检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

复杂热流承载结构拓扑优化设计研究

机械工程学报 2024年第13期60卷 92-121页

作者：李宝童刘策洪军刘庆芳史萌李开泰西安交通大学现代设计与转子-轴承系统教育部重点实验室西安710049 西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学数学与统计学院西安710049

随着多领域高端装备的快速升级与发展,迫切需要面向复杂服役工况的高性能热流承载结构优化设计。然而,缺乏热流耦合物理场的高效求解手段以及考虑复杂边界条件的热流承载结构设计能力不足仍是制约装备更新换代速度和质量的两大关键问题... 详细信息

随着多领域高端装备的快速升级与发展,迫切需要面向复杂服役工况的高性能热流承载结构优化设计。然而,缺乏热流耦合物理场的高效求解手段以及考虑复杂边界条件的热流承载结构设计能力不足仍是制约装备更新换代速度和质量的两大关键问题。因此,提出了一种新的无网格粒子方法——等几何粒子流体动力学方法(NURBS-based particle hydrodynamics,NBPH)。通过配置真伪粒子,基于非均匀有理B样条(Non-uniform rational B-splines,NURBS)基函数的插值构建粒子通讯,缓解了偏微分方程数值求解质量与分析域离散化程度之间的强耦合关系,提升了算法的计算效率。其次,将所提出的NBPH方法与固体各向同性材料惩罚(Solid isotropic material with penalization,SIMP)方法结合,搭建了一种新的无网格法拓扑优化框架——NBPH-topology Optimization,用于复杂热流场景的优化设计。根据体素分布构造了粒子流动阻力场,实现了流场与结构场的关联,通过求解连续伴随灵敏度,指导结构拓扑的连续演化。为了验证NBPH-TO框架的有效性和鲁棒性,研究了液冷和风冷两大典型散热场景,完成了优化设计与实验验证,结果表明该研究为复杂热流承载结构拓扑优化设计提供了可行的解决方案和有效的数值工具。

关键词： NBPH SIMP 无网格法拓扑优化热流耦合

双稳态压电超结构的超传输滞回效应与非互易编码特性

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

力学学报 2024年第7期56卷 2103-2113页

作者：郑宜生陈逸涵瞿叶高孟光厦门大学航空航天学院福建厦门361005 西安交通大学复杂服役环境重大装备结构强度与寿命全国重点实验室西安710049 上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室上海200240

利用超结构的非线性效应能够实现新颖的振动能量传输调控现象.双稳态超结构存在非线性超传输特性,即在超结构线性化带隙内,当激励幅值超过某个临界值时,传输的振动能量将突变到很大值.文章针对含双稳态分流电路的压电超结构梁,建立了力... 详细信息

利用超结构的非线性效应能够实现新颖的振动能量传输调控现象.双稳态超结构存在非线性超传输特性,即在超结构线性化带隙内,当激励幅值超过某个临界值时,传输的振动能量将突变到很大值.文章针对含双稳态分流电路的压电超结构梁,建立了力电耦合非线性动力学数值模型,并采用伽辽金法对数值模型进行降阶处理以提升计算效率.基于上述模型研究了双稳态压电超结构的振动能量非线性传输特性,发现超结构线性局域共振带隙内的超传输特性存在滞回效应,也即向上扫幅激励和向下扫幅激励两种工况下超传输临界值不同.通过改变双稳态电路两个稳定平衡点的间距或者电路在稳定平衡点的共振强度可以移动超传输滞回区间.进一步通过在双稳态压电超结构一侧布置线性共振电路来引入系统非对称性,可使得正方向和反方向的超传输滞回区间发生偏离,利用这种非互易的超传输滞回效应可以在不同激励幅值区间实现不同模式的非互易编码.增强系统非对称性可使得正方向和反方向的超传输滞回区间偏离更加显著,故非互易编码区间具有可调性.文章极大地拓展了超材料的非互易模式,正方向和反方向能量传输性能不再局限于传统超材料固定的“传输”或“非传输”状态,通过合适的非互易编码设计可以实现弹性信息的单向传输功能.

关键词：压电超结构双稳态电路非线性超传输非互易编码滞回效应

基于时域BLT方程的带绝缘线缆束场-线耦合模型

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

高电压技术 2024年第2期50卷 758-764页

作者：席志豪梁涛谢彦召郭洁西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室西安710049 西安交通大学电气工程学院西安710049

为研究外场辐照下复杂线缆系统(多导体、非线性负载、带绝缘层)终端电压/电流时域响应特性规律,提出了复杂线缆束在入射场激励下的终端响应建模方法。研究在时域内重塑多导体BLT方程,在兼顾计算效率、易于向线缆网络扩展的基础上,解决... 详细信息

