继上一篇涡旋在建筑、磁场中的应用文档集合后，以下是涡旋在水动力、飞行、声学、旋转机械以及燃烧方面应用的文档

水动力：
1.带流水孔潜体流场数值模拟
本文通过求解RANS方程,结合PISO算法与k-棕湍流模型,数值模拟了带有两种不同形式流水孔(纵缝式与格栅式)潜体的内外流场。数值模拟给出了流水孔流场的精细结构,计算并分析了潜体各个壁面上阻力成分的大小与成因。计算得到的流水孔阻力增量与试验值吻合较好。对计算结果的分析表明:流水孔引起的阻力增量主要集中在导流板与流水孔壁上;内部空腔壁上的阻力值是可以忽略的小量;涡旋流动主要集中在导流板之间;流水孔阻力系数随雷诺数的增加而趋于一稳定值。计算结果表明,本文中使用的方法可用于模拟流水孔内外流场。
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2.波浪作用下涡动沙纹床面的悬沙运动数值研究
作者建立了波浪作用下的立面二维水沙数值模型,并对涡动沙纹床面的悬沙运动进行研究。结果表明:悬沙颗粒的沉降速度较小时,其运动受到涡动力特性的影响比较显著。而且在沙纹波峰断面和沙纹波谷断面,半个周期里都可以观察到两个悬沙分布的峰值,主要是由于流动分离形成分离涡,涡运动携带泥沙颗粒而出现峰值。计算成果在一定程度反映了涡动结构对悬沙运动的影响。
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3.水轮机内部涡流与尾水管压力脉动相关性分析
本文对三峡水轮机模型机组进行了全流道非定常湍流数值模拟,选择了2个活动导叶开度工况,分别计算不同流量下水轮机尾水管内的旋涡流动。计算结果能够明显显示尾水管涡带的形成和发展,及尾水管内各个记录面上的压力脉动和相应的旋涡转动周期有密切的关系;同时,还表示了旋涡沿流动方向的产生、发展和消失的过程,及其对于压力脉动的形成的影响作用。通过分析发现,形成涡带的旋涡运动是从上冠附近进入到尾水管的,类似于绕流体的脱体涡,说明对于上冠附近流场的研究有助于进一步探讨涡带运动形成机理和减小压力脉动措施。
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4.撞击流反应器压力波动信号的Hilbert-Huang变换分析
将Hilbert-Huang变换(HHT)应用于撞击流反应器压力波动信号分析,并提取出浸没循环撞击流反应器压力波动信号的各阶内禀模态函数(IMF),证实了压力波动信号的非线性、非平稳特性。分析压力波动信号各阶内禀模态函数的能量分布以及高、中、低频段能量分布与转换,发现不同频段IMF的能量分布与流型转变之间的对应关系。结果表明,随着螺旋桨转速的增加,在粒子相互撞击的过程中,产生不同程度涡运动,使得各阶IMF分量的能量分布也随之变化。新的Hilbert-Huang变换分析方法直接揭示了撞击流反应器内压力波动信号经EMD分解所得的IMF分量的能量分布与流体流型转变之间的内在规律,同时也提供了一个有力的定量依据。
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5.研究水平圆柱体绕流在不同GAP-RATIOS错流的涡特征（EN）
gap-ratio范围的0.0 G≤≤7.0,利用粒子图像测速技术显现的PIV应用进行系统实验研究水平圆柱体绕流的浅水的错流。各gap-ratios瞬态流场的速度分布。基于这些数据,涡及其课程的现象和规则的生成、发展和演化不同gap-ratios进行了分析,并发现有类似unshedding涡结构在G = 0.0和G = 7.0,和其他人是脱落涡的结构。典型的涡运动的数据。在此基础上,瞬态流场之间的差异和时均流场涡结构的特点进行了分析。除了当斯特鲁哈尔数保持不变(约0.2)讨论了关于涡旋脱落。本文的研究成果为工程指导意义的问题类似的流动特性。
