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考虑时滞因素的负载口独立系统模式切换平稳性研究
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作者 陈俊翔 姜宏达 +1 位作者 孔祥东 艾超 《中国机械工程》 北大核心 2025年第3期414-425,共12页
负载口独立阀在液压系统中实现进出节流口解耦控制,可支持多种控制模式,但由于切换时系统动态响应和控制器时延易导致系统模态与控制器模式异步,引发压力冲击和失稳问题。提出了一种基于负载口独立系统的稳定切换策略,该策略引入“慢切... 负载口独立阀在液压系统中实现进出节流口解耦控制,可支持多种控制模式,但由于切换时系统动态响应和控制器时延易导致系统模态与控制器模式异步,引发压力冲击和失稳问题。提出了一种基于负载口独立系统的稳定切换策略,该策略引入“慢切换”思想,考虑系统时延并结合Lyapunov稳定性理论,基于模态相关平均驻留时间提出异步切换系统动态驻留时间的边界值求解方法。相比于传统平均驻留时间方法,该方法得到了更短驻留时间,解决了线性切换系统异步切换下的稳定控制问题,既保证了切换瞬间的稳定性,又能减小驻留时间对系统响应的影响。基于抢险救援车斗杆挖掘动作进行控制策略仿真验证,结果表明,存在时滞情况下,模式切换前后液压系统压力冲击减小80%以上,执行器速度振荡幅值降低接近20%,有效改善了抢险救援车执行机构的运行平稳性。 展开更多
关键词 时滞系统 模式切换 负载口独立 压力/流量控制
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基于NSGA-Ⅱ算法的高压螺纹插装式溢流阀综合性能优化
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作者 陈俊翔 孔祥东 +1 位作者 郭煜杰 艾超 《机械工程学报》 北大核心 2025年第8期319-330,共12页
高压螺纹插装式溢流阀在工程机械中应用广泛,结构参数对其启闭特性、压力流量特性、稳定性、动态响应性存在交叉影响,设计不合理易造成插装阀在液压系统中出现压力冲击、振动、憋压等问题。基于高压螺纹插装式溢流阀原理构型,建立启闭... 高压螺纹插装式溢流阀在工程机械中应用广泛,结构参数对其启闭特性、压力流量特性、稳定性、动态响应性存在交叉影响,设计不合理易造成插装阀在液压系统中出现压力冲击、振动、憋压等问题。基于高压螺纹插装式溢流阀原理构型,建立启闭、压力流量特性、稳定性和动态响应性数学模型,分析关键参数对其综合性能的耦合影响;以开启率、调压偏差、稳定性、动态响应性性能提升为优化目标,耦合结构参数为变量,现有性能及几何尺寸为约束,建立综合性能优化模型;通过NSGA-Ⅱ算法求解出Pareto解集,并对优化结果进行仿真与试验验证。研究结果表明,优化后开启率提高1.18%,调压偏差下降15.75%,阀前压力超调下降7.48%,响应时间缩短5.24%,稳定裕度明显提高。为高压螺纹插装式溢流阀综合性能优化提供理论指导。 展开更多
关键词 螺纹插装式溢流阀 综合性能优化 NSGA-Ⅱ算法 交叉耦合
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视觉导航智能车辆横向运动的自适应预瞄控制 被引量:36
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作者 陈无畏 王家恩 +1 位作者 汪明磊 王金波 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期698-704,共7页
车道保持系统中车辆横向运动控制应模拟驾驶员的横向操纵行为,驾驶员根据前方道路曲率及车辆速度适时调节预瞄距离,以获得理想的路径跟踪性能。首先,以车辆二自由度动力学模型及车辆道路几何位置关系为基础,建立车-路横向动力学模型。其... 车道保持系统中车辆横向运动控制应模拟驾驶员的横向操纵行为,驾驶员根据前方道路曲率及车辆速度适时调节预瞄距离,以获得理想的路径跟踪性能。首先,以车辆二自由度动力学模型及车辆道路几何位置关系为基础,建立车-路横向动力学模型。其次,基于单点预瞄最优曲率模型设计侧向加速度PD跟踪控制器,联立车-路横向动力学模型构建横向控制闭环系统,分析预瞄距离、车速、道路曲率的变化对系统响应的影响。最后,设计模糊控制器对预瞄距离进行模糊选择以提高车辆横向控制精度和减小侧向加速度,采用遗传算法对模糊规则进行优化以使横向控制系统性能达到最优。试验表明,相对固定预瞄控制方法,自适应预瞄减小了车辆侧向加速度,且道路跟踪的方向偏差和距离偏差均得到减小。 展开更多
