最新刊期
2013年第47卷第11期
- 摘要：针对燃气透平叶片蒸汽冷却问题,建立了透平叶片内冷通道实验系统。该系统主要包括蒸汽的发生器和调节器、整流段、带测量仪器的实验段、实验段加热装置、排气段、数据采集系统和控制系统。对10种不锈钢带肋实验段中的蒸汽传热和摩擦特性进行了实验研究,其中实验段的宽高比分别为0.25、0.5、1、2、4,肋角度分别为30°、45°、60°、90°,雷诺数为10 000～80 000,由此建立了反映雷诺数、肋角度和通道宽高比影响的传热和摩擦特性实验关联式。结果表明:带肋面宽度的增加使得蒸汽的传热和摩擦阻力增大; 雷诺数的增加使得蒸汽的传热显著增强,但是对流动摩擦因子的影响不大; 肋角度为60°时蒸汽传热和摩擦系数最大。该结果可为先进的高温燃气透平蒸汽冷却叶片的设计研究提供参考。关键词：燃气轮机;带肋矩形通道;蒸汽冷却;换热特性;摩擦特性1991|5|6更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了预测换热器表面酸蒸气的凝结行为,发展了一种新的数值计算模型。该模型通过结合H2SO4-H2O溶液的气液平衡实验数据和多元组分传输理论,能够实现壁面附近硫酸溶液(硫酸和水蒸气分压力)和烟气侧组分含量耦合,以及流体和固体界面耦合条件下凝结换热过程的数值求解。通过与已有实验结果的对比,验证了模型的可靠性。模型被用于一种在余热利用场合广泛采用的H型翅片管换热器,并给出了换热器表面的酸沉积率和酸液质量分数的分布。分析结果表明:在换热器翅片上,酸液质量分数的三维分布和翅片表面温度分布规律相一致; 水蒸气体积分数升高会导致酸液质量分数急剧下降和沉积率上升,增加换热器低温腐蚀的风险; 与此相反,增大烟气温度会导致酸液质量分数升高和沉积率下降,降低腐蚀的可能性。关键词：余热利用;硫酸蒸气凝结;多元组分传输2035|4|1更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了研究掺氢对天然气预混湍流火焰与流场的耦合作用,利用平面激光诱导荧光探测了CH4/H2/air预混湍流火焰前锋面结构。采用不同孔径和开孔比的湍流产生板在本生灯出口产生不同的湍流流场,定量测量了湍流流场的特征尺度,并计算了实验条件下的层流火焰特征参数,分析了掺氢和湍流强度、湍流尺度对CH4/air混合气预混湍流火焰中流场与火焰相互作用的影响。结果表明,掺氢明显地增强了火焰前锋面褶皱,火焰褶皱程度随湍流强度的增大而增强。火焰高度随掺氢比的增加而略有降低,随湍流强度增大而增加。掺氢引起火焰自身不稳定性增强,导致火焰前锋面受湍流扰动影响增强,引起预混湍流火焰前锋面褶皱增强。关键词：平面激光诱导荧光;预混湍流火焰;火焰前锋面结构;掺氢1929|4|7更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了探索、解决水下航行器能源补给问题,设计了一种用于水下航行器的垂直轴海流发电装置,并利用二维非定常流体力学计算研究了不同尖速比下叶片截面翼型、叶片弦长、叶轮阻塞度等结构参数对叶轮受力和功率输出特性的影响。计算时基于了雷诺时均N-S方程,湍流模型采用重整化群的k-ε模型,计算域网格用GAMBIT软件将其划分成静止域和旋转域两部分,并通过滑移网格技术实现了静止域和旋转域的相对转动。计算结果表明:叶片厚度增加,叶轮在较小尖速比下可获得更高的扭矩峰值和捕获功率峰值; 叶轮阻塞度对叶轮输出影响显著; 采用NACA0015翼型的叶轮,当水流速为0.5 m/s、尖速比为2、叶轮阻塞度为0.266 5、叶片弦长为150 mm、叶片展长为1 m时,最大平均捕获功率约为25 W。该结果可为水下航行器发电装置的受力和功率输出特性研究提供参考。关键词：水下航行器;海流发电装置;计算流体力学;滑移网格1794|4|5更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了解决低负荷运行时锅炉给水温度下降的问题,在回热系统中引入喷射式热泵,再利用主蒸汽引射压力回热抽汽,使混合蒸汽进入低负荷加热器后为给水加热,以提高给水温度。