国家自然科学基金(50965010)
- 作品数：24 被引量：129H指数：8
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- 对流换热场协同的散度效应被引量：11
- 2011年
- 场协同原理是基于稳态时层流热边界层的积分方程得到的,其正确性已得到了实验及数值验证。但目前尚缺乏从普遍意义上对场协同角的不同范围与附加当量源性质之间的关系,及其对换热过程产生强化或弱化的内在机理进行理论描述,而这些对于应用场协同原理进行传热过程控制是至关重要的。本文通过建立描述对流换热过程的总热通量矢量的散度方程,给出了具有普适性的场协同原理的理论分析方法。结果表明,场协同的程度导致了散度的变化,而由于散度表征了区域内的源与区域边界上流的关系,所以分析场协同角在不同的变化范围时的散度效应,可以得到区域内附加当量源的性质,以及区域边界上总热通量矢量大小及方向的变化情况,从而说明流体流动换热过程被强化或弱化的原因。
- 卢小平俞树荣
- 关键词：对流换热场协同
- 干气密封系统轴向非线性动力稳定性被引量：7
- 2012年
- 建立了轴向振动下气膜-密封环系统流固耦合动力学模型,应用微扰法和龙格-库塔法求解振动方程,分析失稳点振动非线性动力学行为。结果表明,在静态优化出的螺旋角范围(70～80°)内,存在着失稳点域,并在特定的螺旋槽结构参数范围内产生了混沌运动,通过选择合理的螺旋槽结构参数可以控制混沌。改变工况,虽其振幅发生了变化,但失稳点的螺旋角数值不变。得到控制系统稳定运行的结构参数区域,计算结果为干气密封的动态优化设计提供指导。
- 韩明君李有堂朱丽丁雪兴俞树荣
- 关键词：干气密封轴向振动龙格-库塔法非线性动力学
- 螺旋槽干气密封润滑气膜阻尼系数的计算及分析被引量：6
- 2011年
- 螺旋槽干气密封操作的稳定性和可靠性与其槽型参数息息相关,为优化槽型参数建立气膜轴向和角向阻尼系数的计算模型,利用Maple程序求解阻尼系数的近似表达式,通过动态稳定性分析,获得不同介质压力和转速下的槽型参数.分析结果表明:随着介质压力和转速的增大,气膜阻尼系数增大,得到稳定性最佳的螺旋角数值,且与实验数据基本一致,说明所建立的阻尼系数数学模型正确.
- 俞树荣朱丽丁雪兴韩明君张伟政
- 关键词：螺旋槽干气密封阻尼系数
- 基于CFD的螺旋槽干气密封端面开孔流场的分析被引量：1
- 2011年
- 为了测量静环端面安装传感器开孔对流场气膜压力的影响因子,应用Solidworks软件建立三维螺旋槽干气密封端面气膜模型,包括在动环槽底根径相对的静环端面开孔和不开孔的2种模型建模.在特定工况下,运用Fluent软件对螺旋槽干气密封内部微间隙三维气体流场2种模型以层流模式分别进行数值模拟,得到2种模型的泄漏量,且与试验值非常接近,说明微尺度螺旋槽流场分析是可以用Fluent来模拟的,从而推出不同模型模拟所对应的压力值也是准确的.计算出开孔安放传感器对端面的影响因子,对后期试验的压力测定或设备监测数值的修整和求出真实数值具有实用价值.