关键词 横向运动 驾驶员 预瞄距离 模糊规则 遗传算法
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应用S-A模型的自由射流和冲击射流数值模拟 被引量:22
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作者 何枫 谢峻石 +1 位作者 郝鹏飞 姚朝晖 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期43-46,共4页
为探索轴对称射流准确的数值模拟方法 ,根据可压缩的轴对称N S方程 ,利用二阶精度的有限体积法对轴对称的自由射流和垂直冲击射流进行数值模拟。结果表明采用Spalart Allmaras湍流模型 ,可很好描述射流流动。收缩喷嘴射流计算应从出口... 为探索轴对称射流准确的数值模拟方法 ,根据可压缩的轴对称N S方程 ,利用二阶精度的有限体积法对轴对称的自由射流和垂直冲击射流进行数值模拟。结果表明采用Spalart Allmaras湍流模型 ,可很好描述射流流动。收缩喷嘴射流计算应从出口上游的内流开始 ,而不能在出口截面上给定声速条件。计算结果与实验吻合较好 ,所获得的喷嘴内外部流场的流动状况以及冲击射流参数分布 ,可用于优化喷嘴内部结构设计。 展开更多
关键词 自由射流 冲击射流 有限体积法 S-A湍流模型 Spalart-Allmaras
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前混合式磨料水射流喷嘴外流场仿真与实验 被引量:12
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作者 崔俊奎 赵军 +2 位作者 李国威 郭仁宁 武春晓 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期410-414,共5页
通过建立磨料水射流喷嘴有限元模型,对2种不同直径的前混合式磨料水射流的喷嘴外流场进行仿真分析.结果表明,在喷嘴其它几何条件相同的情况下,出口直径对喷嘴的出口速度影响比较大,出口直径越大,出口速度越小;在一定程度上将混... 通过建立磨料水射流喷嘴有限元模型,对2种不同直径的前混合式磨料水射流的喷嘴外流场进行仿真分析.结果表明,在喷嘴其它几何条件相同的情况下,出口直径对喷嘴的出口速度影响比较大,出口直径越大,出口速度越小;在一定程度上将混合管适当地加长,可以提高磨料射流在喷嘴出口处的速度;磨料水射流最佳的切割距离为喷嘴出1:7直径的2.0—5.0倍.磨料水射流切割靶体实验结果与靶体冲击仿真结果基本吻合. 展开更多
关键词 前混合式 磨料水射流 喷嘴 流场仿真 有限元法
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压缩空气泡沫射流轨迹研究 被引量:12
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作者 胡成 陈涛 +7 位作者 包志明 傅学成 陈旸 靖立帅 夏建军 张宪忠 张楠 王荣基 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2017年第7期976-979,共4页
根据质点运动学、弹道学和流体力学的原理建立压缩空气泡沫射流轨迹方程,介绍方程中关键参数的确定方法。在压缩空气泡沫射流实测曲线轨迹基础上对方程进行修正。在两种泡沫状态、不同角度下进行喷射试验,经验证修正后的方程计算出的轨... 根据质点运动学、弹道学和流体力学的原理建立压缩空气泡沫射流轨迹方程,介绍方程中关键参数的确定方法。在压缩空气泡沫射流实测曲线轨迹基础上对方程进行修正。在两种泡沫状态、不同角度下进行喷射试验,经验证修正后的方程计算出的轨迹曲线与实测曲线拟合度较高。 展开更多
