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《天津大学》 2005年
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高压容腔三维流场的有限元数值计算及其在球形稳压器优化设计中的应用研究

苏欣平  
【摘要】:本文在参阅大量国内外有关流体动力技术、计算流体力学,流场的数值计算方法、流场实验可视化技术、计算机数字图像处理技术等相关资料的基础上,推导确定复杂流道流体流动的数学模型以及湍流二方程模式和三维薄边界层基本微分、积分方程,用有限元数值计算方法对高压容腔复杂流场的速度流场、静动态压力场进行较为详细和系统的三维数值模拟,将计算结果以可视化的图形图像形式给出。在此基础上定性、定量分析流体振动噪声、能量损失与流场结构之间的关系。将高压容腔三维流场的有限元数值计算的理论、方法以及遗传算法应用于球形稳压器优化设计中,以验证理论、方法的正确性。最后对球形稳压器进行压力损失及压力脉动测试实验研究。为设计高效率、低能耗、低噪声的球形稳压器奠定基础,具有重要的理论意义和实际应用价值。主要研究内容包括: 1、综述液压动力系统的发展趋势及本课题研究的目的意义,概述计算流体力学中的各种数值计算方法,较为详细地介绍计算流体力学在液压技术中的应用现状,论述流场数值计算可视化技术,及流场实验可视化技术中的各种方法,阐述计算机数字图像处理在流场实验可视化中的应用。确定本文的主要研究内容。 2、从连续性方程和Navier-Stokes方程出发,根据变分有限元原理,推导出椭圆形方程的积分表达式;推导出雷诺剪应力转移方程、湍流一方程模式和湍流二方程模式,并讨论各项的物理意义以及参数的取值;推导出三维薄边界层基本微分方程以及动量积分方程。 3、详细叙述流体有限元数值计算的步骤。运用流体有限元方法进行三维流场的数值计算、仿真,并将其应用于球形稳压器三维流场有限元分析中,得出不同模型参数下流场的速度矢量分布以及静、动态压力分布。定性分析涡旋的产生对流体噪声,能量损失等可能产生的影响。 4、提出一种基于遗传算法的球形稳压器结构参数的优化设计方法。该方法以降低压力损失和消减压力脉动为优化目标,利用遗传算法通过使球形稳压器结构在满足一系列约束条件下压力损失和压力脉动最小化来搜索最佳的几何参数和流动参数。对球形稳压器模型进行压力损失及压力脉动测试实验,并对实验结果进行误差分析。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TH137

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【引证文献】
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【参考文献】
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1 焦宗夏,陈平,华清,王少萍;液压能源管路系统振动主动控制的理论研究[J];北京航空航天大学学报;2002年04期
2 李运华,焦宗夏,王占林;一种主动液压滤波器的理论分析[J];北京航空航天大学学报;1999年02期
3 樊会元,王尚锦,席光;透平机械叶片的遗传优化设计[J];航空学报;1999年01期
4 曾祥荣;张建成;;多孔同心式液压消声器的研究[J];机床与液压;1990年01期
5 曹秉刚;郭卯应;中野和夫;史维祥;;锥阀流场的边界元法解析[J];机床与液压;1991年02期
6 廖建勇;高压圆缝泄漏数学模型及其计算机仿真[J];机床与液压;1994年02期
7 李运华,史维祥;流体动力技术的现状与发展[J];机床与液压;1994年04期
8 李爱社,闫祥安,王懋瑶;球形液压滤波器滤波机理的研究[J];机床与液压;1995年06期
9 段善忠;赵映秋;;球形液压脉动稳压器稳压机理的研究[J];昆明工学院学报;1992年02期
10 王志刚 ,王冬青 ,柳成文 ,俞炳丰,葛军;电子膨胀阀内制冷剂两相流动过程的数值计算与实验验证[J];流体机械;1999年08期
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1 高殿荣;液压技术中复杂流道流场的数值模拟与可视化研究[D];燕山大学;2001年
【共引文献】
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1 李扬,高日,晏景通;自重对索网结构找形的影响[J];四川建筑科学研究;2003年02期
2 郭泽英;宁博;李青宁;;结构动力分析的柯特斯精细积分法[J];四川建筑科学研究;2008年02期
3 董作超;王洪岭;;平面框架结构耗能支撑的地震响应时程分析[J];四川建筑科学研究;2011年01期
4 钟相强;杨艳红;王立涛;;少齿差减速机内啮合齿轮的有限元分析[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年03期
5 索小永;廖斌;;人工压缩法计算突扩管道流[J];安徽工程大学学报;2011年03期
6 郭煜;Navier-Stokes方程的数值解法[J];鞍山钢铁学院学报;1997年03期
7 王锐昌;热流状态下新型动压推力轴承压力场的计算[J];鞍山钢铁学院学报;2000年02期
8 王凤辉,卢建霞,李龙海,李全美;剪切机机架最大剪切能力的估计[J];鞍山钢铁学院学报;2002年06期
9 战颂;徐永君;张均锋;;钢包砼拱形防护门有限元模态分析[J];地下空间与工程学报;2006年06期
10 吴应祥;刘东升;宋强辉;;基于ANSYS概率设计系统的边坡稳定概率分析[J];地下空间与工程学报;2008年06期
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1 黄河;段世慧;张生贵;;基于CAA的静强度虚拟试验可视化方法研究[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