- 俞树荣曹兴岩丁雪兴张伟政蒲军军
- 关键词：干气密封CFD螺旋槽
- 干气密封气膜-密封环系统轴向振动动力稳定性分析被引量：11
- 2012年
- 基于非线性振动理论,建立了气膜-密封环系统轴向振动动力学模型,在特例下计算并拟合非线性气膜轴向刚度与阻尼,得到了一个含二次、三次项的非线性受迫振动微分方程。在无外激励情况下,通过求Floquet指数讨论了系统分岔问题,分析了螺旋角对系统稳定性的影响,给出了使干气密封系统稳定的螺旋角的范围,并求得在特例下螺旋角α=75°13'26″时系统发生Hopf分岔。这与先前利用龙格-库塔法研究的结果一致,从而验证了该方法的正确性。改变工况讨论系统分岔问题,得到了系统分岔时的螺旋角数值,结果表明其螺旋角数值基本不变,说明改变工况其分岔点位置不变,其结果为干气密封的动态优化设计提供理论指导。
- 俞树荣朱丽丁雪兴韩明君张伟政
- 关键词：干气密封轴向刚度分岔
- 螺旋槽干气密封系统非线性动力学行为分析被引量：12
- 2010年
- 建立了轴向振动下气膜-密封动环系统动力学模型,利用Maple程序求解了轴向振动方程,获得了螺旋槽结构参数响应的振动相轨图、Poincaré映射图和时间历程图,进而分析了螺旋槽干气密封系统非线性动力学行为。研究结果表明:在特定的螺旋槽结构参数范围内存在着振动混沌现象,通过选择合理的螺旋槽结构参数可以控制混沌,为干气密封动态优化设计提供了理论基础。
- 丁雪兴张伟政俞树荣韩明君杜兆年
- 关键词：干气密封螺旋槽非线性动力学混沌
- 基于CFD的微孔端面机械密封液膜动压分析
- 2012年
- 应用Pro/E软件建立微孔端面间液膜的三维立体模型,用Gambit软件对模型分别进行网格划分.在特定工况下,利用Fluent软件对不同流体黏度和转速下的微孔端面间的内部微间隙三维流场进行数值模拟,得到3种流场的压力分布.结果表明:平均动压力随着介质黏度的降低而呈线性减小,说明流体黏度低时流体动压效应弱;平均动压力随转速的增加而线性增加,表明密封环的转速越高,流体动压效应越明显.
- 张伟政俞树荣王燕杨环丁雪兴
- 关键词：机械密封动压CFD数值模拟
- 干气密封焊接金属波纹管的结构动态分析被引量：2
- 2010年
- 应用PRO-E软件分别对单圆弧、两圆弧和三圆弧3种结构类型的焊接金属波纹管进行建模,并导入ANSYS软件进行模态分析,分别得到它们的固有频率和振型。通过分析比较得出,在几何参数相同的情况下,单圆弧的固有频率最大,双圆弧的次之,三圆弧的最小;又对3种类型的波纹管进行了谐响应分析,求出了响应值(位移)-频率曲线。通过分析得到,在相同的工况下,三圆弧波纹管的位移最小,是最优选择。
- 张静丁雪兴黄义仿富影杰俞树荣
- 关键词：干气密封金属波纹管模态分析谐响应分析
- 基于CFD的螺旋槽干气密封槽型参数的优化被引量：1
- 2010年
- 运用fluent软件对不同气膜厚度的螺旋槽干气密封内部微间隙三维流场进行数值模拟,得到它们流场的压力分布。通过不同厚度的气膜所产生的动压来获得它们气膜推力,再利用最小二乘法则拟合得到了气膜推力关于气膜厚度的解析式,最后求得气膜刚度,以最大气膜刚度为目标,对螺旋槽的槽深和螺旋角进行了优化。结果表明:气膜刚度是关于气膜厚度的负指数函数;在本例中,当槽深为7.5μm、螺旋角为75°时气膜刚度最大,该优化程序为干气密封的优化设计提供理论基础。
- 富影杰丁雪兴吴振宁张静
- 关键词：干气密封螺旋槽气膜刚度CFD
- 干气密封系统角向摆动的稳定性及其振动响应被引量：12
- 2011年
- 干气密封系统角向摆动改变了动静密封环间的微尺度间隙,进而影响了干气密封的密封性能,建立了角向振动下气膜-密封环系统的动力学模型,应用微扰法和龙格-库塔法求解气膜角向刚度、临界转动惯量和角向摆动的二维振动方程,获得了密封系统稳定时的密封结构参数范围,并分析了最佳稳定点和临界点振动响应。研究结果表明:在特例中螺旋角α=75°邻域内,存在着稳定区域α=74°30'06″～75°16'10″,其最佳值为αopt=74°53'48″。最佳稳定点振动响应为准周期运动,而临界点振动响应发生了混沌运动。
- 张伟政俞树荣丁雪兴韩明君杜兆年
- 关键词：干气密封龙格-库塔法稳定性
