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基于本征正交分解方法的螺旋槽干气密封瞬态响应分析

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机械工程学报 2017年第21期53卷 79-85页

作者：尹源黄伟峰刘向锋胡松涛刘莹清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084

将本征正交分解方法应用于螺旋槽干气密封瞬态响应计算。通过直接数值模拟求解瞬态雷诺方程和动力学方程,计算出一组指定的压力阶跃变化参数下干气密封的瞬态响应作为采样源,进而由本征正交分解方法得到基函数,建立干气密封动力学降维模... 详细信息

将本征正交分解方法应用于螺旋槽干气密封瞬态响应计算。通过直接数值模拟求解瞬态雷诺方程和动力学方程,计算出一组指定的压力阶跃变化参数下干气密封的瞬态响应作为采样源,进而由本征正交分解方法得到基函数,建立干气密封动力学降维模型,该模型可用于计算任意压力阶跃变化参数下的瞬态响应。应用此模型求解大量算例,并与直接数值模拟的结果进行比较。结果表明,降维模型求解结果的误差度随基函数的增加总体呈下降趋势,而在被计算算例参数远离采样源算例参数时迅速增大。在采用合适的采样源算例和足够的基函数数目时,本征正交分解方法可以得到精度较高的结果,且其计算速度相对于直接数值模拟法可大幅提高。

关键词：干气密封本征正交分解雷诺方程瞬态响应

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逆流式中空纤维膜加湿器瞬态响应分析

工程热物理学报 2023年第7期44卷 1904-1911页

作者：孙上清梁才航李南风李振兴胡卫朋门玉葵桂林电子科技大学机电工程学院桂林541004 广西壮族自治区特种设备检验研究院桂林541004 桂林航天工业学院桂林541004

基于状态空间法,建立了一种逆流式中空纤维膜加湿器状态空间模型,对所建立模型进行了实验验证,并进行了模拟仿真。实验数据与仿真结果表明:出口空气含湿量最大相对误差为2.1%,出口空气温度最大相对误差为2.4%,模型可以很好的预测逆流式... 详细信息

基于状态空间法,建立了一种逆流式中空纤维膜加湿器状态空间模型,对所建立模型进行了实验验证,并进行了模拟仿真。实验数据与仿真结果表明:出口空气含湿量最大相对误差为2.1%,出口空气温度最大相对误差为2.4%,模型可以很好的预测逆流式中空纤维膜加湿器的瞬态传热传质特性。分析了逆流式中空纤维膜进口参数(空气进口温度、空气流量、水温度、水流量)与出口参数(空气出口温度、空气出口含湿量、出口水温度)之间的瞬态关系。

关键词：加湿器中空纤维膜状态空间模型瞬态响应

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基于降阶模型的弹塑性瞬态响应求解

机械工程学报 2018年第5期54卷 113-120页

作者：骞朋波钱林方尹晓春南京理工大学机械工程学院南京理工大学理学院

结合塑性力学理论和模态综合技术,提出一种快速分析柔性结构在冲击载荷下的弹塑性瞬态响应的求解方法。该方法基于'伪力'思想,通过引入预测参数将弹塑性变形导致的非线性特征近似等效为一具有力量纲的外载荷,并置于控制方程右边保持方... 详细信息

结合塑性力学理论和模态综合技术,提出一种快速分析柔性结构在冲击载荷下的弹塑性瞬态响应的求解方法。该方法基于'伪力'思想,通过引入预测参数将弹塑性变形导致的非线性特征近似等效为一具有力量纲的外载荷,并置于控制方程右边保持方程左边线性,而后采用模态综合技术建立原系统的降阶模型,并给出相关方程的求解方法。经此变换后,用于建立降阶模型的模态变换矩阵只需计算一次,且在整个响应计算过程中保持不变,有效地提高了计算效率。通过计算柔性简支梁在谐振载荷和碰撞载荷下的弹塑性响应,并与全模型的计算结果对比,验证了该方法求解柔性结构弹塑性瞬态响应的准确性和高效性。

关键词：弹塑性瞬态响应模态综合降阶技术数值方法

单层不可压缩饱和多孔介质一维瞬态响应精确解

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岩土力学 2011年第5期32卷 1303-1308页

作者：凌道盛张飞霞单振东房志辉浙江大学岩土工程研究所杭州310058 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室杭州310058

