міжнародні науково практичні конференції...
TRANSCRIPT
-
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
Починаючи з 1995 року щорічно проводяться
міжнародні науково-практичні конференції
“Гідроаеромеханіка в інженерній практиці”cайт конференції http://conf.pgm.kpi.ua/
Львів
Чернівці
Суми
Луганськ
Донецьк
Черкаси
Севастополь
Харків
ВінницяЧернігів
Кіровоград
У яких приймають участь науковці з багатьох
міст України та зарубіжжя -
Крім того -
Росія, Білорусь, Польща,
Болгарія, Китай, Іран, Алжір,
Німеччина, Ірак тощо
-
Основні напрями
наукової діяльності
-
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
ГІДРОДИНАМІКА НЕНЬЮТОНІВСЬКИХ РІДИН У ХИМІЧНИХ ТЕХНОЛОГІЯХд.т.н., профессор Яхно О.М.
1. ЕКСТРУЗІЙНА ПЕРЕРОБКА ПОЛІМЕРНИХ
МАТЕРІАЛІВ
2. ГІДРАВІЛІЧНІ СТРУМЕНІ
3. ДОСЛІДЖЕННЯ РЕОЛОГІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ
СТРУМИННИХ ПОТОКІВ
4. ПРОБЛЕМИ ПІНОУТВОРЕННЯ ПРИ ВИТОКУ
РІДИНИ
5. КАВІТАЦІЙНІ ЗМІШУВАЧІ
-
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КАВИТАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ,д.т.н. ,профессор Луговской А.Ф.
ФАКЕЛ АЕРОЗОЛЯ ПРИ
УЛЬТРАЗВУКОВОМ РАСПЫЛЕНИИУЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ДИСПЕРГАТОРЫ
-
УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ РЕЗОНАНСНЫЕ ПРИВОДЫ
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
-
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ПЕРЕМЕШИВАНИЕ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ЖИДКОСТИ
-
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ КАВИТАЦИОННЫЕ ТРУБЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТИ В ПОТОКЕ
-
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
Дослідження обмежених закручених потоків, к.т.н., доцент Турік В.М.
-
ВРЕМ
Я, С
<=0,5
0,5
-1,0
1,0
-1,5
1,5
-2,0
2,0
-2,5
2,5
-3,0
3,0
-3,5
3,5
-4,0
4,0
-4,5
4,5
-5,0
5,0
-5,5
5,5
-6,0
6,0
-6,5
6,5
-7,0
>7,5
<=3
3-6
6-9
9-1
212-1
515-1
818-2
121-2
424-2
7>27
СКОРОСТЬ, М/С
ЧИ
СЛ
О И
ЗМ
ЕР
ЕН
ИЙ
В И
НТ
ЕР
ВА
ЛЕ
140
120
100
80
60
40
20
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
Енергонесуча вихрова структура
і спектри пульсацій швидкості
Закон щільності імовірності
миттєвої швидкості на 16
часових інтервалах
тривалістю 0,5 с виборки з
5210 одиничних вимірювань
-
1( ) ( )
2
iP R e d
- частотний спектр пульсацій;
)t('u)t('u)(R
0
2 (0) 2R P d
- дисперсія (потужність пульсацій);
1 2 32
1( ) ( )(2 )
ikB k R e d d d
1 2 3, ,k k k k
МАТЕМАТИЧНИЙ АПАРАТ
- часова кореляція;
- хвильовий вектор
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
-
а) б)10-2 10-1 100 101
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
100
101
q=90o
g=67o
d/U
P u(
)U
/[(u
')2 d]
1 (z/d=0)
2 (z/d=-0,68)
3 (z/d=-1,6)
4 (z/d=-2,69)
5 (z/d=-3,04)
6 (z/d=-4,13)
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
Розподіл спектральної щільностї потужності колової (а) і осьової (б)
пульсацій швидкості вздовж камери, що виявляє дію енергонесучої
вихрової структури
-
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
д.т.н., професор О.П.Губарев
KS=max
k=4 ΔW≈2
8%
Одноуров
невая
система
Оптимізація структури гідросистеми відбору енергії
Выбор рациональных параметров для системы
с тремя уровнями мощности
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
1 3 5 7 9
Диаграмма работы системы с семью
уровнями мощности
N
N2Nге
н1
Nге
н2
Nге
н3
Nге
н3
Nге
н3
Nге
н3Nге
н2
Nге
н1
Nге
н1
Nге
н2
Nге
н2
Nге
н1
VL
1
VL
2
VL
3
VL
4
VL
5
VL
6VL
7
VM
AXV0
V
V
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
1 3 5 7 9
1й
уровен
ь
N
N2
N1
V1уст V2уст
Vmax
N3
V3уст
Q=f(V)Nдост
N(V)опт
2й
уровен
ь
3й
ур
ов
ен
ь
2й
уровен
ь
1й
уровен
ь
V
Диаграмма работы системы с тремя
уровнями мощности
Выбор рациональных параметров для
системы с семью уровнями мощности
K
S1
0
