利用管道湍流速度分布定律,提出解决第一类多尺度模拟存在的空间尺度匹配问题的新方法,即切割流场模型。并运用COMSOL Multiphysics多物理场数值模拟软件,对不同流向、流速、尺寸规格且覆盖有腐蚀产物膜的异径管进行了流-固耦合分析。结果表明：切割流场模型的计算结果较相似准则模型更贴近原始模型。异径管腐蚀产物膜最大变形量出现在小端,且与流向无关。随着流速和异径管大端与小端直径比的增大,腐蚀产物膜的变形量逐渐增加。

纤维缠绕复合材料压力容器(COPV)由于其轻质高强及先漏后爆等特性在航空航天、路面交通和石油化工等领域得到广泛应用。基于纤维缠绕工艺的特点,提出了一种新型无焊缝连接金属内衬COPV结构及其制备工艺。并通过缠绕工艺及在封头直边设置密封槽,解决了内衬的封头与筒体之间的连续性和密封性问题。基于该结构的特点,一种辅助成型工装被发明,成功实现了这种新型内衬结构的缠绕成型问题。之后,通过液压试验验证了该结构的可行性,该新型容器能够承受110 MPa的爆破设计压力。进一步对容器剖面进行宏观分析,获得了该结构的三种损伤模式。最后,基于Chang-Chang失效准则及层间内聚力失效模型,通过编写用户子程序VUMAT建立了该新型结构的有限元计算模型,确定了分层损伤为该结构的主要损伤模式及位于封头与筒身过渡区的纤维拉伸断裂为该结构的主要...

高速流体流过弯管时，在弯管内侧面出现分离流和二次流现象，导致流体能量损失。为了降低由于流体碰撞管壁造成的能量损失，以直径300mm的管道为研究对象，设计了一种安装在弯管前端的异形扰流子，以期减小弯管处压力损失。运用计算流体力学软件FLUENT，采用RNGk-ε模型和SIMPLE算法求解不可压缩Navier-Stokes方程，在5种雷诺数下对加装不同结构参数扰流子的弯管进行全流场数值计算，分析扰流子叶片转角、叶片长度和扰流子安装距离对弯管进出口压力降的影响。结果表明：在不同雷诺数情况下，未加装扰流子弯管数值模拟结果与理论计算结果基本一致；扰流子叶片转角α和长度L均对弯管压力影响显著，能够有效降低弯管进出口压力损失。

针对传统螺栓预紧连接中螺纹牙根部应力集中现象严重,螺栓易发生断裂失效的现状,设计出了一种柔性螺母结构。采用有限元计算方法,探讨了柔性螺母结构参数对螺栓连接应力分布的影响,并分析了相关作用机制,得到如下结论：相比于普通螺母连接,柔性螺母连接的螺栓第一道螺纹牙应力下降约为54%,应力集中程度明显减小,最大应力下降了37.1%,螺纹应力沿轴向分布趋于均匀,降低了螺栓发生疲劳断裂的风险;螺母螺纹牙的最大应力下降了14.7%,不均匀程度也有改善;支撑面倾角θ的存在,只是改变了螺栓连接系统的应力分布状态,其大小的改变对降低结构应力水平的影响不大;当D/e在1.15左右时,柔性螺母变直径处的应力集中可以减小甚至消除;柔性螺母连接的螺纹牙最大应力及其应力均匀化程度,与柔性螺母总厚度H的增加和支撑面宽度L呈正比,与六角段厚度h呈反比...