磁流变液的摩擦学特性与摩擦主动控制研究

通过外场作用改变摩擦来实现对摩擦的主动控制一直受到人们的关注.介绍了外场作用下的摩擦学研究现状,综述了在外场作用下以液晶、铁磁流体和有机盐水溶液等特殊润滑材料为介质对实现摩擦主动控制进行的研究,指出了存在的问题及展望磁流变液在实现摩擦主动控制的发展前景.     

应用多GPU的可压缩湍流并行计算

利用CUDA Fortran语言发展了基于图形处理器(GPU)的计算流体力学可压缩湍流求解器。该求解器基于结构网格有限体积法,空间离散采用AUSMPW+格式,湍流模型为k-ωSST两方程模型,采用MPI实现并行计算。针对最新的GPU架构,讨论了通量计算的优化方法及GPU计算与PCIe数据传输、MPI通信重叠的多GPU并行算法。进行了超声速进气道及空天飞机等算例的数值模拟以验证GPU在大网格量情况下的加速性能。计算结果表明:相对于Intel Xeon E5-2670 CPU单一核心的计算时间,单块NVIDIA GTX Titan Black GPU可获得107~125倍的加速比。利用四块GPU实现了复杂外形1.34亿网格的快速计算,并行效率为91.6%。     

有限质量降落伞充气动力学数值模拟

为研究空投任务中降落伞有限质量充气过程的动力学行为,基于罚函数耦合方法和网格自适应技术分析了降落伞柔性结构与周围不可压缩流场的流固耦合特性。数值模拟开伞过程伞衣三维外形变化,获得降落伞系统下落速度、阻力面积等参数;对比分析初始投放速度对降落伞开伞时间、伞衣阻力面积的影响;通过试验数据对比分析开伞力变化。计算结果表明,该方法可以有效模拟降落伞系统有限质量充气过程的动力学特性,仿真结果与试验结果相符。     

尾空泡对水下航行体流体阻尼力影响数值计算分析

针对航行体尾空泡对流体阻尼力影响的问题,结合动坐标系技术和空泡多相流数值模拟方法,通过求解雷诺平均的纳维-斯托克斯方程组,进行阻尼力计算研究。试验数据对比结果表明,该方法具有较好的精度。数值计算研究表明,尾空泡会削弱航行体尾部压力的不对称性,使航行体尾部流体阻尼力减小。当尾空泡增加到一定尺寸时,流体阻尼力减小的幅度逐渐趋缓,同时尾空泡也改变了流体阻尼力随攻角的变化趋势。研究充分表明了航行体流体力设计中考虑尾空泡影响的必要性。     

舰船液力偶合器数学建模新方法

介绍了某研究项目中所使用的液力偶合器数学建模新方法———人工神经网络方法.从舰船动力装置动态建模与仿真的实际需求,分析了液力偶合器数学建模的困难之处:寻找一种通用的数学形式,以实现:①额定工况滑差及其附近实验数据的内插与外延;②过渡工况(如液力偶合器结合时其滑差从100%变到额定工况滑差附近的过程中)液力偶合器数学模型的设计.叙述了液力偶合器的人工神经网络数学建模的要点,分析了液力偶合器人工神经网络数学模型在舰船动力装置计算机仿真中的结果.最后,总结了液力偶合器人工神经网络数学模型今后需进一步完善的若干方面.     

低频域结构噪声问题数值解法

对形体不规则的物体 ,数值计算其结构噪声问题是获得解答的直接办法 .文中综述了结构噪声问题数值解法的基本思路 .首先介绍了数值求解的两个基本方法 :有限元法和边界元法的基本数学原理、操作方法及各自的局限性 ;其后描述了结构噪声耦合问题的数值计算公式的构造及运用不同数值方法构造求解公式的特点 ;针对边界元法构造的公式分析特征值问题的不足 ,给出了几种边界元法结构噪声特征值分析的方法 .文章结尾 ,提出了目前商业有限元软件分析噪声问题的不足及改进方向     

纳米Fe_3O_4磁性流体的制备与测试

采用化学共沉淀法制备Fe_3O_4磁性纳米颗粒,用油酸作为分散剂制备出煤油基和二脂基磁性流体.用X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射(XRD)测试分析颗粒的组成、结构、平均粒径,表明所制备的颗粒为纯净Fe_3O_4纳米粒子,其平均粒径小于15 nm,分布均匀.用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重法(TGA) 和导数热重量(DTG)分析法对磁性流体进行性能测试,结果表明磁性流体进行性能稳定,煤油基磁性流体工作温度应低于88.6 ℃,二脂基磁性流体的应低于236.0 ℃.     

新型叶片式磁流变阻尼器结构设计

以传统叶片式减振器为基础,设计了具有"失效安全"特性的新型叶片式磁流变减振器。首先基于平板模型和B ingham模型推导了磁流变减振器力矩数学模型,然后分析了初始阻尼力不变情况下的阻尼力可调倍数影响因素,最后应用有限元分析软件ANSOFT对所设计的磁路进行仿真,分析了磁场分布。理论分析及仿真结果表明,叶片式磁流变减振器的阻尼力可调范围能满足重型车辆半主动悬挂系统的需要。