李芳
- 作品数：11 被引量：28H指数：4
- 供职机构：哈尔滨工程大学机电工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金哈尔滨市科技创新人才研究专项资金更多>>
- 相关领域：一般工业技术生物学理学自动化与计算机技术更多>>
- 外旋立式射流减阻测试平台研制及实验
- 2016年
- 以同轴圆筒旋转黏度计测量原理为基础,研制了一台适用于测量射流表面阻力的小型实验平台。通过数值模拟技术对外旋立式同轴旋转筒间环流流场进行分析,获取湍流流场中各点速度及压强分布规律,并对流场稳定性予以理论验证;依靠实验平台完成射流减阻测试实验。研究表明:湍流状态下外旋立式环流运动具有较强规律性;实验减阻效果与仿真结果趋势相近,验证了该实验平台的可行性;该实验平台具有体积小、成本低且易于实现样件表面射流等功能。此外,针对两类孔形样件实验研究表明:当外筒转速为3000r/min,射流速度为2.5m/s时,代号为a2b10的孔形取得了高达12.78%的减阻率。
- 赵刚李照远赵华兴饶宇李芳刘文博
- 关键词：机械设计数值模拟
- 气动灭火炮弹体橡胶圈仿生凹坑表面减阻特性被引量：6
- 2013年
- 针对气动灭火炮炮弹发射过程中弹体橡胶密封圈与炮管之间摩擦阻力大的问题,将仿生凹坑表面减阻技术应用于弹体橡胶密封圈上。建立气动灭火炮橡胶密封圈仿生凹坑减阻运动模型,采用数值模拟方法,研究弹体橡胶密封圈仿生凹坑特征直径及弹体速度对橡胶密封圈与炮管之间摩擦阻力的影响。结果表明:在相同的弹体速度下,当灭火炮弹体橡胶密封圈仿生凹坑特征直径为2mm时,减阻效果最佳,凹坑特征直径为4mm时,减阻效果最差;最大减阻率为17.191%,最小减阻率为3.158%。仿生凹坑中存储的润滑油在弹体运动时,润滑油产生拖拽泼洒而溢流到炮管内壁,对炮管内壁和橡胶密封圈起到润滑作用,达到减小摩擦阻力以及提高炮弹发射速度的目的。
- 谷云庆赵刚刘浩王彦明李照远刘文博赵健英李芳
- 关键词：工程仿生学橡胶密封圈凹坑表面减阻
- 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
- 旋成体环形射流表面优化设计与减阻机理分析被引量：1
- 2014年
- 针对仿生射流表面减阻问题,以鲨鱼鳃部射流为原型,建立仿生射流表面模型,采用正交试验设计法,利用SST k-ω湍流模型对仿生环形射流表面旋成体与光滑旋成体进行数值模拟。结果表明:旋成体环形射流表面具有减阻节能效果,最高节能效率达262,此时的减阻率为27.74%;射流速度对节能效率影响最大,射流速度与节能效率呈线性关系,随着射流速度增大,节能效率减小,射流孔位置对总阻力的影响最大,随着射流孔远离旋成体底部,减阻率增大。旋成体环形射流表面通过减小壁面的速度梯度和增大逆流区的范围减小粘性摩擦阻力,通过射流流体对旋成体底部流体的补充减小压差阻力。
- 赵刚李芳臧东阳
- 关键词：射流正交试验旋成体减阻机理
- 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
- 仿生射流表面优化设计与减阻机理分析被引量：2
- 2014年
- 针对不同射流表面参数减阻问题,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,所得结果与实验数据吻合良好。运用正交试验设计法对影响射流表面摩擦阻力的因素进行分析,得到各因素对减阻效果和节能效果的影响规律:形状因子对减阻率和节能率的影响最大,流速比其次,流速比与减阻率和节能率呈抛物线关系,形状因子与减阻率呈线性关系,且随着形状因子增大减阻率增大,最大减阻率为15.06%,最大节能率为13.57%。由于射流流体的阻碍作用,在射流孔背流面形成逆流区,逆流区近壁面形成的剪应力方向与来流方向相反,局部摩擦因数为负值,并且由于射流流体对主流场的推力作用,使得边界层黏性底层厚度增大,速度梯度减小,摩擦阻力减小。
- 赵刚李芳杜军伟
- 关键词：减阻正交试验设计边界层
- 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AD7746的微电容检测系统设计被引量：6
- 2011年
- 针对木材含水率检测线中的测量微电容的方法繁琐且精度不高的问题,从硬件、软件两方面着手,对其进行设计.硬件的核心部分是电容数字转换芯片AD7746,AD7746利用I2C串口协议和作为下位机的微控制器通信,上位机中的Matlab软件利用串口设备对象和下位机通信,构成一个在线实时高精度的微电容检测系统.该系统应用于木材含水率检测线中,能够精确测量单一平面电容传感器的微电容状态,极大地提高了木制品的质量.
- 刘少刚李芳赵丹李少杰谷青明周钊
- 关键词：微控制器木材含水率
- 小子样状态下舰船特种阀门可靠性评估方法被引量：5
- 2012年
- 针对舰船特种阀门可靠性评估比较困难的问题,提出了将Bayes理论和相似性理论相结合的评估新方法.充分利用历史先验信息,并结合现场数据从而获得后验分布;利用相似性理论确定新旧型号阀门的相似度精确值.综合历史后验和后验分布,得到产品可靠性的融合后验.结合实例,对比分析了经典评估方法、传统Bayes方法和新方法所得到的新型号特种阀门可靠性的置信下限,验证了所提出方法的科学性和实用性.研究了新型号阀门的两参数威布尔寿命分布特性,给出了可靠度函数和可靠度寿命表达式,其计算结果可作为产品的接收判据,并在应用中提高了舰船特种阀门可靠性的评估精度,同时可以显著地减少现场试验样本数量.
- 刘少刚李少杰舒海生赵丹李芳谷青明
- 关键词：可靠性评估
- 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
