刘维新
- 作品数：5 被引量：14H指数：3
- 供职机构：哈尔滨工程大学机电工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：生物学一般工业技术自动化与计算机技术理学更多>>
- 多孔仿生射流表面减阻特性数值模拟被引量：2
- 2014年
- 利用RNGk-ε湍流模型对流体在多孔仿生射流表面上的流动特性进行了数值模拟。结果表明:减阻率和流速比呈线性关系,流速比越大减阻效果越好,最大减阻率为59.02%;单孔射流表面中心线上的摩擦阻力系数先减小后增大,局部减阻率最大为111.8%;射流孔越多,减阻效果越好。探讨了仿生射流表面减阻机理:射流通过改变其表面附近的流场结构,使得边界层黏性底层的厚度增加,垂直于壁面的法向速度梯度减小,达到了显著的减阻效果;同时产生稳定的流向涡结构,并在壁面处形成小的二次涡,抑制了流体间的动量交换,减小了摩擦阻力。
- 李芳赵刚刘维新孙壮志
- 关键词：工程仿生学数值模拟减阻边界层
- 仿生射流表面流场控制减阻数值模拟被引量：4
- 2014年
- 利用SST k-ω湍流模型对仿生矩形射流表面的减阻特性进行数值模拟,解释了射流表面减小摩擦阻力的原因及对近壁区边界层的控制行为.结果表明,射流孔面积相等时,射流孔与射流表面沿展向长度的比值越大,减阻效果越好.当其它因素不变时,随着射流速度的增大减阻率逐渐增大,随着射流流量的增大减阻率逐渐增大,最大减阻率为35.97%.射流表面对边界层的控制行为表现为主流场近壁区的剪切流动遇到射流的阻抗,在射流孔的背流面形成逆流区,逆流在边界层底层产生的剪应力与主流场方向相反;同时在射流孔下游产生反向旋转涡对并在近壁面诱导出二次涡,相当于在高速流体与壁面之间产生润滑带,使边界层黏性底层厚度增大,速度梯度减小,摩擦阻力减小.
- 李芳赵刚刘维新孙壮志
- 关键词：减阻数值模拟边界层
- 随机干扰下AUV推进器故障特征提取与融合被引量：6
- 2015年
- 针对水下传感器自身噪声等随机干扰影响水下机器人推进器故障诊断结果的准确性问题,为降低随机干扰影响,提出了基于小波近似分量提取故障特征、基于控制信号变化率提取故障特征以及带有归一化处理的特征融合方法.将速度信号进行小波分解,对分解后的尺度系数进行小波重构得到小波近似分量;对控制信号进行求导,得到控制信号变化率.基于修正贝叶斯算法,分别从小波近似分量和控制信号变化率中提取故障特征.基于证据理论对提取到的两个单一特征进行融合,并将融合结果进行归一化处理.水下机器人实验样机的水池实验结果验证了所提方法的有效性.
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- 关键词：水下机器人故障特征提取
- 仿生射流孔形状减阻性能数值模拟及实验研究被引量：4
- 2015年
- 针对横流中的侧向射流能够减小仿生射流表面摩擦阻力问题,建立仿生射流表面模型,利用SST k-ω湍模型对不同射流孔形状的仿生射流表面模型进行数值模拟,并对数值模拟结果进行了实验验证.结果表明:当射流孔的流向长度和展向长度不变时,3号模型的折线形射流孔减阻效果最好;将折线形射流孔简化为圆弧形,当r=3—5 mm时,减阻率随着射流速度的增大而增大,当r=4 mm时减阻效果最好,最大减阻率为9.51%.减阻原因:通过射流孔向横向主流场中注入射流流体,改变了射流表面附近边界层的流场结构,使得边界层黏性底层厚度增加,垂直于射流表面的法向速度梯度减小,从而减小了壁面剪应力;低速的射流流体被封锁在边界层内,降低了高速流体对壁面的扫掠,达到了减阻目的.
- 李芳赵刚刘维新张殊毕红时
- 关键词：减阻数值模拟边界层
- 基于仿生学原理的射流表面减阻性能研究
- 2015年
- 针对仿生射流表面减阻问题,建立仿生射流表面模型,利用SST k-ω湍流模型对其进行数值模拟,所得射流速度曲线与实验数据吻合良好。研究射流流体对边界层厚度的影响规律,探讨仿生射流表面的减阻机理。利用4因素3水平的正交试验,对射流表面和光滑表面摩擦阻力进行对比分析,得到了射流模型参数对减阻效果和节能效果的影响规律:在不考虑外加射流能量的情况下最大减阻率达50.41%;射流速度对节能效果的影响最大,主流速度对节能效果的影响其次,节能效率与主流速度成正比,最大节能效率为276。射流改变了边界层内的流场结构,使得射流表面的边界层厚度增大,垂直于射流表面的速度梯度减小,摩擦阻力减小。
- 李芳赵刚刘维新
- 关键词：减阻数值模拟正交试验设计边界层