为研究外场辐照下复杂线缆系统(多导体、非线性负载、带绝缘层)终端电压/电流时域响应特性规律,提出了复杂线缆束在入射场激励下的终端响应建模方法。研究在时域内重塑多导体BLT方程,在兼顾计算效率、易于向线缆网络扩展的基础上,解决了线缆束端接非线性负载的终端时域响应求解问题;并通过引入介质层系数,修正了BLT方程源矢量项,解决了常规BLT方程忽视绝缘层对入射场畸变效应而导致的误差问题。最后,将计算结果同时域有限差分法和有限积分法计算结果进行对比,验证了模型在处理复杂线缆场线耦合问题上的准确性。

关键词：时域BLT方程线缆束场线耦合非线性负载介质层系数

乙醇液滴冲击过冷水平壁面的铺展行为实验研究

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

西安交通大学学报 2024年第1期58卷 119-125页

作者：张泽杨松刘秀芳赖天伟侯予西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 西安交通大学深低温技术与装备教育部重点实验室西安710049

为探究表面张力对液滴冲击过冷水平壁面铺展动力学行为的影响,搭建了可视化实验系统,探究了乙醇液滴冲击过冷水平壁面的铺展动力学行为,分析了水平壁面过冷度对低表面张力液滴冲击铺展动力学行为的影响。实验中,采用亲水硅水平壁面及较... 详细信息

为探究表面张力对液滴冲击过冷水平壁面铺展动力学行为的影响,搭建了可视化实验系统,探究了乙醇液滴冲击过冷水平壁面的铺展动力学行为,分析了水平壁面过冷度对低表面张力液滴冲击铺展动力学行为的影响。实验中,采用亲水硅水平壁面及较小的冲击速度以观测乙醇液滴冲击过冷水平壁面的铺展动力学行为。此外,还比较了不同的最大铺展因子和最大铺展时间的典型模型对乙醇液滴冲击过冷水平壁面铺展动力学因子的适用性。结果表明:乙醇液滴冲击过冷亲水水平壁面的铺展动力学行为分为飞溅、铺展、稳定3个阶段;最大铺展时间随水平壁面过冷度的增大而减小;水平壁面过冷度对最大铺展因子的影响是非单调的,在水平壁面过冷度较低时,最大内部铺展因子减小起主要作用,在水平壁面过冷度较高时,由于瑞利-泰勒不稳定性的增强,无量纲手指状突起增大起主要作用,二者共同作用造成了非单调变化;现有模型对于最大铺展时间的预测效果较好,相对平均偏差为6.05%,而对最大铺展因子的预测效果较差。

关键词：液滴冲击过冷水平壁面表面张力铺展动力学行为

航空齿轮齿根磨削和超声滚压表面完整性分布规律研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

机械工程学报 2024年

作者：党嘉强安庆龙李宇罡明伟伟王浩伟刘忠明陈明上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室郑州机械研究所有限公司

提出了表面纹理作用下等效初始裂纹长度和应力集中系数评价模型，研究了齿轮成形磨削后齿根表面完整性分布规律，并对成形磨齿参数进行优选讨论。设计搭建了航空齿轮超声滚压强化试验装置，将其应用到齿根强化中，对齿根超声滚压后表面... 详细信息

提出了表面纹理作用下等效初始裂纹长度和应力集中系数评价模型，研究了齿轮成形磨削后齿根表面完整性分布规律，并对成形磨齿参数进行优选讨论。设计搭建了航空齿轮超声滚压强化试验装置，将其应用到齿根强化中，对齿根超声滚压后表面完整性分布规律进行了分析。结果表明，齿根磨削后表面等效初始裂纹长度和应力集中系数分别高达5.09μm和2.6，表面微观组织变形层深约30μm，残余压应力层深约30μm，硬化层深约200μm。高磨削速度、高进给和小切深有助于减小齿根表面等效裂纹长度，低磨削速度、低进给和小切深有助于提升齿根残余压应力幅值。超声滚压工艺能提高齿根表面光洁度，将等效初始裂纹长度降低至0.28μm，引入较深塑性变形层，相比磨削加工和机械喷丸工艺，表面残余压应力层深明显提升。

关键词：超高强度钢齿根成形磨削超声滚压表面完整性

流体润滑用压力敏感量子点传感器材料研究进展

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

摩擦学学报（中英文） 2024年第1期44卷 107-116页

作者：孙剑楠闫柯陈学杭洪军西安交通大学现代设计与转子轴承系统教育部重点实验室陕西西安710049

流体润滑广泛存在于工程领域,润滑接触区各点局部压力的测量对研究机械润滑状态、保证系统平稳运行具有重要作用.量子点具有优异的化学和光致发光稳定性以及优异的光学性能,其对压力的敏感性使其应用于流体润滑领域监测压力成为可能.为... 详细信息

流体润滑广泛存在于工程领域,润滑接触区各点局部压力的测量对研究机械润滑状态、保证系统平稳运行具有重要作用.量子点具有优异的化学和光致发光稳定性以及优异的光学性能,其对压力的敏感性使其应用于流体润滑领域监测压力成为可能.为此,本文中总结了研究常用的压力敏感量子点材料以及常用的制备方法,介绍了量子点的压力依赖性原理,并分别从原位压力试验和第一性原理计算两方面对量子点压力依赖性常用的研究方法进行了总结,最后,从工程应用角度对量子点的应用潜力以及目前仍存在的问题和挑战进行了介绍.

