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航空发动机用滑油泵组碟簧压紧有限元分析

排灌机械工程学报 2024年第3期42卷 230-235,249页

作者：王勇张旭王哓林董云江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013 中国航发集团航空发动机动力传输航空科技重点实验室辽宁沈阳110015

为保证滑油泵组关键部件配流盘与偏心泵体的稳定压紧及泵盖的安全性,依据GB/T 1972—2005标准,选用2只单片碟簧以精准对合方式安装于滑油泵组上.在考虑潜在温度场热变形的影响下,采用热固耦合方法,基于Workbench平台对滑油泵组在不同碟... 详细信息

为保证滑油泵组关键部件配流盘与偏心泵体的稳定压紧及泵盖的安全性,依据GB/T 1972—2005标准,选用2只单片碟簧以精准对合方式安装于滑油泵组上.在考虑潜在温度场热变形的影响下,采用热固耦合方法,基于Workbench平台对滑油泵组在不同碟簧初始压缩量(0.6,0.7,0.8,0.9 mm)下进行有限元分析.研究结果表明:当初始压缩量小于0.7 mm时,滑油泵的主要部件受到的压紧力较小,主要受油液周向推力的影响;随着初始压缩量从0.7 mm增至0.9 mm,预压缩端的变形量呈现相应的增长趋势,同时滑油泵体挡板所承受的轴向力也随着初始压缩量的递增而呈现线性增长的规律;在此过程中,配流盘与偏心泵体所受到的轴向推力随着初始压缩量的增大而逐渐增大,确保其能够有效地被压紧且泵盖保持完好无损.研究结果不仅为滑油泵组的初始安装提供了理论依据,而且有助于指导实际工程应用中的安装操作,从而确保滑油泵组的正常运行与使用寿命.

关键词：滑油泵碟簧初始压缩量数值模拟热固耦合

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泵站侧向进水前池几何参数优化

农业工程学报 2022年第19期38卷 69-77页

作者：李明王勇熊伟王哓林刘厚林江苏大学流体机械工程技术研究中心镇江212013 苏州工业职业技术学院精密制造工程系苏州215104

为了减少泵站侧向进水结构内的不良流态,提高泵组运行效率,基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)和响应面法(Response Surface Method,RSM)对泵站侧向进水前池进行几何参数优化。采用参数化设计对泵站侧向进水前池进行建... 详细信息

为了减少泵站侧向进水结构内的不良流态,提高泵组运行效率,基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)和响应面法(Response Surface Method,RSM)对泵站侧向进水前池进行几何参数优化。采用参数化设计对泵站侧向进水前池进行建模,通过与Workbench关联以对侧向进水前池的扩散角α、坡度β以及转向角γ实现指定值,采用典型Box-Behnke设计(Box-Behnke Design,BBD)方法得到17组三因素三水平试验方案,利用响应面法建立喇叭管出口断面流速分布均匀度与侧向进水前池扩散角α、坡度β以及转向角γ的回归方程,以最大出口断面流速分布均匀度为响应目标,确定最优参数组合,并将最优侧向进水结构的内部流动特性同原模型进行对比分析。研究结果表明,扩散角α、坡度β以及转向角γ对喇叭管出口断面流速分布均匀度具有显著影响(P<0.05),扩散角α与转向角γ的交互项对出口断面流速分布均匀度耦合作用显著,扩散角10°~13°、坡度8°~9°、转向角74°~75°时喇叭管出口断面流速分布均匀度达到最优。同原模型相比,优化后的侧向进水结构在设计水位下,断面流速分布均匀度至少提高23.41个百分点,流速加权平均偏流角提高13.95°,在低水位下断面流速分布均匀度至少提高18.30个百分点,流速加权平均偏流角提高14.79°,流道内没有偏斜流和大面积回流产生。该研究对于促进泵站侧向进水结构的优化设计具有一定的参考意义。

关键词：泵站优化数值模拟侧向进水前池流态几何参数

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旋转式水力空化发生器空化特性的试验研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2023年第6期51卷 107-114页

作者：王勇李明张国翔王哓林刘厚林江苏大学流体机械工程技术研究中心江苏镇江212013 苏州工业职业技术学院精密制造工程系江苏苏州215104

为了分析新型旋转式水力空化发生器的运行特性,采用试验测试的方法研究了其在不同工况下的输送性能、压力脉动、空泡分布及空化产热等特性.结果表明:旋转式水力空化发生器在设计工况附近具有较好的输送能力;随着流量的增大,压力脉动主... 详细信息

为了分析新型旋转式水力空化发生器的运行特性,采用试验测试的方法研究了其在不同工况下的输送性能、压力脉动、空泡分布及空化产热等特性.结果表明:旋转式水力空化发生器在设计工况附近具有较好的输送能力;随着流量的增大,压力脉动主频由叶频向孔口频率移动,空化区域扩大,空泡含气率和空化产热逐渐增加;随着进口压力的降低,压力脉动主频由孔口频率向低频段移动,且宽频特性增强,空泡含气率基本不变,空化产热先增加后保持不变;随着转速的增大,压力脉动主频由孔口频率向低频段移动,且离散脉动特性增强,空化区域扩大,空泡含气率和空化产热逐渐增加;在转轮外缘直叶片周期性地诱导产生大空泡团,在一个周期内空泡团发生两次明显脱落,期间伴随着小空泡团连续性脱落;旋转式水力空化发生器可以降解亚甲基蓝,具有良好的空化能力.

