摘要：光学系统的研制包括光学、结构、热学等不同学科的内容,且各学科之间相互影响,因此这是一个多学科协同研发的过程。在初期设计阶段,综合考虑光机热之间的耦合关系显得尤为重要。该文对光机热集成分析过程中的光机耦合分析方法进行数值仿真研究,重点介绍Zernike多项式拟合方法,并以双镜片目镜为例,通过自研软件Somap,获得变形后的光学系统镜面面形数据,将获得的光学宏文件加载至光学设计软件中,分析变形后的光学系统的成像质量,光学系统在外载荷作用下,成像质量显著下降。

摘要：基于特征线法建立水电站引水发电系统过渡过程分析的数学模型。以MATLAB为软件平台,搭建三机一室一洞过渡过程可视化仿真模型。利用仿真模型,针对具体工程实例进行过渡过程计算。对大波动计算结果进行分析,得出蜗壳末端最大动水压力、尾水管进口最大真空度、机组转速最大上升率及调压室水位波动情况。仿真计算结果直观且便于分析,可为水电站的优化设计和控制规律的合理选择提供数据依据。

摘要：针对防振锤在不同工况下无法发挥最佳防振性能的问题,构建防振锤子系统模型,简化功率特性数据采集方程,设计实验装置对防振锤进行功率特性数值仿真计算,得到防振锤的功率特性曲线,并采用Kriging模型对防振锤的绞线抗弯刚度、绞线股间摩擦系数、材料内阻尼进行动力学优化。模拟实验结果表明:仿真结果与测定结果较为吻合,防振锤的功率特性仿真数值具有可靠性;在不同频率工况下,优化后输电导线的振幅、比振幅较小,说明防振锤功率消耗较大,具有更好的防振性能。

摘要：埋入式进气道具有隐身性能好、飞行阻力低等优点,对提升无人机巡航经济性及战场生存能力具有重要意义。为了全面研究此类进气道的气动特性,在无人机概念布局下设计了埋入式进气道方案,并进行了数值仿真研究,重点分析了埋入式进气道性能随飞行速度、飞行迎角及出口马赫数的变化规律。计算结果表明,随着飞行速度逐渐增大,埋入式进气道总压恢复系数先逐渐提高后急剧降低,畸变指数DC_(60)先减小后增大;在常用迎角范围内,随着迎角的增大,进气道总压恢复系数逐渐降低;在出口马赫数0.3~0.48的范围内,随出口马赫数的增加,进气道总压恢复系数略微提高,畸变指数DC60有所减小。

摘要：文章以高岩水库混凝土空腹重力坝为例,采用有限元软件ANSYS建立大坝数值仿真模型,分析各类荷载组合工况下的坝体应力、变形状况及抗滑稳定安全系数,并对大坝的运行状态进行评价,计算结果与现场安全检测结果基本吻合,表明该计算方法具有较高的实用性,可为混凝土空腹重力坝安全鉴定工作提供技术支撑。

摘要：刀盘作为全断面岩石隧道掘进机(Full Face Rock Tunnel Boring Machine,TBM)的直接开挖部件,承受刀具破岩的全部载荷,其强度可靠性是评价TBM刀盘性能的重要指标。受复杂地质条件及刀岩相互作用机制的影响,刀盘在掘进过程中承受的载荷具有很强的随机性,故在单一特定工况下研究刀盘的强度性能已无法满足工程需求。鉴于此,本文建立一套随机载荷作用下TBM刀盘强度可靠性的分析方法。基于刀盘-岩石耦合计算模型获取掘进过程中刀具的破岩载荷;对破岩载荷进行统计分析,得到其分布特性及对应参数,并以此为依据构造刀具破岩的随机载荷,采用蒙特卡罗法对刀盘强度的可靠性进行分析。结果表明:安装半径最大的两把正滚刀的破岩载荷对刀盘强度失效的影响最为显著,其权重可达2/3;在常规岩层下高速施工或在硬岩地层维持正常开挖速度,都将显著降低刀盘的强度可靠性。研究结果可为刀盘的地质适应性设计及TBM施工参数控制提供参考。