研究发现:当引射比增加时,混合蒸汽压力逐渐下降,且存在使机组热效率最高的最佳引射比; 对于某660 MW超临界空冷机组的60%负荷工况,最佳引射比为0.65,给水温度提高36.4 ℃,机组发电煤耗率下降1.2 g/(kW·h); 在最佳引射比附近,当引射比变化时,系统节能效果变化比较平缓。系统设计时,根据脱硝装置的要求,考虑低负荷加热器的成本,合理选择引射比可获得最佳的经济性及节能减排效果。关键词：喷射式热泵;回热系统;热经济性2236|4|2更新时间：2025-07-09
- 摘要：鉴于当前针对有机朗肯循环(ORC)和工质的研究大都选取特定循环和工质作为研究对象,缺乏对变工况下工质与系统匹配问题的系统研究,使用蚁群优化算法,以基本有机朗肯循环(BORC)、内回热有机朗肯循环(IHORC)为研究对象,计算比较了不同ORC系统在最佳工况下的系统性能,总结了不同临界温度的工质与不同热源工况的相互匹配关系。结果表明:在相同热源温度下,与BORC系统相比,IHORC系统具有较高的火用效率; 根据BORC系统性能参数随热源温度的变化规律,总结出了所考查的工质各自对应的原则可用温度区间; 当热源温度接近该区间上限值时,系统获取的热量火用增加,净输出功增加,工质的热力学性能得到了充分发挥; 采用临界温度较高的工质时,冷凝器可能真空运行引起运行不稳定,系统经济性下降; 按照工质可用温度上限与热源温度尽量相近的标准,可确定与不同热源温度区间相匹配的最佳工质。关键词：有机朗肯循环;中温余热;匹配关系;蚁群算法;火用效率1771|4|3更新时间：2025-07-09
- 摘要：采用计算流体力学软件CONVERGE对进气道喷射汽油机冷起动阶段可燃混合气的形成进行了三维数值计算,计算中采用多组分燃油模型研究了转速、气门升程、非对称气门升程、进气道导流板及进气正时对混合气形成的影响规律。结果表明: 冷起动阶段,随着起动转速的提高,缸内当量比有所下降,缸内湍动能大幅度提高; 低气门升程时缸内会出现逆时针滚流,滚流比降低; 非对称气门升程时缸内切向滚流比和涡流比大幅度提高; 进气道中加入导流板时缸内滚流比和湍动能提高,闭阀喷射时缸内混合气更浓、混合更充分,开阀喷射时缸内混合气更均匀,由此避免了局部浓区出现; 推迟进气门的开启能明显增加混合气充量,提高缸内当量比。关键词：汽油机;冷起动;混合气;数值模拟1761|4|1更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对轴向柱塞泵流量脉动大且难以控制的问题,提出了一种通过机械安装减小轴向柱塞泵脉动的主动控制方法。机械安装中将2个柱塞泵的吸油口相连,2个柱塞泵的排油口相连,柱塞泵轴端装有同步带轮并用同步带连接,以实现柱塞泵错相位并联。从轴向柱塞泵流量基础理论入手,以降低轴向柱塞泵流量脉动为目的,对2个奇数(偶数)柱塞的柱塞泵错相位并联安装时的脉动进行了分析,并与单个奇数(偶数)柱塞泵流量脉动进行了对比,在此基础上通过Matlab对轴向柱塞泵的瞬时流量进行仿真。结果表明:2个奇数(偶数)柱塞的柱塞泵错相位并联安装时,瞬时流量增加了2倍,脉动减小且为单个柱塞泵脉动的1/4。该方法可为提高液压系统稳定性研究提供参考。关键词：错相位并联;柱塞泵流量脉动;主动控制方法;Matlab仿真1982|4|6更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了准确预测复杂机械系统装配界面的接触特性,构建了一种考虑侧接触的微凸体弹塑性接触力学模型。利用塑性流动下体积守恒的原理,解决了单对微凸体在侧接触形式下接触力学模型难以表征的问题。以微凸体接触力学模型为基础,通过引入微凸体接触点处的等效曲率半径参数,结合装配界面微凸体、装配界面压力的分布规律,将微凸体接触特性扩展到复杂机械系统的整个装配界面。