关键词 压缩空气泡沫 射流轨迹 轨迹方程 质点运动学 弹道学 流体力学
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超声速欠膨胀冲击射流的数值模拟 被引量:24
7
作者 何枫 谢峻石 姚朝晖 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期96-99,共4页
利用有限体积法对轴对称可压缩的N S方程进行离散 ,对喷嘴的超声速垂直冲击射流进行了数值模拟。网格的划分采用非结构性网格 ,湍流模型为S A湍流模型 ,在近壁处采用壁面函数进行修正。分别计算压比为3和 4的超声速欠膨胀垂直冲击射流 ... 利用有限体积法对轴对称可压缩的N S方程进行离散 ,对喷嘴的超声速垂直冲击射流进行了数值模拟。网格的划分采用非结构性网格 ,湍流模型为S A湍流模型 ,在近壁处采用壁面函数进行修正。分别计算压比为3和 4的超声速欠膨胀垂直冲击射流 ,得到详细的波系结构 ,激波形状和位置与实验相吻合。大压比下 ,壁面上冲击中心区域压力相对低 ,分布较平坦 ,压力最大点所在位置偏离中心冲击点 。 展开更多
关键词 超声速射流 有限体积法 非结构网格 湍流模型 数学仿真 负膨胀冲击射流
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利用自然低温的风力机结冰风洞实验系统设计 被引量:10
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作者 李岩 王绍龙 +3 位作者 郑玉芳 刘钦东 冯放 田川公太朗 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期54-58,66,共6页
为研究风力机叶片的结冰特性与防除冰方法,设计了一种简便、低成本的结冰风洞实验系统。利用北方冬季的自然低温条件,将常规的开口射流风洞加以改造,安装水雾喷射系统和结冰测试段以提供结冰环境条件。在冬季进行了结冰验证实验,对结冰... 为研究风力机叶片的结冰特性与防除冰方法,设计了一种简便、低成本的结冰风洞实验系统。利用北方冬季的自然低温条件,将常规的开口射流风洞加以改造,安装水雾喷射系统和结冰测试段以提供结冰环境条件。在冬季进行了结冰验证实验,对结冰风洞的3个主要参数:温度稳定性、液态水含量和过冷水滴平均直径进行了测试和标定。结果表明,在环境温度相对稳定的冬季时间段内,主要指标可在一定程度上满足风力机结冰实验要求。 展开更多
关键词 结冰风洞 风力机 自然低温 温度 液态水含量 水滴直径
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横向喷流干扰/控制研究进展 被引量:15
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作者 唐志共 杨彦广 +1 位作者 刘君 唐伟 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1-6,共6页
横向喷流与飞行器的推进、机动、分离、防热和隐身等问题密切相关。笔者简要分析了横向喷流干扰流动的特点和研究重点,对国内外研究现状和进展进行了综述,分析了目前仍面临的主要技术困难和制约研究成果工程化的主要因素,并提出了发展... 横向喷流与飞行器的推进、机动、分离、防热和隐身等问题密切相关。笔者简要分析了横向喷流干扰流动的特点和研究重点,对国内外研究现状和进展进行了综述,分析了目前仍面临的主要技术困难和制约研究成果工程化的主要因素,并提出了发展和完善相关试验技术的建议。 展开更多
关键词 横向喷流干扰 风洞试验 数值模拟 工程计算 综述
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非对称等离子体激励器的电场仿真 被引量:18
10
作者 安治永 李益文 +1 位作者 李应红 宋慧敏 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2007年第2期49-51,56,共4页