2 王青平;白武明;王洪亮;;多重网格在二维泊松方程有限元分析中的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
3 南明星;笪良龙;卢晓亭;李玉阳;;复杂海区的三维声线轨迹可视化仿真[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
4 陈郁淦;周学成;罗锡文;曹霞;乐凯;;基于ITK和VTK的原位根系三维可视化研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
5 钮建良;彭旭东;孟祥铠;白少先;;LaserFace液体润滑端面密封性能研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
6 李利;智浩;李同进;于海蓉;龚奎成;;风洞柔壁喷管中柔板的数值计算[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
7 刘海燕;岳宝增;曹健;;Cassini贮腔中液体晃动特性研究[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
8 贾海朋;刘博;郄彦辉;刘波;;刮板输送机轴套结构有限元分析及参数优化[A];力学与工程应用(第十三卷)[C];2010年
9 信卫坡;孙培新;王荣;;有限元分析在硫化机上固定板应力变形计算中的应用[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
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2 赵永梅;方钢管混凝土火灾条件下温度场和温度应力研究[D];山东科技大学;2010年
3 王亚楠;基于光线投射算法的CT图像三维重建与分割剪取[D];山东科技大学;2010年
4 吴小旺;液压支架机液联合仿真与液压控制系统分析[D];山东科技大学;2010年
5 赵奇;医学超声图像三维重建算法研究[D];山东科技大学;2010年
6 王权;起重机减速器变位斜齿轮副有限元仿真分析与研究[D];山东科技大学;2010年
7 张竑;数字媒体时代的三维动画变革研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
8 倪川;某框架结构振动特性测试与控制分析研究[D];郑州大学;2010年
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2 李荣华,祝丕琦;二阶椭圆偏微分方程的广义差分法(Ⅰ)——三角网情形[J];高等学校计算数学学报;1982年02期
3 祝丕琦,李荣华;二阶椭圆偏微分方程的广义差分法(Ⅱ)——四边形网情形[J];高等学校计算数学学报;1982年04期
4 张颖,张国贤;EMP径向滑动轴承热弹流分析与仿真[J];机械设计与研究;1999年04期
5 王兆伍,杨家富,许尚贤;流体润滑轴承静动态特性的有限分析法[J];南京林业大学学报;1996年04期
6 赵三星,戴旭东,徐华,朱均;进油压力对可倾瓦径向滑动轴承静动特性的影响[J];润滑与密封;2001年04期
7 潘菁菁,苏荭,王小静,张直明;基于质量守恒边界条件的动载滑动轴承性能分析[J];润滑与密封;2005年02期
8 黄民毅;液体动压滑动轴承设计的数值计算[J];四川工业学院学报;1998年03期
9 王丽丽;;新型高速滑动轴承的发展现状及其特性[J];农业装备与车辆工程;2007年05期
10 杨志峰,周雪漪,许协庆;对流-扩散方程的一种高精度优化差分格式[J];水动力学研究与进展(A辑);1991年01期
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1 刘胜柱;水轮机内部流动分析与性能优化研究[D];西安理工大学;2005年
2 陈淑江;螺旋油楔滑动轴承润滑机理的理论与实验研究[D];山东大学;2007年
3 郭兆元;气冷涡轮气热弹耦合有限差分算法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
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1 范福林;新型收油器的流体数值模拟与优化[D];大连海事大学;2011年
2 张宪文;滑动轴承承载能力的理论研究和实验分析[D];西南交通大学;2011年
3 陈伟建;治理理论视阈下的海域溢油应急反应体系建设[D];复旦大学;2011年
4 康晓云;动载滑动轴承非线性油膜力数值分析[D];大连理工大学;2001年
5 呼晓青;气体润滑推力轴承性能的实验研究[D];南京理工大学;2003年
6 吴超;径一推联合动静压轴承动特性实验研究[D];郑州大学;2004年
7 王宁;基于MATLAB的滑动轴承压力分布的数值计算[D];大连理工大学;2006年
8 史晓燕;甲烷氯化物高速泵设计方法及CAD技术研究[D];四川大学;2006年
9 贾冰冰;有限体积法在工程电磁场分析中的应用及研究[D];沈阳工业大学;2008年
10 张莹博;水润滑橡胶轴承动力润滑特性研究[D];西安科技大学;2010年
【二级参考文献】
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1 段俐,康琦,申功;PIV技术的粒子图像处理方法[J];北京航空航天大学学报;2000年01期
2 段俐,康琦,丁汉泉,申功;HPIV及其初步应用研究[J];北京航空航天大学学报;2000年01期
3 焦宗夏;飞机液压能源管路系统的振动特性分析[J];北京航空航天大学学报;1997年03期
4 刘晓利,李鸿志,叶经方,刘殿金;障碍物对铝粉火焰加速作用的实验研究[J];爆炸与冲击;1995年01期