基于Biot理论,考虑惯性、黏滞和机械耦合作用,假定固体颗粒和流体均不可压缩,得到了表面任意竖向荷载作用下单层饱和多孔介质一维瞬态响应的精确解。导出了以固体骨架位移表示的无量纲控制方程,并将边界条件齐次化。求解对应无黏滞耦合... 详细信息

基于Biot理论,考虑惯性、黏滞和机械耦合作用,假定固体颗粒和流体均不可压缩,得到了表面任意竖向荷载作用下单层饱和多孔介质一维瞬态响应的精确解。导出了以固体骨架位移表示的无量纲控制方程,并将边界条件齐次化。求解对应无黏滞耦合作用的特征值问题,得到一组满足齐次边界条件、关于空间坐标的正交函数基。利用变异系数法和基函数的正交性,得到一系列相互解耦的、关于时间的二阶常微分方程及相应的初始条件,并采用状态空间法求解常微分方程,得到位移分量。对整体平衡方程关于空间坐标积分,根据边界条件可确定总应力,并进而求得孔隙压力。通过算例验证所得解法的正确性。

关键词：瞬态响应精确解饱和多孔介质不可压缩

一般线性粘弹性阻尼器耗能结构瞬态响应的非正交振型叠加精确解

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工程力学 2015年第11期32卷 140-149页

作者：李创第李暾葛新广邹万杰广西科技大学土木建筑工程学院广西柳州545006

对一般线性粘弹性阻尼器(含线性橡胶隔震支座)耗能结构的非正交振型叠加精确解法进行了系统研究。首先采用最一般的线性粘弹性阻尼器的积分型精确分析模型,用微分积分方程组实现一般粘弹性阻尼器耗能结构的时域非扩阶精确建模;然后采用... 详细信息

对一般线性粘弹性阻尼器(含线性橡胶隔震支座)耗能结构的非正交振型叠加精确解法进行了系统研究。首先采用最一般的线性粘弹性阻尼器的积分型精确分析模型,用微分积分方程组实现一般粘弹性阻尼器耗能结构的时域非扩阶精确建模;然后采用传递矩阵法,直接在耗能结构原始空间上获得了一般线性粘弹性耗能变频结构在任意激励和非零初始条件下位移与速度时域瞬态响应的非正交振型叠加精确解;通过与3种典型结构的对比分析,验证了该精确解的正确性、简易性和普适性。该非扩阶精确解具有明确的物理意义,可视为现有比例粘滞阻尼定常结构的经典正交振型叠加精确解在一般线性粘弹性阻尼耗能变频结构的推广,能从本质上精确揭示耗能结构的振动机理,即尽管耗能结构的振型不具有正交性,但耗能结构响应仍然可精确分解为各振型响应的线性组合。此振动机理将为建立耗能结构精确的振型分解反应谱法提供分析路径,同时可将现有用于一般粘滞阻尼定常结构的参数识别、动力修改、最优控制及优化设计等方法推广到一般粘弹性阻尼变频非定常结构。

关键词：一般积分型粘弹性阻尼器多自由度耗能结构瞬态响应振型叠加精确解

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单层非饱和多孔介质一维瞬态响应半解析解

岩土力学 2014年第1期35卷 25-34页

作者：凌道盛王筠单振东丁皓江浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室杭州310058 浙江大学岩土工程研究所杭州310058 中国地震局工程力学研究所哈尔滨150080

基于Zienkiewicz提出的非饱和多孔介质波动理论,考虑两相流体和固体颗粒的压缩性以及惯性、黏滞和机械耦合作用,采用半解析的方法获得了一类典型边界条件下单层非饱和多孔介质一维瞬态响应解。首先推导出无量纲化后以位移表示的控制方程... 详细信息

基于Zienkiewicz提出的非饱和多孔介质波动理论,考虑两相流体和固体颗粒的压缩性以及惯性、黏滞和机械耦合作用,采用半解析的方法获得了一类典型边界条件下单层非饱和多孔介质一维瞬态响应解。首先推导出无量纲化后以位移表示的控制方程,并将其写成矩阵形式;然后,将边界条件齐次化,求解控制方程所对应的特征值问题,得到了满足齐次边界条件的特征值和相对应的特征函数。根据变异系数法并利用特征函数的正交性,得到了一系列仅黏滞耦合的关于时间的二阶常微分方程及相应的初始条件。在此基础上,运用精细时程积分法给出了常微分方程组的数值解。最后,通过若干算例验证了结果的正确性并探讨了单层非饱和多孔介质一维瞬态动力响应的特点。该方法可推广应用于其他典型的边界条件。

