Бул изилдөө электр-гидравликалык тормоздордун бошотуу процессин аткарган электр-гидравликалык түрткүчтүн (electro-hydraulic thruster, EHT) ичиндеги агым кантип куюндарга айланарын жана бул куюндарга суюктуктун илешкектүүлүгү менен кыймылдаткыч ылдамдыгы кандай таасир берерин өтмө эсептөөчү суюктук динамикасы (CFD) аркылуу изилдейт. Изилдөөчүлөр EHT ичинде α, β жана γ деп аталган үч негизги айланма түзүлүштү аныкташкан. Модель жыйынтыктарына ылайык α жана β куюндары суюктуктун поршендин астына натыйжалуу жетишине тоскоол болуп, кошумча энергия жоготуусун жараткан айлануулар; γ куюну болсо поршендин узарышын колдогон негизги айланма талаа болуп саналат. Илешкектүүлүк 54,5 Pa·s'ден 101,5 Pa·s'ге көтөрүлгөндө γ куюнунун чоку ылдамдыгы 0,39 m/s'ден 0,21 m/s'ге, ал эми поршендин астындагы орточо басым 0,178 MPa'дан 0,096 MPa'га төмөндөгөн. Кыймылдаткыч ылдамдыгы 200 rad/s'ден 500 rad/s'ге көтөрүлгөндө γ куюнунун чоку ылдамдыгы 0,09 m/s'ден 0,58 m/s'ге, поршендин астындагы орточо басым 0,0263 MPa'дан 0,435 MPa'га жогорулаган. Бирок бул жыйынтыктардын баары өтмө CFD симуляциясына негизделет; изилдөө физикалык прототиптик эксперимент же талаалык текшерүү сунуштабайт.

Электр-гидравликалык тормоздун баштапкы абалы — тормоздоо абалы. EHT кыймылдаткычы иштебегенде поршень артка тартылган абалда болот жана пружина системасы тормоз рычагдарын барабанга карай кысат. Тормоз бошотулганда EHT кыймылдаткычы импеллерди айлантат; суюктук импеллер менен багыттоочу пластинанын айланасында айланып, поршендин астында басым түзөт. Поршень өйдө карай узарганда пружинанын күчү жеңилип, тормоз рычагдары ачылып, тормоз барабаны бошотулат.

Изилдөөнүн негизги табылгасы — EHT ичиндеги бардык куюндар бирдей функция аткарбайт. α куюну импеллердин үстү менен багыттоочу пластинанын астынын ортосунда; β куюну багыттоочу пластина жана поршендин астындагы аймакта агымдын бир бөлүгүн кайра айландырып, негизги өйдө багытталган өткөрүүнү кыйындатат. Ал эми γ куюну сырткы аймактардан поршендин астына көтөрүлүп, борбор аркылуу кайра импеллерге кайтып келген негизги цикл. Ошондуктан изилдөөчүлөр γ куюнун сактоону EHTнин тормозду бошотуу өндүрүмдүүлүгү үчүн негизги талап катары чечмелешет.

Илешкектүүлүк жогорулаганда бардык куюндардын абсолюттук чоку ылдамдыктары азаят; бирок пайдалуу γ куюнунун алсыроосу күчтүүрөөк. 54,5 Pa·s'де α/γ ылдамдык катышы %94,9 жана β/γ катышы %64,1 болсо, 101,5 Pa·s'де бул катыштар тиешелүүлүгүнө жараша %166,7 жана %104,8'ге көтөрүлгөн. Бул өсүш зыяндуу куюндар абсолюттук түрдө күчөгөнүн эмес, γ куюну тезирээк алсырап, алардын салыштырмалуу үстөмдүгү көбөйгөнүн көрсөтөт.