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6.复杂边界条件下的三维紊流数值模拟研究
随着各种CFD技术的迅速发展，它在许多行业内得到普遍的推广和应用。本论文选取在工程应用和研究中使用最为广泛的标准的双方程k-ε紊流模型来开展研究工作，方程的离散采用有限差分方法和交错网格系统，离散方程的求解采用SIMPLEC算法。 本论文就是主要针对各种复杂的边界条件，展开三维紊流数值模拟研究工作的。作者1999年在硕士论文中对复杂边界条件作了许多推敲，形成了全域计算的初步的思想，让搭接的边界条件包含进计算域中，使得计算中没有盲点。
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7.船舶压载水旋流分离处理的应用理论研究
旋流分离方法以其操作简单、运行安全、成本合理、不会产生新的污染等独特的优越性在船舶压载水的处理中具有光明的应用前景。为此,本文针对船舶压载水应用旋流分离处理进行了理论分析和研究。主要内容包括: 在涡运动理论的基础上,考虑流体的粘性效应,从流体动力学基本方程出发,分析推导了旋流分离器内流体的切向速度和切向应力的分布表达式,定性讨论了旋流分离器外壁的转动对切向速度和切向应力的影响。

8.管内螺旋流的实验研究与分析
螺旋流是湍流中一种特殊的、规则的涡旋运动。螺旋流在工业方面有广泛的应用，如在射流技术、燃烧技术、气力输送、旋风分离、内燃机等方面均应用了螺旋流，各国研究者对螺旋流进行了广泛的研究。此外，螺旋流在自然界也是十分常见的，如龙卷风等。在掌握了水平管内螺旋流的运动规律后，研制性能更好、效率更佳的螺旋流发生器具有重要的工程应用价值和经济价值。
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飞行：
1.飞机尾涡流场的建模与仿真计算研究
飞机在飞行中形成的翼尖涡会使跟进的后机发生倾斜、滚转、失速等影响飞行安全的情况.通过对尾涡机理的分析,本文建立了尾涡消散模型、运动模型,采用镜像涡方法,根据涡核间距加大的程度来评估地面效应影响的强弱,较好地反映地面效应对尾涡运动和消散的影响.基于建立的模型,对尾涡流场进行仿真计算,计算结果与激光雷达实测或大涡模拟结果基本一致.与常用的大涡模拟方法相比,文中计算模型具有形式简单、速度快的优点,可以用在机场尾涡间隔系统研究中.
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2.飞行参数对旋翼桨-涡干扰噪声特性的影响机理研究
针对旋翼桨－涡干扰（ＢＶＩ）现象的复杂特征，建立了一个耦合欧拉－拉格朗日数值方法用于干扰过程中脉冲气动载荷的计算。该方法将旋翼流场计算域分为两部分：在桨叶附近区域，通过求解Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程来模拟流场中旋翼桨尖涡的形成；在尾迹输运区，采用自由尾迹模型表示尾迹涡的运动及其影响。噪声的计算采用基于声学类比法的ＦＷ －Ｈ方程。应用上述方法以ＡＨ－１／ ＯＬＳ旋翼为研究对象，分析了桨盘迎角、前进比和拉力系数３个飞行参数对ＢＶＩ噪声特性的影响。计算结果表明：ＢＶＩ噪声具有很强指向性，受桨盘上多处干扰的共同作用，噪声可能向直升机前下方多个方向传播；通过调整下降角度和前飞速度，增大平行干扰的垂直干扰距离，可有效地规避强ＢＶＩ的出现；拉力系数变化会引起传播方向的改变， 而对干扰噪声的强度影响不大。
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3.昆虫扑翼悬停飞行尾涡影响研究、