等离子体激励器的非对称结构可以产生不均匀的电场,使空间电离的等离子体在电场力的作用下产生运动,从而带动环境空气流动产生顺电加速。本文分析了顺电加速的机理,用时域有限差分法的电磁场数值计算的理论对非对称等离子体激励器进行... 等离子体激励器的非对称结构可以产生不均匀的电场,使空间电离的等离子体在电场力的作用下产生运动,从而带动环境空气流动产生顺电加速。本文分析了顺电加速的机理,用时域有限差分法的电磁场数值计算的理论对非对称等离子体激励器进行了电场仿真,并得出了和理论分析一致的用于顺电加速的非对称等离子体激励器的电场分布。此工作为以后提高顺电加速速度和激励器的结构优化提供了基础。 展开更多
关键词 顺电加速 等离子体 时域有限差分 电场强度
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基于FLUENT的后混合磨料水射流喷嘴内流场的数值模拟 被引量:17
11
作者 陈林 雷玉勇 +1 位作者 郭宗环 王永韦 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期66-69,共4页
以后混合磨料水射流喷嘴为研究对象,基于多相流动的欧拉模型,应用FLUENT流体分析软件对几种典型后混合磨料喷嘴的内流场进行数值模拟和仿真,得到压力分布、速度分布、湍流能量分布。结果表明:喷嘴内由于涡旋的形成损耗了部分能量,使得... 以后混合磨料水射流喷嘴为研究对象,基于多相流动的欧拉模型,应用FLUENT流体分析软件对几种典型后混合磨料喷嘴的内流场进行数值模拟和仿真,得到压力分布、速度分布、湍流能量分布。结果表明:喷嘴内由于涡旋的形成损耗了部分能量,使得射流出口速度和动能明显降低;存在一个最优圆柱长度使得磨料出口速度达到最大值,其长度为喷嘴出口直径的23~37倍时,磨料得到最高的出口速度;喷嘴内流体紊动能的分布主要集中在喷嘴近壁区和几何形状变化较大的区域。 展开更多
关键词 后混合磨料喷嘴 欧拉模型 数值模拟 喷嘴内流场
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空化射流效应的实验研究 被引量:9
12
作者 向文英 李晓红 +2 位作者 卢义玉 李倩 冯欣艳 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第13期1388-1391,共4页
在对空化射流实验研究的基础上,研究了提高射流冲蚀性能的基本参数。分析这些参数得出如下结论:最佳冲蚀效果的有效靶距直径比为6,最佳冲蚀时间为3min;空化射流深度冲蚀能力平均为普通射流深度冲蚀能力的2倍,空化射流切缝直径是普通射... 在对空化射流实验研究的基础上,研究了提高射流冲蚀性能的基本参数。分析这些参数得出如下结论:最佳冲蚀效果的有效靶距直径比为6,最佳冲蚀时间为3min;空化射流深度冲蚀能力平均为普通射流深度冲蚀能力的2倍,空化射流切缝直径是普通射流切缝直径的2.3倍;空化射流有利于深孔与大孔的切割,但随着围压的增大,冲蚀能力减弱。 展开更多
关键词 空化射流 冲蚀性能 最优靶距 围压
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超高压水射流形成过程中的压力损失研究 被引量:11
13
作者 李海军 何远航 +1 位作者 段卓平 张庆明 《高压物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期139-143,共5页
对超高压水射流形成过程中的压力损失进行了理论研究,并且对不同条件下超高压水射流速度的变化规律进行了实验研究,最后确定了不同条件下超高压水射流的初始参数。结果显示,在超高压水射流形成过程中,压力损失主要是在水流从高压管道进... 对超高压水射流形成过程中的压力损失进行了理论研究,并且对不同条件下超高压水射流速度的变化规律进行了实验研究,最后确定了不同条件下超高压水射流的初始参数。结果显示,在超高压水射流形成过程中,压力损失主要是在水流从高压管道进入高压喷嘴时由于流道发生断面收缩而造成的,压力损失大约为最终超高压水射流动能密度的49%;随着喷嘴口径的增大,压力损失减小,整个系统的能量利用率越高;随着水射流压力的增大,压力损失增大,但增大的程度会减小。 展开更多
关键词 超高压水射流 压力损失 断面收缩 喷嘴直径 水射流压力