摘要：液压油箱回油管有置于液面之上和液面之下两种方式,易造成不同程度的气泡析出,从而影响飞机液压系统的性能和可靠性。为此,利用k-ω SST两方程模型针对两种方式进行回油流场气泡析出的数值模拟,仿真研究气泡在油液油箱内的流动与分布规律。结果表明,前者随液面高度的增加气泡越集中聚集,其气体体积分数就越大,且油液上表面的气体体积分数最大可达12.35%,而油箱底部气泡含量最低仅为0.512%;后者气泡聚集分布规律与前者相似,油液上表面的气泡体积分数最大为9.57%,油箱底部气泡含量最低仅为0.056%,相较前者最高和最低体积分数都减少了,且油箱吸油口截面处的气泡体积分数显著减少。最后,实验验证了仿真的正确性,可为油箱新构型的设计提供参考。

摘要：风载荷是影响雷达伺服系统的稳定性能、瞬态性能及稳定误差的重要外载荷。文中利用数值仿真分析方法对雷达平板天线进行风力矩系数计算,并结合试验数据探究平板天线在不同方位角及俯仰角下的风力矩系数变化规律。研究发现,雷达平板天线的方位风力矩系数随着方位角的增大先减小后增大,俯仰风力矩系数随着俯仰角的增大整体呈逐渐减小的趋势,两种风力矩系数的绝对值均随着镂空度的增大而减小。某雷达天线阵面俯仰风力矩的数值仿真结果与风洞试验的误差为8.7%,且力矩方向与试验一致,说明该风载荷数值仿真方法可用于类似平板天线的风载荷计算。

摘要：为验证基于丝束曲线铺放的变刚度设计在改善典型航空结构屈曲性能中的应用潜力,设计并制造了变刚度复合材料平板和开孔板试件。通过应变片和非接触式三维光学测量系统,全面地测量了试件受单轴压缩载荷过程中的面外位移和载荷方向应变。试验结果表明:变刚度平板和开孔板较同构型直线铺层试件屈曲载荷分别提升53.4%和46.6%;试件力学响应相似,均为线性加载至屈曲载荷后刚度大幅折减,变刚度试件后屈曲阶段呈近似线性,而直线铺层试件则连续变化。根据试验方案细化了数值模型,屈曲载荷、面外位移及应变的计算结果与试验结果基本吻合。在此基础上,提取了数值模型中的刚度分布和加载截面载荷分布,阐明了变刚度设计的抗屈曲机制。对于本文试件,采用变刚度设计还可显著提高破坏载荷,并降低侧边载荷,缓解应力集中。

摘要：[目的]采用流固耦合计算方法虽能较好地模拟船舶碰撞过程,但计算时间较长,为此,提出一种简化的数值计算方法。[方法]以某船的局部舱段为对象,开展多工况水上碰撞试验。采用力传感器和基于高速摄影技术非接触测量的方法获得到碰撞力及碰撞船的运动时程数据,通过对碰撞接触力和加速度响应等数据进行分析,并针对试验过程开展任意拉格朗日-欧拉(ALE)流固耦合数值计算分析,提出将碰撞过程中水域对撞击船的影响简化为等效质量,将对被撞船的影响简化为等效阻力,以面力的形式作用于被撞船非撞击侧用以阻碍被撞船运动的简化方法,然后基于此简化方法开展不涉及水域与结构耦合过程的数值计算。[结果]结果显示,采用简化计算方法得到的各工况的碰撞力峰值与试验值间的误差均在5%以内,且该方法所需要的计算时长远小于ALE流固耦合算法。[结论]所提简化数值计算方法可为实现船舶结构碰撞响应的高效计算提供一定的参考。