在昆虫扑翼飞行中，尾涡对于升力的作用存在各种有争议的说法，是扑翼空气动力学研究中一个长期受到关注的问题。本文通过理论方法研究昆虫扑翼悬停飞行中尾涡的演化规律及由于涡环相互诱导引起的升力，从中分析尾涡对于扑翼飞行气动力的影响，并研究尾涡建立的整个过程中周期平均升力在每个周期的变化规律。我们通过理论模型预测的升力变化趋势结果与Birch和Dickinson[1]文献中的实验结果符合得很好。我们建立了昆虫的涡模型，涡模型由翼平面涡环（由附着涡和与翅膀相连的半涡环构成）以及尾涡系构成。
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4.计入桨叶结构弹性的新型桨尖旋翼流场数值模拟研究
弹性旋翼流场的数值模拟是直升机空气动力学领域具有挑战性的研究课题。本文开展了适用于弹性旋翼的动态网格变形方法和嵌套网格系统、桨叶结构有限元分析建模以及旋翼流场模拟等研究,发展了与该网格系统对应的基于RANS方程的旋翼流场数值求解方法和程序,并针对直升机弹性旋翼流场进行了数值计算与分析,同时,开展了新型桨尖弹性旋翼流场的数值模拟。

5.直升机旋翼流场特性PIV试验分析
基于PIV技术对悬停和前飞状态的模型旋翼流场进行了试验研究,对比分析了不同前飞速度、总距、转速、方位等条件下的旋翼速度场和桨尖涡运动,获得了在悬停和前飞条件下旋翼流动特性,为旋翼非定常流动机理研究和桨叶气动设计提供试验支持。
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6.双翼尖涡Rayleigh-Ludwieg不稳定性实验研究
采用一种结构化矩形直机翼涡发生器产生一对大小不同、方向相反的翼尖涡,调节双涡涡量的大小比例Γ1/Γ2及其间距b,触发两涡Rayleigh-Ludwieg不稳定性。实验采用流动显示方法定性观察双涡相互作用过程,通过二维PIV(粒子成像测速)系统定量研究双涡相互作用特征,得到双翼尖涡中主涡及次涡的运动特性、环量-时间特性。对不同实验参数下残余环量比例进行分析,发现双涡涡量大小比例Γ1/Γ2在1.3～1.4、b为50mm时双涡相交削弱效果良好,能够实现翼尖涡强度削弱程度达30%～40%。
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7.基于多普勒特性的飞机尾流回波提取方法
飞机尾流探测技术是航空安全领域的重要研究课题。使用一组均匀分布的粒子模拟尾流涡旋的运动特征,研究了潮湿大气中尾涡多普勒谱的视频回波仿真方法。尾流回波的信噪比很低,降低检测门限的方法导致产生大量虚警。为了克服这个缺点,基于尾涡多普勒特性,提出了一种利用多层前馈神经网络提取尾流回波的方法。仿真表明,尾流回波的多普勒谱谱宽较大,谱型不同于气象回波的高斯谱,通过对比分析验证了神经网络提取方法的有效性。研究结果有助于利用脉冲多普勒雷达对飞机尾流探测技术的研究。
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8.螺旋桨旋涡发放数值模拟
基于LS-DYNA软件和任意拉格朗日—欧拉(ALE)方法,建立螺旋桨与流体相互作用的有限元模型,数值计算螺旋桨固定桨叶在前方来流下的流体动力特性和结构力学性能,分析总结桨叶后方旋涡运动和桨叶内部应力变化的规律。结果表明,螺旋桨桨叶的不规则形状导致了桨叶后方旋涡的相互作用,桨叶单元所在位置的厚度以及该位置与约束位置的距离决定了单元应力的大小。数值模拟得出的结论对研究螺旋桨"唱音"现象有一定的参考价值。
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9.螺旋桨初生空化湍流的多相流数值模拟
同时采用修正剪切应力输运(SST)湍流模型和Baseline雷诺应力模型(RSM)求取了E779A螺旋桨在无空化状态和初生空化状态下的梢涡运动轨迹,分析了涡核最小压力系数、湍动能、轴向速度分量和涡核半径沿运动轨迹的变化,并从模拟得到的梢涡卷曲起始和梢涡涡束的角度阐述了梢涡形成机理.