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应用于油气钻采的磨料水射流喷嘴优化设计与试验研究 被引量:10
14
作者 赵艳萍 卢义玉 +2 位作者 葛兆龙 左伟芹 谭宏兵 《流体机械》 CSCD 北大核心 2010年第10期1-6,共6页
为了优化总长度和出口直径被限制的喷嘴的内部结构,进行喷嘴内外流场数值模拟、喷嘴流量系数测试以及喷嘴对砂岩冲蚀深度的试验。对试验结果进行分析表明,各喷嘴射流轴心线上的速度在喷嘴的内部达到最大后开始减小;数值模拟结果和流量... 为了优化总长度和出口直径被限制的喷嘴的内部结构,进行喷嘴内外流场数值模拟、喷嘴流量系数测试以及喷嘴对砂岩冲蚀深度的试验。对试验结果进行分析表明,各喷嘴射流轴心线上的速度在喷嘴的内部达到最大后开始减小;数值模拟结果和流量系数测试结果相吻合,即喷嘴外部射流速度最大的喷嘴流量系数也最大,该喷嘴的工作性能最好;在设计试验的喷嘴范围内,进口收缩角为30°,出口圆柱段长度为11mm的喷嘴性能最好,其对砂岩的冲蚀深度高出其他喷嘴的200mm^300mm。 展开更多
关键词 水射流 喷嘴 试验研究 流速
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磨料水射流喷嘴内流场的数值模拟 被引量:11
15
作者 陈廷成 郭宗环 +2 位作者 雷玉勇 陈林 王永韦 《液压与气动》 北大核心 2012年第10期66-68,共3页
该文以后混合磨料水射流水喷嘴为研究对象,基于两相流动的欧拉-拉格朗日和高雷诺数的标准双方程湍流模型,应用FLUENT软件对磨料水喷嘴内部两相流进行仿真,研究了固液两相流在磨料水喷嘴中的流体动态、磨料粒子的速度。通过对磨料水喷嘴... 该文以后混合磨料水射流水喷嘴为研究对象,基于两相流动的欧拉-拉格朗日和高雷诺数的标准双方程湍流模型,应用FLUENT软件对磨料水喷嘴内部两相流进行仿真,研究了固液两相流在磨料水喷嘴中的流体动态、磨料粒子的速度。通过对磨料水喷嘴磨损和液固混合相流域的权衡和模拟结果分析,得到磨料水喷嘴的锥形收敛角为30°、柱形内孔直径为0.76 mm、聚焦管总长为73 mm时具有较好的切割性能。通过分析不同长度、直径、锥形入口角的磨料水喷嘴,优化了磨料水喷嘴的结构参数。 展开更多
关键词 后混合磨料喷嘴 欧拉模型 数值模拟 喷嘴内流场
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高速空气射流冲击颗粒物料层的参数特性 被引量:6
16
作者 龚曙光 何峰 +1 位作者 刘克俭 隆香花 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第15期142-147,共6页
针对高速空气射流冲击颗粒物料层的问题,选取realizableκ-ε湍流模型,建立高速空气冲击射流的参数化仿真模型,在验证所建模型可行性的基础上,通过仿真分析探讨了喷嘴直径、喷距等参数对射流中心轴线速度的影响,得到滞点压强与喷距、喷... 针对高速空气射流冲击颗粒物料层的问题,选取realizableκ-ε湍流模型,建立高速空气冲击射流的参数化仿真模型,在验证所建模型可行性的基础上,通过仿真分析探讨了喷嘴直径、喷距等参数对射流中心轴线速度的影响,得到滞点压强与喷距、喷嘴直径的关系;建立单孔喷嘴地秤试验平台,通过试验测试得到了不同射流压力下冲击质量与喷距的关系,并利用得到的最佳喷距长度模拟了空气射流冲击铁粉颗粒层的过程,得到了冲击孔周围的质量分布云图,以及冲击孔深度和直径随射流压力的变化规律,且其仿真结果与试验测试结果基本吻合。所得结果可为工程应用上利用高速空气射流冲击来穿透颗粒物料层提供指导。 展开更多
关键词 冲击射流 喷嘴直径 喷距 滞点压强 颗粒物料
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射流曝气器最优喉嘴距的试验研究 被引量:10
17
作者 蒋林艳 卢义玉 +1 位作者 王洁 夏彬伟 《流体机械》 CSCD 北大核心 2010年第11期1-4,45,共5页
