针对现有的飞轮用无刷直流电机气隙磁密均匀性差、刚度低、功耗高等缺陷,提出一种双圈磁钢结构无刷直流电机方案,并基于现有磁悬浮飞轮结构进行了电机总体结构设计,通过等效面电流法与数值分析法分别对其气隙磁密进行了数学建模与磁场仿真分析,二者分析结果相对误差基本低于5%,验证了双圈磁钢结构无刷直流电机方案设计的合理性。采用有限元软件对双圈磁钢无刷直流电机与传统两种单圈磁钢电机方案进行对比分析,其结果表明,双圈磁钢方案的等效气隙磁密分别提高了57.1%和27.9%,径向气隙磁密最大值分别提高了61%和37.5%,且磁密均匀性明显提高,该结构为无刷直流电机性能的提升提供了新的方案支持。

为模拟动压箔片气体径向轴承在真实机械环境中的工作状态,实时监测其各项数据及性能,在对供气模块、驱动模块等进行分析的基础上,设计并搭建了一种新型动压箔片气体径向轴承实验台。实验台采用“冲压式”涡轮驱动、静压气体轴承支撑主轴。对所设计的涡轮与主轴进行模态分析,对实验台转子系统进行双面动平衡测试,找出转子不平衡的原因,完成了转子的动平衡。该实验台具有测量精度和结构稳定性高、操作方便等优点。

文中采用Icem建立网格模型,针对分流叶片与直流叶片进行气动噪声分析,运用Fluent中Detached Eddy Simulation与Broadband模块仿真,得到分流叶片与直流叶片的近场声源及噪声级区别,分析分流叶片与直流叶片内部噪声产生机理区别,达到控制噪声的目的。

制冷涡轮作为动力涡轮驱动的逆升压空气循环制冷系统(TTC)的核心部件,其气动性能对整机的制冷效果有重要影响。采用数值模拟结合试验方法对匹配后的制冷涡轮进行气动特性研究发现,流体的膨胀过程主要发生在喷嘴通道和叶轮通道进口段。制冷涡轮在设计工况下能很好地满足工作要求,整个流道内流动良好。同时,通过试验对数值模拟的可靠性进行验证,在不同入口条件下通入空气开展试验,通过测量试验模型进出口温度和压力,将其作为数值模拟的边界条件进行数值模拟,并对拟合试验和数值模拟的进出口温降进行分析,结果发现试验值和模拟值的发展趋势一致。

稠油热采井在注入蒸汽过程中,对水泥环力学性能要求较高,准确评价水泥环密封性是保证热采井正常生产的关键。根据热采井生产特点,建立井筒组合体力学模型,提出一套水泥环密封安全系数评价方法。针对辽河稠油热采典型井进行水泥环密封完整性分析,开展隔热管导热系数、水泥环弹性模量、水泥石峰值强度和井口注汽压力对井筒应力的影响分析。分析结果表明:随隔热系数的减小,井筒温度降低,水泥环弹性模量降低,安全系数明显增加;对于辽河热采井,以15 MPa压力注入350℃蒸汽时,若隔热管完好,则水泥环弹性模量小于9 GPa,峰值强度大于30 MPa,能保证水泥环密封完整性。该方法能满足稠油热采井对固井水泥环力学性能的需求,可为注汽过程的密封完整性提供技术支持。