简介:在多维流体动力学计算中,流体运动和计算网格的关系可以分为两种情况。一是Lagrangian方法,即网格跟随流体运动;二是Eulerian方法,即流体流过固定;下动的网格。一般计算网格的运动是任意的。这就对应于任意Lagrangian—Eulerian(ALE)方法。ALE方法的核心是通过调整网格运动,使得数值模拟的精度、效率有所提高。它的主要步骤是:显式Lagrangian步;网格重分,即得到新的计算网格;物理量重映,即将Lagrangian步的计算结果变换到新网格上。在这3步中,较少研究网格重分。数值模拟和网格重分的一个基本前提是网格是合理的,或者说网格不能发生翻转,网格应当是凸的。而Lagrangian步数值模拟会造成网格扭曲,因此在网格重分前进行网格解扭是十分必要的。文中描述了通用的网格解扭、重分算法,使得解扭、重分后的网格有较好的几何品质,同时尽可能接近Lagrangian网格。
简介:用有限时域差分方法(FDTD)对比研究了下列二维光子晶体的带隙:第1组,半径r=0.2μm圆柱,折射率n=4,晶格常数a=0.4μm;第2组,半径为r=0.2μm圆柱,折射率n=4,晶格常数a=0.6μm;第3组,内半径r1=0.1μm,外半径r2=0.2μm,折射率n=4,晶格常数a=0.4μm;第4组,内半径r1=0.1μm,外半径r2=0.2μm,折射率n=4,晶格常数a=0.6μm,并且对每一组光子晶体进行挖孔操作,然后比较不同填充率对光子晶体材料的带隙的影响,以及同种材料和结构、挖孔对带隙的影响。对于紧密排列的二维光子晶体,挖孔会使带隙向长波方向移动;对于填充率小的光子晶体,或者环形柱二维光子晶体,中间挖孔不影响带隙的范围。
简介:目的:T业的不断发展对航空发动机、泵、燃气轮机等旋转机械的动力性能提出了更高的要求。转子系统是旋转机械的重要组成部分。复杂的转子系统在高速运转时会产生故障和非线性振动,从而影响系统的可靠性。因此,开展转子系统的非线性动力性研究,研究转子系统在高速运转时的非线性响应及其抑制作用对转子系统的设计和故障诊断具有重要的意义。创新点:1.在建模的时候考虑转子系统的实际结构,在不对中模型中引入齿式联轴器啮合力,在滚动轴承模型中考虑弹流润滑影响;2.探究挤压油膜阻尼器参数对转子系统非线性特性抑制的影响,总结其变化规律。方法:1.基于Hertz接触和弹流润滑理论,建立滚动轴承动力学模型,同时考虑齿式联轴器齿之间的啮合力,建立不对中故障下的齿式联轴器啮合力模型,并在此基础上,根据转子系统的支撑形式,建立0.2.1支撑的转子动力学模型;2.开展转子动力学实验,验证模型的准确性并分析不对中量对系统频谱特性的影响;3.在分析不对中故障非线性特性的基础上,研究挤压油膜阻尼器参数对于非线性特性抑制的作用。结论:1.齿式联轴器啮合作用和滚动轴承的弹流润滑对不对中故障下转子系统的失稳产生一定的影响,润滑会导致系统发生分岔的窗口推迟;2.对于转子系统的弹性支撑,其一阶临界转速和振幅随着刚度的增大而增大,选择合适的刚度有利于转子系统的稳定运行;3.挤压油膜阻尼器的参数对转子系统故障引起的非线性具有较好的抑制作用,其作用的大小取决于不对中量和挤压油膜阻尼器的油膜间隙的耦合,合理地调节油膜间隙有助于增大系统的稳定区间范围。
简介:研究目的:研究新型磁性回热填料Gd2O2S对液氦温区高频脉管制冷机多级回热器损失特性的影响。创新要点:确定了不同回热填料以及运行参数(频率、平均压力)下液氦温区多级脉管制冷机的制冷温度和各级预冷量,进一步明确了4K高频回热损失机理。研究方法:采用理论研究与实验验证相结合的方法,基于一台两级G-M型低频脉管制冷机预冷的单极斯特林型高频脉管制冷机,研究多级回热器在高频以及4K温区下的损失特性。选取新型回热填料Gd2O2S替代部分回热填料HoCu2,比较回热器采用两种填料时在不吲运行频率及平均压力下的冷端制冷温度(图10)、各级预冷量和预冷温度(图1112)。重要结论:采用孔隙率较小的新型磁性回热填料Gd2O2S可显著改善第一级回热器内压力波与质量流的相位关系,从而减小该级回热损失。减小平均压力可以降低制冷机无负荷制冷温度并减小第二级预冷量,但制冷工质氦的体积比热容会急剧增大,从而使低温级回热器的换热对频率非常敏感。此外,频率对高温级回热器的回热特性影响不明显。该方法可以为三级斯特林型4K多级脉管制冷机提供设计依据。