关键词：旋转式水力空化发生器输送能力压力脉动空泡分布空化产热

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泵站进水池低水位流态分析及整流方案研究

水电能源科学 2022年第8期40卷 186-189页

作者：王勇吕立霖刘厚林王哓林吴璞熊伟李明江苏大学流体机械工程技术研究中心江苏镇江212013

为研究循环水泵站进水池内旋涡特性及其对内部流态的影响,以某燃煤电厂单个循环水泵进水池为例,基于Realizableκ-ε湍流模型和流体体积方法(VOF),建立该泵站进水池的三维计算模型,对低水位下的进水池进行CFD数值分析,获得进水池内流速... 详细信息

为研究循环水泵站进水池内旋涡特性及其对内部流态的影响,以某燃煤电厂单个循环水泵进水池为例,基于Realizableκ-ε湍流模型和流体体积方法(VOF),建立该泵站进水池的三维计算模型,对低水位下的进水池进行CFD数值分析,获得进水池内流速分布和漩涡位置,在此基础上,提出了三角形导流锥、楔形导流锥两种消涡装置,分别计算了无消涡装置、加装三角形导流锥、楔形导流锥消涡装置三种方案在不同截面高度下对进水池内流速流态的影响,评价了阻涡效果。结果表明,相比于其他两种方案,加装楔形导流锥能有效提高进水池内流动稳定性,削弱液下附壁涡的强度和分布面积,改善循环水泵的进水条件。

关键词：泵站进水池旋涡 VOF模型 Q准则消涡装置

涡旋压缩机止推轴承表面微织构润滑特性模拟分析

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涡旋压缩机止推轴承表面微织构润滑特性模拟分析

作者：王哓林兰州理工大学

学位级别：硕士

涡旋压缩机因具有体积小、能耗低和效率高等良好特性,在制冷空调、动力工程等领域得到了广泛应用。涡旋压缩机在运行过程中使用止推轴承来支撑轴向力,维持涡旋盘的平稳运行,而止推轴承的润滑性能变差会使涡旋压缩机的工作效率下降,甚至... 详细信息

涡旋压缩机因具有体积小、能耗低和效率高等良好特性,在制冷空调、动力工程等领域得到了广泛应用。涡旋压缩机在运行过程中使用止推轴承来支撑轴向力,维持涡旋盘的平稳运行,而止推轴承的润滑性能变差会使涡旋压缩机的工作效率下降,甚至会使止推轴承表面磨损失效,进而严重影响涡旋压缩机运行的可靠性。针对上述问题,本文采用数值模拟方法进行了涡旋压缩机止推轴承表面微织构对润滑性能影响的研究。本文基于计算流体动力学方法,仿真分析微织构对涡旋压缩机止推轴承润滑性能的影响。首先利用三维建模软件建立在止推轴承表面具有轴对称分布微织构时的计算域模型;使用ANSYS软件中的前处理软件ICEM CFD,应用其良好的网格划分技术对计算域模型划分出高质量的计算网格;然后利用求解器软件Fluent对涡旋压缩机止推轴承表面微间隙的计算域三维流场进行数值模拟计算,同时通过改变操作参数和微织构的几何参数、排列形式及结构形状,逐一对其进行数值模拟计算,求解出止推轴承表面油膜的压力分布,利用公式计算获得油膜的承载力;通过对比分析,得到适用参数范围内的涡旋压缩机运行工况和微织构的几何参数、排列形式及结构形状对止推轴承表面油膜承载力的影响规律。仿真结果表明:油膜最大承载力随主轴转速的增高而增大,且趋于呈线性关系的增大,随轴承间隙的增大而减小,当轴承间隙较小时,其影响结果越明显;在不同主轴转速和轴承间隙条件下,油膜最大承载力随微织构直径的增大而增加,随微织构深度的增加而先增大后减小,轴承间隙与微织构深度之间存在较优关系;微织构排列形式对油膜最大承载力具有一定影响,且存在一较优排列形式;对照各种微织构表面形状和截面形状的润滑性能,矩形微织构和圆弧形截面微织构具备较好的润滑性能。设计合理的微织构几何参数、排列形式和结构形状能够有效地提高轴承的润滑效果。

关键词：涡旋压缩机止推轴承微结构润滑仿真分析

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海洋石油平台往复式注水泵管道应力分析

石油和化工设备 2022年第12期25卷 10-13,9页

作者：刘吉飞纪志远雷俊杰郝孟江王春霞王哓林海洋石油工程股份有限公司设计院天津300451 江苏大学流体机械工程技术研究中心镇江212013

为了保证某油田群域开发项目海洋石油平台往复式注水泵管道的安全运行,对管道设计和支架布置是否合理进行分析。基于广泛应用的CAESAR II管道应力分析软件,在考虑管道所承受载荷的基础上,组合了52种计算分析工况,对管道系统进行了应力计... 详细信息