与弹性-塑性接触模型在接触载荷方面的预测结果比较表明,提出的微凸体侧接触弹塑性力学模型与弹性-塑性接触模型在弹性接触载荷预测方面基本相同,但在完全塑性接触载荷预测方面存在较大差异,且两者预测结果的差距随塑性指数和载荷的增加而增加,因此所提出的模型在完全塑性接触载荷预测方面更为接近有限元分析的结果。关键词：装配界面;微凸体;侧接触;弹塑性模型1938|4|7更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了研究双驱伺服进给系统热特性对数控机床精度的影响,建立了二元非线性综合热误差模型。以精密坐标镗床为对象,在不同进给速度下,利用激光干涉仪、红外热像仪及温度位移采集系统进行同步测量,对整机温度场分布、热变形的变化进行测试,分析进给系统热误差与丝杠特征温度、位置坐标及热平衡时间的非线性映射关系。结果表明:双驱结构易造成温度场梯度分布不均匀而产生热变形,热误差与丝杠特征温度成指数关系,且与坐标位置成线性关系; 进给轴位置距离电机越远,定位精度越低,热误差越大,且热误差及热平衡时间随进给速度的提高而递增; 热误差模型预测精度可达85%,对不同工况具有较好的通用性。关键词：双驱进给系统;热变形;温度场;热误差模型1943|4|14更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了得到矩形微悬臂梁的谐振频率与流体密度的理论关系式,建立了微悬臂梁与流体的耦合振动微分方程。通过叠加微悬臂梁的真空振型替代微悬臂梁的流固耦合振型,将流体对微悬臂梁的影响转换为流体动压力,利用真空振型的正交性对振动微分方程进行求解,从而得到悬臂梁谐振频率与流体密度的函数关系。在此基础上,对浸没于10～30 ℃正庚烷和异辛烷中的单晶硅微悬臂梁的谐振频率进行理论计算、仿真分析和实验测量,将谐振频率的理论计算值分别与仿真和实验值进行比较,结果表明:理论值和仿真值的绝对偏差低于2.8%,理论值和实验值的绝对偏差低于0.9%,验证了悬臂梁的流固耦合谐振频率与流体密度理论关系式的正确性,为流体密度的测量和传感器尺寸的微型化提供了理论基础和参考依据。关键词：流固耦合;微悬臂梁;密度;谐振频率7|4|3更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了提高数控机床的加工精度,降低由摩擦造成的轮廓误差,针对传统摩擦误差补偿方法难以达到最优补偿效果的问题,提出了一种针对数控机床进行摩擦误差自适应补偿的方法。该摩擦误差补偿方法通过摩擦补偿参数学习算法对摩擦误差补偿脉冲幅值进行粗、精学习,并采用广义回归神经网络拟合生成具有高精度的摩擦补偿脉冲幅值函数,实现了对摩擦误差自适应补偿。对X-Y轴工作台的摩擦误差自适应补偿实验结果表明,不同工况下过象限处的圆轮廓误差峰值及摩擦补偿效果评价值均降低55%以上,与常规矩形摩擦补偿脉冲相比,具有对伺服进给系统冲击小、摩擦补偿特性适应性强和补偿效果好的优点,能够有效地提高机床的加工精度。关键词：摩擦误差;误差补偿;伺服进给系统;加工精度1947|4|6更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对空空导弹飞行控制系统中存在的弹体强非线性、参数不确定等问题,提出一种依据系数图鲁棒控制原理和导弹动力学特性的多项式结构空空导弹控制器设计方法。通过导弹系数图分析,获得等效时间常数、稳定性指数和裕度等对控制系统特性的影响参数。采用综合时域响应快速性和频域稳定裕度性能构建评价适应度函数,通过遗传算法优化流程对控制器参数进行优化,使优化后的控制系统得到更好的综合性能。不同特征点模型的仿真实验结果表明,所设计的控制器能够获得更好的响应特性和参数鲁棒性,且控制系统结构简单、易于工程实现。关键词：空空导弹;系数图多项式法;鲁棒控制1793|4|0更新时间：2025-07-09