关键词：非饱和多孔介质瞬态响应半解析解精细时程积分

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流体控制矢量喷管启动过程的瞬态响应

航空动力学报 2012年第10期27卷 2364-2370页

作者：王猛杰额日其太王强北京航空航天大学能源与动力学院北京100191

采用三维非定常数值模拟方法对流体矢量喷管启动的瞬态响应过程进行了研究,给出了流场的演化特性及性能参数的响应时间.根据不同时刻的流场和壁面压力分布,分析后得到了注气附近射流扰动波系及漩涡的演化过程,并与上壁面压力分布相互印... 详细信息

采用三维非定常数值模拟方法对流体矢量喷管启动的瞬态响应过程进行了研究,给出了流场的演化特性及性能参数的响应时间.根据不同时刻的流场和壁面压力分布,分析后得到了注气附近射流扰动波系及漩涡的演化过程,并与上壁面压力分布相互印证.由性能参数(包括流量,推力系数,矢量角)的时间响应曲线发现:流量和推力系数在响应初始阶段存在剧烈波动,而矢量角是平稳变化,三者的响应时间在毫秒量级.

关键词：流体推力矢量喷管瞬态响应数值模拟激波

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周期对称性在失谐叶盘瞬态响应求解中的应用

航空动力学报 2016年第9期31卷 2188-2194页

作者：姚建尧辛健强王建军重庆大学航空航天学院重庆400044 中国航天科技集团公司中国运载火箭技术研究院研究发展中心北京100076 北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191

提出了利用周期对称性仅使用一个扇区进行失谐叶盘瞬态响应分析的方法,给出了其理论和算法实现过程。该算法的核心思想是将失谐部分移至运动方程的右端作为非线性激励,将失谐问题转化为谐调非线性问题,并采用迭代法或预测位形法进行非... 详细信息

提出了利用周期对称性仅使用一个扇区进行失谐叶盘瞬态响应分析的方法,给出了其理论和算法实现过程。该算法的核心思想是将失谐部分移至运动方程的右端作为非线性激励,将失谐问题转化为谐调非线性问题,并采用迭代法或预测位形法进行非线性响应的求解,以单自由度（DOF）系统验证时域推进方法的有效性。最后使用简化失谐叶盘的有限元模型验证了该方法的有效性。结果表明：采用扇区模型可将自由度数从3 888减少至324,而每一时间步仅需2-3次迭代即可收敛,扇区模型与整体模型计算结果吻合良好,最大幅值误差为0.14%，

关键词：失谐叶盘瞬态响应周期对称性非线性激励预测位形

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倾转旋翼过渡状态瞬态响应分析与试验

航空动力学报 2005年第5期20卷 882-889页

作者：杨卫东董凌华南京航空航天大学旋翼动力学国家级重点实验室江苏南京210016

基于多体动力学分析方法建立倾转旋翼过渡状态瞬态响应分析模型,研究过渡状态下倾转旋翼非线性非定常气弹耦合动力学特性;通过引入倾转过程旋翼尾迹弯曲的影响,修正了直升机旋翼常规动态入流模型。集成非定常动态入流方程与倾转过渡状... 详细信息

基于多体动力学分析方法建立倾转旋翼过渡状态瞬态响应分析模型,研究过渡状态下倾转旋翼非线性非定常气弹耦合动力学特性;通过引入倾转过程旋翼尾迹弯曲的影响,修正了直升机旋翼常规动态入流模型。集成非定常动态入流方程与倾转过渡状态的多体动力学方程,建立倾转旋翼过渡状态下时域非定常耦合分析模型。以两片桨叶的跷跷板旋翼为例,分析倾转过渡状态旋翼瞬态挥舞响应及旋翼气动力的时间响应历程。利用旋臂式模型机动飞行试验机进行倾转过渡状态下旋翼瞬态拉力的试验研究,试验与理论计算结果表现出很好的相关性。数值计算和试验结果表明:建立的时域模型能够有效分析倾转旋翼过渡状态的瞬态特性;倾转过渡状态旋翼尾迹弯曲对非定常动态入流的影响是显著的,对于倾转过渡状态动态入流尾迹弯曲的修正是很必要的。

关键词：航空、航天推进系统倾转旋翼过渡状态瞬态响应动力入流