5 韩德才;;一边滑动下等边三角形断面管的速度分布[J];东北重型机械学院学报;1988年01期
6 戴韧,王宏光,陈康民;不可压粘性流动N-S耦合方程的有限元解法—I应用[J];华东工业大学学报;1997年01期
7 李军,丰镇平,沈祖达,常建忠;透平跨音速叶栅的优化设计[J];航空动力学报;1997年03期
8 许耀铭;韩德才;;螺旋阻尼槽型静压支承滑靴的设计理论与实验研究[J];机床与液压;1983年03期
9 曹秉刚;史维祥;;液压滤波器[J];机床与液压;1985年05期
10 曾祥荣;张建成;战松生;;H型液压消声器在系统中安装位置的研究[J];机床与液压;1988年05期
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1 靳廷船;李伟力;陈文彪;;感应电机运行时的定子温度场分析与计算[J];防爆电机;2006年02期
2 黄国平;洪刚;梁德旺;;微型飞行器低雷诺数三维流场数值模拟[J];空气动力学学报;2007年01期
3 唐志波;谢永和;;船体结构腐蚀疲劳问题以及数值计算方法(英文)[J];船舶力学;2008年03期
4 李宝良;吴海鹏;江亲瑜;;高压离心水泵系统抗震性能的研究[J];大连铁道学院学报;2006年04期
5 段建晋;阎毓杰;;基于传输线方法的电缆耦合预测技术[J];舰船电子工程;2008年08期
6 沈才华;刘松玉;童立元;;公路隧道开挖的拓扑优化研究[J];公路工程;2008年04期
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8 方忠甫;刘正士;;形状参数对消声器性能影响的数值分析[J];噪声与振动控制;2006年03期
9 刘建闽;薛雷平;鲁传敬;;平流层飞艇绕流场与柔性变形的数值模拟[J];力学季刊;2006年03期
10 侯维娜;屈双惠;;涡流检测的现状及新进展[J];重庆工学院学报(自然科学版);2007年08期
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1 胡继伟;李俊卿;孟莉雅;;汽轮发电机定子通风沟的通风计算和分析[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(中册)[C];2008年
2 王彦宾;;非均匀复杂全地球模型中地震波动场数值计算方法研究[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
3 刘明路;赵金城;靳猛;;火灾作用下海洋平台温度场研究[A];第九届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2009年
4 叶宏武;;安全气囊排气孔的优化设计[A];铜牛杯第九届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2009年
5 喻伟明;佘成学;;洮水水库工程混凝土面板堆石坝变形应力分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
6 张超;闫卓;杨庆新;陈海燕;;无接触电能传输系统可分离变压器耦合性能研究[A];天津市电机工程学会2009年学术年会论文集[C];2009年
7 姜燕;乐金朝;;沥青路面Ⅰ型裂纹扩展的理论分析与数值仿真[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
8 钱秀清;张建宇;费斌军;;摩擦对球形压头压入应力应变曲线识别的影响[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年
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1 记者 冯劲松 通讯员 李万民;武汉天然气高压外环工程开工[N];长江日报;2009年
2 记者施莺;药品打假保持高压态势[N];南通日报;2011年
3 吴祖尧;2114点并无“高压”[N];中国高新技术产业导报;2000年
4 李炳来 山东省海阳市安监局;打击醉驾还要保持高压态势[N];中国安全生产报;2010年
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2 武云鹏;有限元线法求解时域问题的研究[D];清华大学;2004年
3 陈强;挥鞭样损伤的生物力学和临床研究[D];第二军医大学;2005年
4 王明波;磨料水射流结构特性与破岩机理研究[D];中国石油大学;2007年
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8 马少华;126kV高压真空断路器永磁操动机构及其同步控制技术的研究[D];沈阳工业大学;2009年
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10 蔡永昌;流形方法的理论与应用研究[D];重庆大学;2001年
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1 赵伟;桩土相互作用的数值分析与计算机模拟[D];辽宁工程技术大学;2002年
2 蒋耘生;鸟撞冲击动力学的有限元数值仿真研究[D];西北工业大学;2002年
3 田晓艳;水平荷载作用下高层建筑—基础—地基的共同作用研究[D];西安科技大学;2005年
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8 凌广;钢筋混凝土的三维非线性有限元分析[D];西南交通大学;2003年
9 吴浩;自适应有限元大坝应力取值研究及小湾拱坝平面稳定分析[D];清华大学;2004年
10 陈静;非金属补偿器温度场分析[D];南京航空航天大学;2005年
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