- 摘要：为了研究单个结构参数值遵循均匀分布规律随机变化时梁的高频振动响应统计特性,提出了随机参数能量有限元方法。该方法利用传统能量有限元方法,得到了确定梁结构能量密度响应的解析解,运用连续型随机变量的期望和方差公式,得到参数随机时系统任意位置处响应的均值和方差,并与能量密度模态解的蒙特卡罗仿真结果进行了比较。梁的截面宽度、高度及密度随机变化的响应统计特性的对比结果表明,响应方差对截面宽度的变化最敏感,对密度最不敏感,能量密度的方差随梁上位置坐标的增大呈先增大后减小的趋势,在激励点处取得最大值。为了保证系统响应值的稳定,在结构设计时尤其要注意保证截面高度的精度。关键词：能量有限元;梁结构;方差1692|4|3更新时间：2025-07-09
- 摘要：对低温加热工艺生产的普通取向(common grain-oriented, CGO)硅钢的高温退火过程进行了中断实验,材料为含3.0% Si、0.5% Cu、0.009 8% S(均为质量分数)的以Cu2S为主抑制剂的普通取向CGO钢。原始板坯厚度为230 mm,于1 200 ℃均热后经4道次粗轧、7道次精轧至2.3 mm; 热轧板采用两次冷轧法轧至0.3 mm,中间完全脱碳退火,最后于1 200 ℃高温退火。最后样品的磁性能:铁损P17/50为1.182 W/kg,磁感应强度B8为1.897 T。借助配有EDAX OIM电子背散射衍射(EBSD)系统的ZEISS SUPRA 55VP扫描电子显微镜,对高温退火过程中高斯晶粒的演变进行了研究,结果表明:升温过程中晶粒尺寸增长缓慢,650 ℃时取向分布函数(ODF)图出现高斯织构组分,但强度很弱,高斯晶粒偏离角小于9°; 950 ℃时高斯晶粒平均生长速度超过其他晶粒; 950～1 000 ℃时高斯晶粒异常长大,偏离角降至约3°; 在950 ℃之前高斯取向晶粒相比于其他晶粒没有尺寸优势。关键词：取向硅钢;高斯织构;二次再结晶;晶粒尺寸1773|4|1更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对有限空间、半无限大空间和无限大空间3种开放式流动系统的进口类型,采用无网格移动粒子半隐式法,依据进口附近新增流体变形程度不同的特点建立了相应的进口速度边界模型。通过控制进口流速和添加固体边界来避免模型可能产生的流动不连续和自由面形状不光滑、不规则等问题。基于该模型,在三维情况下模拟实现了两个圆柱形喷嘴的液柱喷射及互击碰撞过程。液柱碰撞在系统的对称面上产生了一层液膜,该液膜在一定碰撞参数下的形状、厚度、鞍部的高度和流场速度分布等信息及其非定常变化过程均可以从计算结果中进行提取和研究。数值模拟结果符合物理原理,模型的建立扩展了移动粒子半隐式法的应用范围,规范了进口模型的科学使用,使计算更加便捷和精确。关键词：无网格法;移动粒子半隐式法;进口流动;液体喷注1680|4|5更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对启停车过程中振动信号倍频分量对转频分量幅值和相位的影响问题,提出了一种基于分数阶域滤波提取转频振动分量的方法。该方法把分数阶傅里叶变换引入到回转机械启停车过程振动信号的预处理中,消除其他倍频振动分量的影响,提取出反映失衡信息的转频分量。仿真信号和实验测试信号的分析结果表明,与其他方法相比,分数阶域滤波更适合处理启停车过程的振动信号,能够有效地去除倍频和噪声信号的干扰,提取出平整的转频振动分量。该算法简单,易实现,为回转机械失衡信息的预处理提供了一种有力手段。关键词：分数阶傅里叶变换;滤波;启停车过程;回转机械1719|4|2更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对运行模态分析和独立成分分析技术不完善、可能会识别出虚假模态等缺点,提出一种新的利用主成分分析进行模态参数识别的方法。基本思想是找出模态振型与线性混叠矩阵之间及各阶模态响应与主成分之间的对应关系,并将模态参数识别问题转化为结构响应数据的主成分分解问题。不同状态下梁的仿真结果表明,仅以系统结构的时域响应数据为对象,利用含观测噪声基于主元抽取的主成分分析算法,就可以识别响应中占主要贡献的各阶模态振型和固有频率,且适用于不同边界条件、载荷类型及加载位置,对高斯测量噪声也不敏感,可应用于独立模态控制方法中被控系统的辨识与建模、最优控制点选择、作动器安装位置和控制频率确定以及减振效果预估。关键词：模态参数识别;主成分分析;振动时域响应数据;信号处理1859|5|8更新时间：2025-07-09