关键词：流体润滑压力测量量子点传感材料研究进展

维普期刊数据库博看期刊

中等雷诺数双分散悬浮系统流固曳力以及固固曳力

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

过程工程学报 2024年第3期24卷 297-314页

作者：段凡贺煊周强西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049

采用一套全解析数值方法模拟了颗粒可自由移动的双分散悬浮系统,并对文献中已有的流固以及固固曳力公式的准确性进行了检验。模拟的参数范围为整体固含率0.1,0.2,0.3,粒径比1.5和2,小颗粒固含率占比0.1,0.3,0.5,颗粒-流体密度比10,100,5... 详细信息

采用一套全解析数值方法模拟了颗粒可自由移动的双分散悬浮系统,并对文献中已有的流固以及固固曳力公式的准确性进行了检验。模拟的参数范围为整体固含率0.1,0.2,0.3,粒径比1.5和2,小颗粒固含率占比0.1,0.3,0.5,颗粒-流体密度比10,100,500,1000,整体颗粒雷诺数10,20,50。结果显示,对于流固曳力的预测,文献中已有的三类公式中静态均匀系统公式最准,动态悬浮系统公式次之,单分散扩展公式最差。进一步分析发现双分散悬浮系统流固曳力受局部固含率、颗粒相间滑移速度、颗粒拟温度、颗粒Stokes数以及颗粒微结构的影响。在这些因素的共同作用下,流固曳力随颗粒-流体密度比变化不明显,小颗粒相与大颗粒相的流固曳力差异小于静态均匀系统。对于固固曳力的预测,当颗粒-流体密度比等于10或100时,润滑力的作用会使碰撞次数在不同颗粒对之间分布不均,导致分子混乱假设不成立,基于颗粒动力学理论的公式远远高估固固曳力。

关键词：流固曳力固固曳力双分散悬浮系统直接数值模拟颗粒动力学理论分子混乱假设

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

乘员行为对客舱流场与温度场分布的影响

工程热物理学报 2024年第1期45卷 255-262页

作者：余忠豪张超肖光明杜雁霞桂业伟中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室绵阳621000 西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

飞机客舱内气流组织分布的精细化预测是舱内热舒适性与生物安全研究的重要基础,由于涉及大尺度空间内强迫对流与自然对流共同作用下的复杂传热传质问题,目前仍面临巨大挑战。本文结合混合热格子玻尔兹曼方法 (HTLBM)和GPU加速技术,发展... 详细信息

飞机客舱内气流组织分布的精细化预测是舱内热舒适性与生物安全研究的重要基础,由于涉及大尺度空间内强迫对流与自然对流共同作用下的复杂传热传质问题,目前仍面临巨大挑战。本文结合混合热格子玻尔兹曼方法 (HTLBM)和GPU加速技术,发展了工程适用的舱内混合对流数值模拟方法,并开展了典型算例验证。以某民航飞机客舱为研究对象,对比分析了乘员行为对客舱内流场及温度场分布的影响规律。结果表明,过道位置有乘员站立时显著改变大尺度环流,增大了乘客位置自锁区域的形成,并进风口射流轨迹偏转,导致热量在过道附近聚集。

关键词：客舱气流组织混合热格子玻尔兹曼方法乘员行为热羽流气流自锁

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

激光辅助铣削过程的预热温度场调控方法研究

机械工程学报 2024年第9期60卷 218-228页

作者：刘鑫张俊徐斌斌刘弘光赵万华西安交通大学精密微纳制造技术全国重点实验室西安710054

激光辅助加工(Laser-assisted machining, LAM)通过激光热源对工件待切削区域进行预热,提高难加工材料可加工性,从而在减小切削力的同时提高加工效率。其中,激光加载下的预热温度场控制是LAM的核心科学问题之一。通过对实际激光器输出... 详细信息

激光辅助加工(Laser-assisted machining, LAM)通过激光热源对工件待切削区域进行预热,提高难加工材料可加工性,从而在减小切削力的同时提高加工效率。其中,激光加载下的预热温度场控制是LAM的核心科学问题之一。通过对实际激光器输出光束质量的定量与定式表征,构建移动激光热源加载下的温度场解析求解式,并以激光辅助面铣下切削区域温度场均布为目标,提出激光扫描预热温度场均衡控制方法。依据激光扫描预热方法,搭建温度场测试实验台,通过表面与内部测温验证激光预热温度场求解的准确性。进而开展预热温度场优化前后的激光辅助铣削加工与传统铣削加工,对比三种工况下的铣削力特征与已加工表面粗糙度,结果表明温度场均衡控制下可有效降低铣削力10%以上,降低表面粗糙度30%,且能进一步提升已加工表面质量。综上所述,提出的激光预热温度场正向调控方法可有效调控激光热影响区温度,并为激光参数主动设计提供理论指导,在难加工材料的激光辅助加工中有广阔应用前景。

关键词：激光辅助铣削温度场参数优化铣削力表面粗糙度