基于动压支撑的超小型泵液浮机理及运行可靠性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51306018
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0602.内流流体力学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Ultra-small pump technology, whose liquid floating mechanism and operational stability being important academic problems in the field of fluid mechanics, has broad application prospects in aerospace. The present research uses a combination of tests, numerical simulation and theoretical analysis in an attempt to reveal the internal mechanism of the influence of liquid film's bearing characteristics on ultra-small pump's running stability. Through a large number of experiments and numerical calculations, an optimized design method for the gap fluid passage of ultra-small pump will be established. A hybrid grid technology applicable to complex fluid passages with gaps and changeable boundaries will be developed, which is also applicable to unsteady DES simulation. Based on experiments of liquid film's bearing characteristics and further analysis into elements and inner mechanisms that influence the operational reliability of ultra-small pumps, assessment method of operational reliability and preliminary design guidelines for ultra-small pumps supported by dynamic pressure will be established. This project will provide not only worthy support for the stable operation of ultra-small pumps supported by dynamic pressure, but also a practical means to solve similar scientific problems by the hybrid grid technology it develops. This project further offers technical support to the reliability design of fluid mechanics system in China's aerospace fields, which is a key problem in academic and engineering application aspects.
基于动压支撑的超小型泵技术在航天领域有着广阔的应用前景,而该类泵的液浮机理及运行稳定性是流体机械领域的重要学术问题。本项目采用试验、数值模拟和理论分析相结合的方法,以揭示液浮薄膜承载特性对超小型泵运行稳定性影响的内在机理为目标,通过大量试验和数值计算,建立适合于超小型泵的动压液浮间隙流道优化设计方法;发展可应用于具有间隙的复杂流道和变动边界的混合网格技术,并应用于超小型泵全流道高精度DES模拟;结合液浮薄膜承载特性试验结果,深入分析影响超小型泵运行可靠性的因素和内在机理,建立基于动压支撑的超小型泵运行稳定性的评估方法及初步的设计指导原则。该研究不仅为动压支撑式超小型泵的可靠运行提供科学依据,研究的混合网格处理技术可为解决类似的科学问题提供实用性很强的手段,同时可为解决我国航天领域流体机械复杂系统的可靠性设计提供技术支撑,具有重要的学术价值和工程应用价值。

结项摘要

超小型机电系统在现代国民经济和社会发展中起到非常重要的作用,其研究是近年来反映一个国家高科技发展水平的主要标志之一。超小型泵是为这些系统提供动力的关键部分,在航天、医疗等方面有着广阔的应用前景。本文设计了一种新型的无轴双吸式超小型泵,通过试验、数值模拟和理论分析等手段对超小型泵的一些基础问题进行了系统的研究,为超小型泵的未来应用奠定基础。运用动压悬浮支撑原理,针对超小型泵的动压液浮间隙流道优化设计,通过数值方法对液体动压支撑系统的静态特性进行分析,计算结果表明,偏心率、转速对超小型泵叶轮转子承载性能的影响较大,进一步揭示了流动对泵的运行稳定性的影响规律。在泵运行可靠性与动压液浮机理分析方面,从数值模拟和整机试验角度,系统研究了液浮薄膜承载特性对超小型泵可靠运行的影响因素,建立可用于超小型泵运行可靠性运行的设计方法。项目执行期间,发表基金标注论文10篇,其中SCI检索7篇。通过项目研究,协助培养博士生1人、硕士生2人。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
无轴双吸式血液泵内部流动分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    工程热物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    庄保堂;罗先武;纪晶晶;许洪元
  • 通讯作者:
    许洪元
Instability analysis of a high-head pump-turbine in the vaneless space by turbulence kinetic energy equation
无叶空间高水头水泵水轮机的湍流动能方程不稳定分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Earth and Environmental Science
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘锦涛;吴玉林;庄保堂;李永
  • 通讯作者:
    李永
Numerical investigation of cavitation-vortex interaction in a mixed-flow waterjet pump
混流水射流泵中空化-涡流相互作用的数值研究
  • DOI:
    10.1007/s12206-015-0816-4
  • 发表时间:
    2015-09-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Huang, Renfang;Ji, Bin;Zhou, Jiajian
  • 通讯作者:
    Zhou, Jiajian
Implicit large eddy simulation of unsteady cloud cavitation around a plane-convex hydrofoil
平凸水翼周围非定常云空泡的隐式大涡模拟
  • DOI:
    10.1016/s1001-6058(15)60544-3
  • 发表时间:
    2015-12
  • 期刊:
    Journal of hydrodynamics
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Victor Hidalgo
  • 通讯作者:
    Victor Hidalgo
微重力环境下蓄液器流体蓄留特性的试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    空间控制技术与应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    庄保堂;李永;潘海林;胡齐
  • 通讯作者:
    胡齐

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  • 发表时间:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    庄保堂;罗先武;余伟平;朱雷;李映男;许洪元
  • 通讯作者:
    许洪元
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    工程热物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘锦涛;李永;胡齐;高永;庄保堂
  • 通讯作者:
    庄保堂
一种双吸式血液泵水力设计
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  • 期刊:
    清华大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
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  • 作者:
    田爱民;庄保堂;朱雷;罗先武;许洪元
  • 通讯作者:
    许洪元

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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