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10.二维平板翼拍翼运动的涡流场显示
介绍了在装有液体的有机玻璃容器中进行的二维平板翼作悬停拍翼运动的流场显示实验.研究了低雷诺数运动下,仰俯旋转过程中不同的转动角速度,匀速平动阶段不同的水平攻角分别对流场结构的影响以及超前、对称、滞后三种相位模式下的涡流场结构.实验结果表明:挥拍过程中翼后缘的涡层不断地脱泻,前缘涡不断发展并附着在翼面是翼型产生高升力的重要机制;匀速平动阶段前缘涡的形成附着与水平攻角有关,攻角过小不易产生前缘涡,攻角过大则易使前缘涡与翼面分离;翼型的上仰过程使前缘涡得到加强,这对升力的产生有一定的贡献;三种相位下的涡流场形态各有不同,上挥(下拍)初期前缘涡的运动主要存在两种形态.
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声学：
1.阀门流场的数值模拟及流噪声的实验研究
采用非结构、非交错网格的有限体积法求解用二方程模型封闭的雷诺平均N S方程组 ,对水管路系统中 3种常见阀门的三维分离流动进行数值模拟。模拟结果表明 ,随着蝶阀、闸阀和球阀开度的减小 ,流体在蝶阀背面、球阀阀门内外分别形成两个方向相反的漩涡 ,闸阀的漩涡出现在挡板与管道的壁角处 ,并且漩涡在阀门下游逐渐消失。
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2.充液管路系统中阀门流噪声的研究
用二方程模型封闭的雷诺平均N S方程组,对水管路系统中三种常见阀门的三维分离流动进行数值模拟。模拟结果表明,随着蝶阀、闸阀和球阀开度的减小,流体在蝶阀背面、球阀阀门内外分别形成两个方向相反的漩涡,闸阀的漩涡出现在挡板与管道的壁角处,并且漩涡在阀门下游逐渐消失。同时实验表明,阀门下游的流噪声大于阀门上游的流噪声,涡声是阀门噪声的主要来源。
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3.动/静器件中的气动噪声问题及其实验研究
数值方法和实验技术的进步,鼓励人们对复杂的非定常流动现象和流动致声的气动声学及其降噪问题进行苦心研究,以适应日益严峻的能源环境的时代要求.本文以某些低马赫动/静器件中气动噪声问题为研究对象和物理模型,引入涡声方程,用以描述涡(流场)诱导声(波)的物理内含。
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4.第Ⅱ类超导体中磁通运动的电压噪声谱分析和动力学相变光纤声传感器的实验研究
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5.汽车风窗噪声及风振噪声的机理及控制方法研究
随着车辆速度的不断提高以及其他噪声的有效控制,气动噪声已成为高速车辆的主要噪声源之一,严重影响了驾乘的舒适性,同时也对环境产生了极大的污染。另外随着市场竞争的加剧,缩短开发周期成为汽车厂商抢占市场和节约成本的主要方式之一。
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6.基于声学方法的中国近海沉积物和悬浮颗粒物动力过程观测研究
本文通过海床基观测平台和水体剖面观测系统在我国近海胶州湾外、黄海冷水团、桑沟湾及长江口外低氧区的成功应用,获取了具有高时空分辨率的温盐、流速、声学回声强度和悬浮物粒径的水体剖面或近底层时间序列,在利用声学反演模型估测悬浮颗粒物浓度和计算湍流混合动力参数的基础上,综合利用了统计分析、波谱分析、小波分析等数理方法,从“宏观”和“微观”两个切入点分析了海底沉积物或水体悬浮物在不同水动力条件下、不同湍流混合背景下的再悬浮和沉降等关键动力过程,估测了悬浮颗粒物的垂向湍扩散通量和沉降通量,并对湍流和近底沉积物的相互作用做了较为深入的研究。
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7.空调器室外机轴流风机系统内部复杂流动及其气动声学研究