- 摘要：基于显微CT扫描信息,建立泡沫金属材料二维细观有限元模型,考虑不规则胞孔的不均匀分布,根据试验结果拟合孔壁材料的弹塑性本构参数,分析了泡沫金属材料在动态压缩过程中的变形特性和弹塑性波的传播,重点讨论了泡沫金属作为防护材料的吸能机理和吸能特性。结果表明,对于相对密度为0.3的泡沫金属,在高速压缩至应变0.8的整个过程中,塑性波在泡沫金属试件中发生2次反射,试件经历3次压缩过程。相应地,泡沫金属的动能-应变曲线可以分为初始上升段、下降段和二次上升段3个阶段。内能和总能量变化曲线均单调增加。动能在第一次压缩结束时达到极大值,在第二次压缩结束时达到极小值; 冲击速度越大,动能、内能和总能量均增长越快,动能在总能量中的比例逐渐增加,而内能在总能量中的比例减小。关键词：泡沫金属;动态压缩;弹塑性波的传播;细观有限元模型1845|4|7更新时间：2025-07-09
- 摘要：综合考虑间隙、非线性刚度、摩擦及碰撞阻尼,建立了铰链等效模型,并基于该等效模型建立了含铰可展桁架结构动力学模型。根据铰链的变拓扑结构特点,提出了适用于解决时变非线性动力学问题的附加力方法,对多自由度平面和空间可展桁架进行了动力学仿真,得到了可展桁架的动力学响应。通过设置不同铰链参数和外部激振条件,分析了不同间隙、激振力、摩擦力对含铰可展桁架频率和幅值的影响,结果表明:间隙和激振力增大可导致桁架固有频率降低,响应幅值增大; 摩擦力增大可提高桁架的固有频率。多单元桁架伸展臂的动力学试验结果验证了文中建立的含铰可展桁架动力学模型的正确性。关键词：可展桁架结构;间隙铰;非线性动力学;建模1770|5|2更新时间：2025-07-09
- 摘要：在二维情况下,针对配点型无网格粒子法中复杂边界区域的离散困难问题进行了系统的研究,提出了一套高精度均布离散方法。采用将二维问题降阶为一维问题的思路,先对边界进行离散并对内部进行填充,再利用粒子的不可压缩模型和自适应性质对预离散结果进行调整,以实现均匀离散。分别对直线元素和曲线元素几何图形的离散过程进行分类研究,给出了翼型等复杂曲边区域的粒子布置。结合算例对角点附近粒子间距过近的问题进行分析,并给出了一种解决方案。结果分析表明,该方法在精确表达复杂形状的基础上实现了粒子均匀离散,大幅提高了布置效率和工程应用价值,为解决三维复杂问题提供了研究基础。关键词：无网格法;移动粒子半隐式法;离散方法;自适应1566|4|3更新时间：2025-07-09
- 摘要：针对壳聚糖上的氨基在酸性溶液中易质子化,从而限制了应用的问题,对壳聚糖的交联改性进行了研究。首先用柠檬酸三钠和环氧氯丙烷为交联剂制备了改性壳聚糖(CTS-CA-ECH)珠粒,然后运用热重分析、红外光谱和X射线衍射等手段进行了表征,由此探讨了pH值、温度、吸附时间、离子溶液初始浓度对CTS-CA-ECH珠粒吸附铜和铅离子的影响,研究了CTS-CA-ECH对铜和铅离子的吸附动力学和吸附等温特性,并进行了吸附剂的再生实验。结果表明:改性后的壳聚糖对铜和铅离子的吸附可由二级吸附动力学和Langmuir吸附等温模型描述,CTS-CA-ECH珠粒具有良好的再生吸附性能。关键词：壳聚糖;柠檬酸三钠;环氧氯丙烷;交联;吸附20|4|7更新时间：2025-07-09
- 摘要：《西安交通大学学报》是西安交通大学主办的自然科学综合性学术理论刊物,它以马克思列宁主义、毛泽东思想和邓小平理论为指导,以促进科学技术发展、培育科技人才、为社会主义现代化建设服务为宗旨,坚持以0|2|0更新时间：2025-07-09
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