为了保证某油田群域开发项目海洋石油平台往复式注水泵管道的安全运行,对管道设计和支架布置是否合理进行分析。基于广泛应用的CAESAR II管道应力分析软件,在考虑管道所承受载荷的基础上,组合了52种计算分析工况,对管道系统进行了应力计算,并校核了管道应力、支架受力、管道位移、注水泵管嘴受力、法兰泄露和固有频率。介绍了注水泵管道应力分析的计算分析思路,并通过调整支架布置使管道系统应力满足了规范要求,可以为海洋石油平台上管道系统的应力分析提供工程参考。

关键词：海洋石油平台 CAESAR II 注水泵管道应力分析

考虑气体力影响的涡旋压缩机转子系统稳定性研究

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流体机械 2019年第7期47卷 15-20页

作者：李超崔德成王哓林刘红燕兰州理工大学

针对气体力对涡旋压缩机转子系统造成的动不平衡问题,建立了考虑气体力作用的涡旋压缩机曲轴转子系统力学模型、力与力矩平衡方程,采用平衡铁与曲柄销错开一定角度安装的方法,平衡惯性力和气体力引起的转子系统动不平衡。通过数值计算... 详细信息

针对气体力对涡旋压缩机转子系统造成的动不平衡问题,建立了考虑气体力作用的涡旋压缩机曲轴转子系统力学模型、力与力矩平衡方程,采用平衡铁与曲柄销错开一定角度安装的方法,平衡惯性力和气体力引起的转子系统动不平衡。通过数值计算获得不同转速条件下动平衡所需主副平衡铁质量、平衡铁安装角,并分别与传统设计方法下应用于变转速工况时的结果进行了对比分析,结果表明:该方法能有效的减小主副轴承、机架的受力,提高涡旋压缩机的稳定性,对涡旋压缩机的生产应用有一定的参考指导意义。

关键词：涡旋压缩机优化设计主副平衡铁动平衡

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大型预制钢沉井海上浮运稳定性分析

公路 2024年第6期69卷 178-184页

作者：王得林中国铁建港航局集团有限公司珠海市519070

在复杂海洋条件下,沉井的浮运稳定性研究一直是其保障浮运安全的热点关注问题。为保证沉井浮运过程中的稳定性及防止发生大角度转动和偏移,该研究采用有限元软件建立沉井结构海上浮运模型,探究影响沉井在浮运过程中稳定的因素。先通过... 详细信息

在复杂海洋条件下,沉井的浮运稳定性研究一直是其保障浮运安全的热点关注问题。为保证沉井浮运过程中的稳定性及防止发生大角度转动和偏移,该研究采用有限元软件建立沉井结构海上浮运模型,探究影响沉井在浮运过程中稳定的因素。先通过与现有实验结果对比,验证数值模型的可靠性。然后分别在波流作用下对沉井的稳定性进行了分析。研究结果表明:波流作用下沉井的y向位移呈非线性变化,且其位移峰值均很小;不同波高对沉井的z向位移影响较小,但流速对沉井的z向位移具有显著影响;沉井倾斜角度受水流和波流的影响较小,其最大倾斜角度不超过0.6°;波流作用下沉井的运动响应与其周围水流具有关联性,在研究沉井的浮运过程中考虑流固耦合效应则更为合理。

关键词：桥梁工程大型预制钢沉井浮运波流共同作用稳定性分析流场分析

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考虑机构误差影响的动涡旋泄漏特性分析

流体机械 2020年第2期48卷 22-28,63页

作者：李超刘红燕张晓东崔德成王哓林兰州理工大学兰州730050

以圆渐开线涡旋型线为研究对象,建立了涡旋压缩机的切向泄漏模型,根据型线的几何理论得出了切向泄漏间隙的数学表达式;依据涡旋压缩机工作原理、结构特点和机构学理论,将涡旋压缩机机构简化为一平行四连杆机构,计算并讨论了杆件的误差... 详细信息

以圆渐开线涡旋型线为研究对象,建立了涡旋压缩机的切向泄漏模型,根据型线的几何理论得出了切向泄漏间隙的数学表达式;依据涡旋压缩机工作原理、结构特点和机构学理论,将涡旋压缩机机构简化为一平行四连杆机构,计算并讨论了杆件的误差对切向泄漏间隙和泄漏量的影响。结果表明泄漏间隙和泄漏量的突变均易发生在曲轴转角为0°、180°和360°附近,且在转角为180°时泄漏间隙曲线存在瞬间正负突变转换,严重影响了压缩机的泄漏、磨损及稳定。由杆件误差引起泄漏率达到9%,因此机构误差对无油涡旋压缩机泄漏的影响不可忽视。

关键词：涡旋压缩机机构误差切向泄漏间隙切向泄漏量