含导风罩的部分管道式轴流风扇系统大量应用于民用和商用空调器中,其结构特点与全管道式以及全开式轴流风扇系统有很大的不同,为了提高空调室外机的性能以及降低噪声,对部分管道式轴流风扇系统的气动声学及其流动特点的研究已经成为室外机研究的主要方向之一。论文以分体式空调器室外机内部含导风罩的部分管道式轴流风扇系统为研究对象,采用先进的实验分析和CFD数值计算相结合的研究手段详细研究了均匀进气情况下部分管道式轴流风扇系统及复杂结构单转子和上下并联双转子室外机的气动-声学性能。
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旋转机械：
1.高性能涡轮叶栅非定常流动性能分析
三维、粘性、非定常是叶轮机械内部实际流动的固有特性,非定常特性对叶轮机械内部流动的热功转换具有重要影响,因此研究其内部叶栅的非定常干扰对于改善高负荷涡轮的性能具有重要意义,对非定常特性的认识和研究直接关系到叶轮机械的发展。
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2.汽轮机低压排气缸内流场的PIV实验研究
使用时间分辨粒子图像测速仪(TR-PIV)对汽轮机低压排气缸模型内流场进行了研究。通过对某些特征平面的测量,获得了其平均流场的速度矢量与涡量,发现其内部流动从上部至出口呈现多个涡合并为一个通道涡的过程,通道涡主导了蜗壳通道内的流动,其涡量沿主流方向逐渐降低。实验还发现,在排气缸下部加装的隔板能有效阻止非主流方向上的流动,这将有利于有效通流面积的增加和降低流动损失。
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3.有无叶顶间隙条件下斜流风机叶轮内部三维流动的数值研究
本文使用NUMECA 的商业软件Fine/Turbo,对一种斜流风机叶轮在有无叶顶间隙条件下的三维粘性流场进行数值研究。在与测量数据比较的基础上,对两种流场的极限流线和二次流图谱及速度分布等进行了分析。揭示了流道中低速流体的输运,“射流—尾迹”流型和叶顶间隙泄漏涡等的形成过程。研究结果表明:二次流和涡运动导致叶道出口流动尾迹发生于外端壁/压力面角域;叶顶间隙造成叶轮多变效率降低和出口流场不均匀程度加大
http://www.yanfabu.com/Wk_index_fileview_id_25561

4.关于Krain实验叶轮几何型线及其流道二次流旋涡结构的讨论
Krain关于高速离心式压缩机叶轮内部流畅的LDA实验测量不仅对认识这种特定的复杂流动有重要意义，而且亦为验证正在迅速发展的CFD软件提供了比较依据。但是作者发现，Krain公开发表的实验叶轮的几何型线缺少叶轮出口附近区域的型线坐标，直接用其进行数值计算分析将引起误差。为此，本文根据Krain在不同文献中所提供的有关实验叶轮的资料，重新构造补全了实验叶轮出口区域的型线坐标。
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5.透平叶栅中涡量场的实验研究
为研究叶片流道内旋涡的产生与运动 ,测量了某一叶片的流场 ,考察了其流场的对称性、周期性和其他特性 ,校验了实验设备和测试手段的精确性 ,特别对旋涡运动的机理及旋涡与能量损失间的关系进行了探讨 ,并显示了产生、发展的具体过程。
http://www.yanfabu.com/Wk_index_fileview_id_25567

燃烧：
1.含硼贫氧燃气补燃室反应流场研究
以King模型模化硼粒子燃烧,以几率密度模型模化湍流燃烧,对含硼贫氧推进剂固体火箭冲压发动机补燃室流场进行数值研究,并与试验结果进行了对比。计算表明:环向燃料喷口布局可增加贫氧燃气气相组分与空气的混合、反应效率;突扩形的几何结构有利于燃气产生大涡运动。
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2.一种固体火箭发动机燃烧室内流场的仿真研究
给出了一种基于小火舌模型的固体火箭发动机燃烧室内复杂压缩流场中湍流扩散的数值仿真方法.该方法将κ-ε两方程湍流模型与扩展层流小火舌模型和并在一起对火焰进行数学描述,使用聚丁二烯AP/HTPB推进剂的8组份3反应式模型描述了湍流与非平衡化学反应之间的耦合.