08
06
04
02
0
KS=max
k1=2,5,
k2=1,3 ΔW≈5
9%
k2=
1,1
k2=
1,5
k2=
1,9
k2=
2,3
k2=
2,7
k2=3
,1
Одноуро
вневая
система
-
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
Прикладна програма прогнозування енергетичної
ефективності та визначення оптимальних
експлуатаційних параметрів ВЕУ
-
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
ДІАГРАМА ЗМІН ОТРИМАНОЇ ПОТУЖНОСТІ ВЕУ
ВІДПОВІДНО ДО ЗМІН ШВИДКОСТІ ПОТОКУ ПОВІТРЯ
1
2
3
4
5
6
-
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
Ефект застосування гідросистеми
змінної потужності
об’єм доступної енергії:
збільшення на 50-80% об’єму енергії з врахуванням
доданої потужності при VVном:
характеристика потужності:
V0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
1 3 5 7 9
1й
уровень
N
Vном1
V ном2
Vmax
V ном3
2й
уровень
3й
уро
вен
ь
2й
уровень
1й
уровень
V
max
0
0
0
0
0
0
0
0
max
0
0
max
0
0
0
0
0
V
Vk
Vk
Vk
Vk
Vk
Vk
V
V
V
Vk
Vk
V
Vk
V
Vk
V
V
322311
21
(V)dVtN(V)dVtN(V)dVtN
(V)dVtN(V)dVtN(V)dVtN
)T(TN)T(TN
)W(N)W(NW
max
p
max
0 0
0
max
0
0
n
0
0 0
0
0
0
0
i
0
0
0
0
V
V
p
V
Vk Vk
Vk
V
Vk
Vk
V
n
Vk
Vk Vk
Vk
Vk
Vk
Vk
V
i
Vk
V 0
0
Vk
V
(V)dV)dVtV
)N(V
k
1((V)dVt(V)dV)dVt
V
)N(V
k
1(
(V)dVt(V)dV)dVtV
)N(V((V)dVtW
0
00
Vk
VkV
N
NN
2121 NNNN
-
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
Циркуляционные течения несжимаемой жидкости в подвижных вращающихся конструкциях, д.т.н., профессор Ковалев В.А.
д. Автомобильные цистерны, масса топлива – до 30 тонн
г. Летательные аппараты,
масса топлива – до 60 тонн
в. Космические объекты,
масса топлива – до 30 тонн
а. Железнодорожные цистерны,
масса топлива – до 50 тонн
б. С у д а – т а н к е р ы,
масса топлива – до 500 000 тонн
-
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
Комплекс экспериментальных стендов для моделирования движения объекта
Установка типа «центрифуга» (а.с. 254496, 260921, 266977, 287384, 308643)
г. Координатно-зажимные механизмы
датчиков скорости
Частота вращения n = 0 - 5,0 об/с;
Время торможения t = 0,1 - 0,15 с;
Диаметр модели d = 0,3 м;
Точность ориентации l = 1,0 мм.
Станина
Поворотный стол
Силовая рама
Перегородки
Вращающееся
контактное
устройство
тензоэлемент
замок
а.Внешний вид б. Измерение кругового
момента
В. Измерение воздействий
на перегородки
Технические характеристики стенда
-
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
Результаты численного
эксперимента в сосудах
Развитие меридиональных течений в сфере
а. Траектории частиц 2- и 3-циркуляционных структур
Re0 = 1350 1470 1530 1600 1900 1990
Распределение давления
в экваториальной плоскости
Область низкого давления
Область высокогодавления
Условия симметрии на экваторе сферы
Ω0Профиль окружной скоростипо Н.Слезкину без учета конвективных членов уравнений Навье-Стокса
Траектории жидких частиц
при Re0 = 750…920Тест для spin-up
Re0 =920
Ортогональная сетка
-
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
Результаты численного эксперимента
с перегородками
0
0,005
0,01
0,015
0,02
0,025
0,03
0 5 10 15 20 25 30 35 40
T, c
Mкр, Hм
Расчет
Сопоставление с экспериментом
для круговых моментов для цилиндра, Re0=3420
Линии токаRe0 = 1250
Re0 = 1480
Поле давления в торе
Эволюция следа
V = 15 мм/c
19 мм/с Давление, Re = 1250
Распределение давления
Контуры градиентов скоростей
Циркуляции в следе
за перегородкой
Течение около стенки
-
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
а. В танках судна-танкера
при бортовой качке
б. В автоцистерне при Re0 = 3570
в. Поле давлений
при криволинейной
траектории движения
ж.-д. цистерны
г.Поле давления
в автоцистерне
Re0 = 1100 1250 1520
Re0 = 950 1120 1230Т = 0,42 2,73 7,12 17,6
Z
Y
Z
Y
Z
Y
X
Y
X
Y
Результаты расчета гидродинамических полей
в ограниченных объемах
-
Схемы Кёрка [Мытус Л.Л.]
Агрегатные модели [Бусленко Н.П.]
