针对潜艇所用的低压大流量溢流阀在研制过程中出现的静、动态性能差的问题,通过集中参数和数值分析两种方法,分析其性能是否符合相关指标的要求。基于集中参数法推导溢流阀动力学模型,采用MATLAB/Simulink建立了仿真分析模型。基于有限体积法、层铺网格等数值分析方法,采用FLUENT流体仿真软件计算了溢流阀的静、动态特性。在此基础上,调整弹簧刚度、阀芯摩擦力及节流孔孔径等因素,分析了上述因素对静动态特性的影响。

腐蚀是危害管道性能和影响运输安全的重要因素。采用有限元软件建立复杂矩形和圆形两类腐蚀缺陷管道模型,通过全尺寸爆破试验数据对模型进行验证。分析复杂矩形腐蚀缺陷的长度比、宽度比、深度比和复杂圆形腐蚀缺陷的半径、深度对管道失效行为的影响,基于数值分析结果对管道完整性进行综合评价。结果表明:模型误差为4.2%~4.6%,低于试验误差;两类复杂腐蚀缺陷区域应力均呈对称分布,环向应力均大于轴向应力;复杂矩形腐蚀缺陷的深度比对失效压力影响最大,宽度比最小;当长度比达到0.5后,管道失效压力稳定在9.5 MPa;复杂圆形腐蚀缺陷的浅腐蚀深度对管道性能影响更为明显;轴向力对管道失效压力影响较小。

胀接压力适宜控制范围的确定,关键在于准确计算胀接后换热管与管板间的残余接触压力。现有残余接触压力理论计算方法忽视换热管反向屈服问题,导致残余接触压力计算值与实际不符。文中基于材料理想弹塑性和平面应变假设,给出了Mises屈服准则下胀接残余接触压力理论计算方法详细推导过程,讨论分析了换热管弹性模量、屈服强度、壁厚等变化对残余接触压力的影响,该方法可适用于先焊后胀胀接工艺下胀接残余接触压力预测。

为了研究沟槽对滑动轴承性能的影响,在滑动轴承上增加螺纹槽,运用有限差分法求解雷诺方程,构建绝热流动能量积分方程的外啮合齿轮泵滑动轴承热流润滑模型。基于Matlab数值仿真并采用正交设计表讨论了不同螺纹槽结构参数对滑动轴承承载力和温升的影响。

在构建旋回流非接触式气爪几何模型和控制方程的前提下,对气爪内部流场特征及影响其吸附性能的关键参数进行数值分析.结果表明：单进气口的气爪,负压中心与气爪的几何中心存在偏移,并且,在回旋流向下运动的同时,负压中心也会随之发生迁移;当气爪的几何参数、工作条件为定值时,存在最适宜的气膜间隙,可使负压值和吸附力达到峰值;双进气口的气爪比单进气口的气爪具备更好的吸附稳定性;在单进气口气爪的气室内增加螺纹式凹槽,可在一定程度上提高吸附稳定性.

研究了一种为非能动核电站主控室应急可居留系统设计的折弯式阻性消声器。为了分析该型消声器的声学特性，基于ANSYS和FLUENT软件，对管路消声元件的性能进行三维数值模拟，提出采用等效阻抗方式的复杂结构阻性消声器性能计算方法，分析了消声器的传递损失和流阻损失特性。通过搭建试验台试验验证了模拟分析的结果，结果显示在中高频范围的数值模拟结果与试验结果能较好吻合。该型折弯式阻性核级消声器可有效提高吸声效果、减少通过频率，在整个频段上有较好的消声特性，研究结果为该型消声器的应用提供了依据。

以某离心制冷压缩机首级模型为研究对象,通过数值计算对比了单圆弧中型线、CCR中型线(切向速度线性变化)和MMR中型线(角动量线性变化)3种回流器,研究了回流器中型线对压缩机级性能和流场的影响规律。数值计算结果表明,回流器中型线对压缩机级性能和流场影响显著。单圆弧中型线回流器压缩机级性能最优,CCR中型线回流器次之,MMR中型线回流器最低。其中,CCR和MMR中型线回流器压缩机级绝热效率峰值较单圆弧中型线回流器级分别降低1.2%和3%。在实际工程应用中,适当增加回流器前半段叶片载荷,能降低由于回流器尾缘载荷过大造成的流动分离损失。

为了研究双吸泵所受径向力,采用RNGk-ε湍流模型分别对原型双吸泵和重心偏移后的双吸泵进行数值模拟。通过模拟分别得出了原型双吸泵和不同偏心距和偏心角度下双吸泵外特性、中心截面以及作用在叶轮上的径向力特征,将其进行互相对比分析。研究结果表明:设计工况下,4种偏心距和4种偏心角度的扬程上下浮动范围在0%~0.5%,效率降低范围在0.08%~1.18%,小流量工况和设计工况下,偏心距越大,径向力变化越明显,越接近设计工况时,叶轮所受径向力越小;特别地,0.8Qd,ω=180°时,Fd=2>Fd=6>Fd=8,在ω=180°,d=4mm时径向力出现较大范围波动。径向力较为理想的几点为:0.8Qd下,ω=0°、1.0Qd下,ω=270°和1.2Qd下,ω=0°和ω=270°;通过对比设计工况下原型泵和偏心泵试验结果,表明本文所用数值计算方法及三维模型可靠性较高,进行径向力分析具有一定可信度。。

为了解不同操作压力下的激波特性,采用试验与数值分析相结合的方法,测得不同出口压力下(0.105,0.110,0.115,0.120,0.125,0.130,0.135MPa)的喷射系数;采用FLUENT软件分别分析了不同出口压力、工作压力下的内部静压分布和马赫数分布;对试验值与仿真值进行对比分析,平均误差率为12.5%,验证了模型的准确性。结果表明:受操作工况的影响,压缩器喷嘴出口处和扩散器内出现了激波,且在工作压力和引射压力一定的情况下,喷嘴出口处的激波是不随出口压力的变化而改变的;压缩器出口压力为0.105~0.12MPa时,扩散器内出现了双激波,压力为0.125~0.13MPa时,扩压器内出现了单激波,双激波使得流体由超音速减至亚音速时消耗了大量的能量,而单激波时消耗能量则较少;压力为0.135MPa时,喷射器出现回流,不能正常工作;在出口压力为0.125MPa,吸入口压力为0.074MPa,当工作压力为0.4MPa时,压缩器内部出

利用计算流体动力学(CFD)技术对液压锥阀流场内部流动情况进行了数值模拟.针对阀口附近压力梯度大、速度突变的特点通过对该区的流线、流型及压力分布情况进行分析发现由于高速流动和流体脱离而产生的低压区以及旋涡流动是阀内气穴产生的根本原因.该研究对于建立基于流场仿真预测阀口气穴的方法以及对液压元件的气蚀、噪声控制都具有重要的参考价值.