,拍动飞行昆虫和鸟类在实现高机动性的同时,产生的噪音并不十分显著.因此,对拍翼飞行的流固声耦合问题进行研究,揭示其飞行动力学和声学特性,对于应用这类飞行技术具有重要的指导意义.文章采用一种浸入边界法对拍翼悬停时的流固声耦合问题进行数值模拟研究.具体针对刚性拍翼和不同刚度、质量比的柔性拍翼进行了数值模拟,分析了拍翼刚度和质量比对拍翼悬停时的升力和声学特性的影响.结果表明拍翼的转动能有效增加升力,提高效率并降低拍翼运动产生的声音;同时悬停拍翼的近场声受涡的影响明显,尤其是在较大的转动角度时;引入适当的弹性可有效提高拍翼在悬停时的气动表现,包括提高升力系数和效率;综合考虑气动和声学表现,可以看出...

介绍了某重型燃气轮机支承轴承的几何结构和运行参数。并利用有限差分法对轴承油膜的广义雷诺方程进行了数值求解,模型中考虑了能量方程、热传导方程、热弹变形方程、黏温方程等。对轴承油膜的压力场和温度场,以及功耗、油膜厚度、流量等静特性参数进行了数值求解,并对轴承的油膜刚度和阻尼系数进行了求解。对各参数的计算结果进行了评估,对各参数与转速之间的变化规律进行了探讨。

考虑密封介质粘度随压力和温度的变化,建立了流体静压型机械密封的流体润滑理论模型,采用有限差分法对广义Reynolds方程、广义能量方程、热传导方程等控制方程进行耦合求解,获得了介质温度瞬时升高对机械密封温度分布及密封性能参数的影响规律。结果表明,密封介质温度瞬时升高使端面开启力先增大后减小,泄漏率增大,液膜中各点温度值升高,而摩擦力减小,随着时间延长最后各密封性能参数均趋于稳定值;当热惯性系数较小时,开启力和泄漏率初始阶段增大趋势快,摩擦力减小趋势快,对于不同热惯性常数,密封性能参数达到的稳定值不变。

以小型水下航行器艉轴用机械密封为研究对象，提出了抛物线型流体静压型机械端面密封（PHS-MS）二维轴对称模型；兼顾流体粘度随压力和温度的变化，采用有限差分法对Reynolds方程、能量方程、热传导方程及其他控制方程组成的耦合数学模型进行了数值计算；在相同的几何与环境参数下，通过PHS-Ms与传统锥形（锥角卢）流体静压型机械端面密封（CHS-MS）密封性能对比，表明在同等开启力下，PHS-MS泄漏量更小，提高了小型水下航行器运行的安全性及航程；研究了几何参数对PHS-MS密封性能的影响规律，获得了最优几何参数。

本文数值模拟了超声速飞行物体与爆炸波相遇后产生的两波干扰流动，采用了激波捕捉、有限差分法和LU-TVD格式。同得到的实验结果对比，计算结果反映出了两波作用后的复杂流动，并且可清楚地看到飞行体头部产生的弱接触面，与实验符合较好，同时进一步模拟了飞行体以-5°攻角飞行时与爆炸波相遇后的流动。

为了获得轴向柱塞泵平面配流副的动态压力分布,基于雷诺（Reynolds）方程推导了柱坐标下封油带内任一点的压力计算模型,根据转子转动角度动态更新边界条件,利用有限差分法求解配流副油膜的动态压力分布。结果表明,配流副油膜压力在封油带内呈非线性,并且会产生使转子偏转的固有偏心力矩以及周期性偏心力矩,从而导致配流副油膜的动态变化。

为求解高压条件下锥形配流副的润滑模型该文提出了综合应用有限差分法、液阻网络法和约束最优化复合形法的二元二目标复合形法研究表明了模型解的存在性和唯一性并通过实例应用二元二目标复合形法对润滑模型进行了求解。实例结果显示平衡油槽的无量纲压力随工作压力的变化保持恒定配流间隙随工作压力增大呈线性减小而偏心率在工作压力范围内均略小于0最小为-0.036。研究为锥形配流副弹流润滑特性的分析及其设计提供了参考。