实施强制氧化是石灰石/石膏湿法脱硫系统中有效防止其结垢和堵塞的关键。为研究重庆某环保公司的脱硫系统的需氧量,本文采用射流曝气的方法,通过自行设计加工喉嘴距可调的射流曝气器,试验研究了喉嘴距及射流曝气器出口围压对其吸气量大... 实施强制氧化是石灰石/石膏湿法脱硫系统中有效防止其结垢和堵塞的关键。为研究重庆某环保公司的脱硫系统的需氧量,本文采用射流曝气的方法,通过自行设计加工喉嘴距可调的射流曝气器,试验研究了喉嘴距及射流曝气器出口围压对其吸气量大小的影响规律。结果表明:随着围压的增加,进气口风速依次递减,同时最优喉嘴距也随之改变,并得出了射流曝气器在不同出口围压条件下最优喉嘴距的范围为1.5~1.8倍喷嘴直径,且在此条件下,其吸气量完全满足浆液要求。 展开更多
关键词 射流曝气器 喉嘴距 吸气量
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自激振动脉冲射流装置的理论分析和实验研究 被引量:43
18
作者 唐川林 廖振方 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第1期90-100,共11页
扰动的产生、放大和反馈这一过程的不断重复和剪切层分离迹线与腔室内壁所围空气团的脉动,是引起自激振动的必要条件;腔室几何参数和下游壁形状是在自激振动中起重要作用。为此,我们研究了四种碰撞壁形状,即截锥面形、外球面形、内球面... 扰动的产生、放大和反馈这一过程的不断重复和剪切层分离迹线与腔室内壁所围空气团的脉动,是引起自激振动的必要条件;腔室几何参数和下游壁形状是在自激振动中起重要作用。为此,我们研究了四种碰撞壁形状,即截锥面形、外球面形、内球面形和平面形。实验发现,对于截锥面形碰撞壁,自激振动幅值很大;对于内球面形碰撞壁,几乎没有自激振动。为了研究由射流-碰撞壁相互作用引起的不连续涡旋对压力脉动的影响,文中提出了涡旋-碰撞壁相互作用的数学模型。 展开更多
关键词 脉冲射流 自激振动 理论分析
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基于正交实验法的淹没磨料射流冲蚀性能实验研究 被引量:13
19
作者 杨玉峰 胡寿根 王宗龙 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2006年第2期311-316,共6页
简要介绍了磨料射流原理以及实现淹没磨料射流的方法和装置。影响淹没磨料射流冲蚀性能的因素很多。为了确定对冲蚀性能影响较显著的因素及其重要性次序,进而提出在淹没磨料射流实验研究中的计算方法,应用了正交实验法安排实验,同时利... 简要介绍了磨料射流原理以及实现淹没磨料射流的方法和装置。影响淹没磨料射流冲蚀性能的因素很多。为了确定对冲蚀性能影响较显著的因素及其重要性次序,进而提出在淹没磨料射流实验研究中的计算方法,应用了正交实验法安排实验,同时利用正交分析的相关方法得出结论。为进一步研究和改进淹没磨料射流性能奠定了基础。 展开更多
关键词 淹没磨料射流 冲蚀性能 正交实验法 方差分析
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核电厂大型组合结构的有限元抗震分析方法研究 被引量:19
20
作者 谭忠文 王海涛 何树延 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2008年第2期188-192,共5页
在现代核电站抗震设计中,有限元法是各类相关设备抗震分析与评价的重要数值仿真工具。对于形状复杂、部件众多的大型组合结构,采用整体三维建模的有限元模型通常需要很大的存储和计算规模,超出现有的计算条件。因此需要首先研究组合结... 在现代核电站抗震设计中,有限元法是各类相关设备抗震分析与评价的重要数值仿真工具。对于形状复杂、部件众多的大型组合结构,采用整体三维建模的有限元模型通常需要很大的存储和计算规模,超出现有的计算条件。因此需要首先研究组合结构各个部件的动力学特性,从而建立合理的三维简化力学模型,并以该模型为基础进行有限元数值仿真。本文以某地车-吊车组合结构为例,给出此类大型组合结构的抗震分析方法,并将等效静力法与反应谱法相结合,对该结构进行分析,最后根据相关法规对各子结构进行评价,以确保总体组合结构在极限安全地震条件下能够保持结构完整性。 展开更多
关键词 组合结构 有限元分析 抗震分析
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