Модель гибридной интеллектуальной
системы [Колесников А.В. , 2007]
Архитектура
модулей
(процессов)
Процессы
Структура классов
(объектов))
Логическая
структура
Физическая
структура
Динамические
состояния
Статические
состояния
Динамическая
система, S
Переменные
состояния, X
Выходные
переменные
Y
Входные
переменные,
U
Обобщенная модель динамической системы
[D.C. Karnopp, D.L. Margolis, R.C.Rosenberg]
Структура взаимодействия процесса
функционирования и строения объекта в
объектно-ориентированном подходе [С.
Дьюхарст, К.Старк]
Модель объекта в объектно-
ориентированном подходе [G. Booch]
ЯДРО
Процесс Устройство Процесс
Устройство
Процесс
Устройство
Устройство
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
КОНЦЕПТУАЛЬНІ МОДЕЛІ ОБ’ЪЄКТА ТА ПІДХОДИ ДО ПОБУДОВИ МАТЕМАТИЧНИХ МОДЕЛЕй
Д.т.н., професор О.В.Узунов
-
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
РОЗВИТОК ПРЕДСТАВЛЕННЯ ПРО ОБ’ЄКТ ДОСЛІДЖЕННЯ
Объект
СтроениеПроцесс
Объект
Строение
Процесс
Инвариант
Объект
СтроениеПроцесс
ОбъектОбъект
СтроениеПроцесс
?
Объект
СтроениеПроцесс
Свойство Свойство
Взаимодействие
Процесс
Строение
Развитие
ИнвариантПочаткове
представлення1
2
3
4
5
6
-
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
ФОРМУВАННЯ БІБЛІОТЕКИ ТИПОВИХ ЕЛЕМЕНТІВ МЕХАТРОННИХ СИСТЕМ
Определение формальных средств управления свойствами
информационно-энергетического потока в схеме регулятора
расхода 4
a) b)
1
3 2
Схема регулятора расхода (а), формальные средства, которые его составляют
(б)
а – типовые элементы, б- структура модели
3.1
5.1 7.1 2.22.1 1.1 10.3
10.210.1
8.15.1
9.1
6.1
б)
а)
-
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
МЕТОДИКА ПОБУДОВИ ОБ’ЄКТА НА ОСНОВІ КОНЦЕПЦІЇ РАЗВИТКОВОЇ МОДЕЛІ
1. Преобразование потребности в объекте в
описание объекта.
2. Декомпозиция описания объекта на
стандартный набор требований к свойствам
объекта.
3. Поиск и выбор средств реализации
требований нижнего слоя в среде
проектирования.
4. Формирование нижнего слоя – выбор
принципов функционирования объекта.
5. Проверка способности выбранных
принципов реализовать назначение объекта
6 а) Уточнение принципов,
6 б) Поиск и выбор средств реализации
требований следующего слоя –
функциональность объекта.
7. Формирование функционального слоя.
8. Проверка наличия всех требуемых функций
объекта
9 а) Уточнение функций.
9 б) Поиск и выбор средств
10. формирования структур реализации
функций.
11. Формирование структурного слоя.
12. Проверка корректности структур.
13 а) Уточнение структур.
13 б) Поиск и выбор средств построения
схем.
14 Формирование схемного слоя.
15. Проверка корректности схем.
16 а) Уточнение схем.
16 б) Поиск и выбор средств построения
модели.
17. Построение модели и т.д.
Методика побудови об’єкта
Fig.3. The algorithm of the object design on the base of the developing model of the object
Principles
Layer of object state
Object
Designing Environment
Functions
Elemental
Actions
Formal
Elements
Mathematica
l
Descriptions
Element
construction
s
Work
Scheme
Characteristics
Geometry..., mass
Что есть?Environment
Что нужно?Требования к:
Destination
Building
Как
объединять?
Строение
объекта
Логический блок
РезультатObject properties
Свойства объекта
Потребность
Выбранные средства
6. Конструкция
5. Модель
4.Схема
3. Структура
2.Функции
1.Принцип
Loop1 23 4 5 6Loop 6 5 4 3 2 1
Switch 6 5 4 3 2 1 1
-
Кафедра прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки
РОЗРОБКА ЕЛЕКТРОГІДРАВЛІЧНОГО ПОЗИЦІЙНОГО ПРИВОДА З ВІРТУАЛЬНИМ ЗВОРОТНИМ З’ВЯЗКОМ
1
2
а)
t, c
Положение
штока
Сигнал на
клапан
3
0
м
м
t=6с
t1=1с t2=2с
51
.7
82.
622.
2
м
м
Н,
мм
U, B
2
1
1 – графік команди
управления, 2 –
графік
перемещения
штока
Тестування функціональної адекватності моделіЭкспериментальные (а) и модельные (б) графики отработки программы позиционирования штока привода с
разомкнутой структурой и положительным перекрытием в золотниковой паре
б)
(1 – график
команды
управления,
2 – график
перемещен
ия штока)
Результат выполнения программы управления
при моделировании работы привода с
разомкнутой структурой и нулевым перекрытием
в золотниковой паре
Гидроцилиндр
Пропорциональный
распределитель
ЦАП
Экспериментальный
стенд
Виртуальная ОС