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3.超声速燃烧室中凹腔上游横向喷注燃料的流动_混合与燃烧特性研究
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4.直喷柴油机燃烧室与高压共轨喷射系统匹配研究
分析研究了燃烧室不同深度和不同缩口比对燃烧室内速度场、浓度场和温度场分布特性的影响,同时对于一定的燃烧室,通过喷注和速度场的耦合计算,仿真分析了喷雾对燃烧室内速度场、浓度场和温度场的影响和混合气形成的微观特性,以及不同燃油喷射系统参数对混合气形成及燃烧过程的影响。
http://www.yanfabu.com/Wk_index_fileview_id_25295

5.旋转端面燃烧固体火箭发动机内流场数值分析
端面燃烧固体火箭发动机燃面很小,燃烧过程中重心移动较大,其推力-压力曲线上升缓慢。通常在端面加金属丝来增加燃烧面积进而提高发动机的推力;对于小型火箭,通常采用沿中心轴旋转的方法来保证运动过程的稳定。旋转对端面燃烧固体火箭发动机及含金属丝火箭发动机燃烧和运动势必产生重要的影响,因此本文运用CFD方法对旋转固体火箭发动机的气相燃烧室—喷管统一流场进行了研究,重点分析了旋转端面燃烧固体火箭发动机内流场特性。
6.ZH1105W型柴油机缸内工作过程三维数值模拟
为研究燃烧室形状对柴油机动力性能和经济性能的影响,本文深入分析ZH1105W型柴油机的缸内扰流运动和涡流运动后,认为盆型燃烧室较之花辦型燃烧室能充分利用涡流能量,降低流动干扰与阻尼,加快混合气形成,从而提高空气利用率、改善燃烧条件。本文提出采用平顶活塞盆型燃烧室的改进方案,并且进一步通过减少余隙高度,使燃烧室的相对散热面积减少,挤流增加,更加有利于混合气形成和燃烧。
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案例：
1.大型电站锅炉多组小屏绕流的数学模型
引入“旋涡层”概念,炉深方向沿前屏分布着旋涡层,薄板翼导流,炉内右半部分的旋涡层削弱网格涡的速度环量。旋转上升气流绕流前屏,在其表面和尾部分别形成附着涡和分离涡;采用镜像法处理炉膛固壁对涡运动的影响。
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2.木工圆锯机转子系统动力学研究
本文通过对木工圆锯机结构、支承轴承特性及工作过程的分析,以国产MJ-90精密裁板锯转子系统（锯片、塔轮、锯轴、夹持装置和支承轴承）为研究对象,首次将木工圆锯机旋转构件作为转子系统,运用美国Rotating Machinery Analysis公司开发的大型转子系统动力学商业软件包XLROTOR,建立了木工圆锯机转子系统动力学模型。
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3.拖拉机齿轮泵的轮齿应力分析及优化设计
为提高齿轮泵的工作性能，以拖拉机齿轮泵为研究对象，综合运用CAD/CAE现代设计方法对CB-32齿轮泵进行优化设计及有限元分析。
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4.SIMPLE算法的高精度格式及其在叶轮机械中的应用研究
叶轮机械内部流动是极其复杂的湍流流动,对其准确预测一直是CFD所面临的重要课题。本文针对常规数值模拟方法预测离心叶轮“射流-尾迹”现象时产生的假扩散问题,提出使用高精度有限体积算法并结合RNG k-ω模型对这一类复杂流动问题进行求解。
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5.双层Rushton桨搅拌槽内流场的PIV研究及POD分析
多层桨搅拌槽在工业过程中应用广泛,研究槽内的流场特性对于提高效率和降低能耗具有十分重要的作用。
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