міжнародні науково практичні конференції...

Click here to load reader

Upload: others

Post on 10-Sep-2019

29 views

Category:

Documents


0 download

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

    уровен

    ь

    N

    N2

    N1

    V1уст V2уст

    Vmax

    N3

    V3уст

    Q=f(V)Nдост

    N(V)опт

    уровен

    ь

    ур

    ов

    ен

    ь

    уровен

    ь

    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

    уровень

    N

    Vном1

    V ном2

    Vmax

    V ном3

    уровень

    уро

    вен

    ь

    уровень

    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