Кыймылдаткыч ылдамдыгын жогорулатуу үч куюнду тең күчөткөн. Бирок 200–500 rad/s аралыгында γ куюнунун чоку ылдамдыгынын өсүшү булакта %544,4 деп эсептелсе, α жана β үчүн өсүш тиешелүүлүгүнө жараша %169,6 жана %173,3. Демек жогорку ылдамдык негизги жетектөөчү айланууну күчөтүшү мүмкүн, бирок ошол эле учурда энергия жоготуусун жараткан α жана β куюндарын да чоңойтот. Ошондуктан изилдөө эң жогорку кыймылдаткыч ылдамдыгы автоматтык түрдө эң жакшы иш чекити деп айтпайт.

Түркия жагынан изилдөө; кран, көтөрүү жана гидравликалык тормоз колдонулган өнөр жай механизмдеринде төмөн температурадагы майдын илешкектүүлүгү менен кыймылдаткыч ылдамдыгын бирге эске алуу керектигине байланыштуу сандык долбоорлоо алкагын сунуштайт. Бирок билдирилген илешкектүүлүк, ылдамдык жана басым маанилери бир гана EHT геометриясына жана белгилүү CFD божомолдоруна таандык. Башка тормоз же түрткүч долбоорунда бул маанилерди түз жөндөө чекити катары колдонбостон, тиешелүү системанын өз геометриясы жана суюктугу боюнча эксперименттик же текшерилген сандык анализ жүргүзүү керек.

Электр-гидравликалык тормоз кантип иштейт?

Изилдөөдө каралган электр-гидравликалык тормоз (electro-hydraulic brake, EHB), туруктуу кран тибиндеги капкак көтөрүү системасынын тормоздоо жана тормозду бошотуу механизмине колдонулган. Система электр-гидравликалык түрткүчтөн, пружина тобунан, жөнгө салынуучу байланыш таягынан, берүү пластинасынан, тормоз барабанынан, таяныч элементтеринен жана эки тормоз рычагынан турат.

Тормоздоо абалында EHT кыймылдаткычы токтойт жана поршень артка тартылат. Чыңалган пружина берүү механизмин ылдый тартып, эки тормоз рычагын барабанга карай жабат. Ошентип барабан көтөрүү валын кысып, механикалык тормоздоо жаратат.

Тормозду бошотууда EHT кыймылдаткычы иштейт. Импеллер суюктукка кинетикалык энергия берет жана суюктук поршендин астына жеткирилип, өйдө багытталган гидравликалык күч пайда кылат. Бул күч жетиштүү болгондо поршень пружина күчүн жеңип узарат жана тормоз рычагдары эки жакка ачылат.

EHT ичинде суюктук кайсы жол менен жүрөт?

EHTнин үч өлчөмдүү модели үстүңкү корпус, поршень таягы, поршень, багыттоочу пластина, май резервуары, импеллер, астыңкы корпус жана кыймылдаткыч компоненттеринен турат.

Импеллер айланганда астыңкы аймактагы суюктук айлана багытында айланып, ошол эле учурда радиалдык багытта сыртка жылат. Багыттоочу пластинанын канаттарынын арасынан өйдө чыккан суюктук поршендин астына жеткенде поршенге гидравликалык басым берет. Андан кийин агым борбордук тешик аркылуу ылдый, импеллердин үстүнө кайтып, жабык айланууну түзөт.

Бул агым бир багыттуу насостук кыймыл гана эмес. Айланма кыймыл, радиалдык жылыш жана октук агым бир учурда болгондуктан багыттоочу пластина менен импеллердин айланасында жергиликтүү кайра айлануулар пайда болот.

α, β жана γ куюндарынын айырмасы эмнеде?

Изилдөөдө үч башка куюн түзүлүшү аныкталган:

Бул классификация изилдөөнүн эң маанилүү механикалык жыйынтыгы. Куюн түшүнүгү бул жерде автоматтык түрдө “каалабаган турбуленттүүлүк” дегенди билдирбейт. Ошол эле системанын ичинде айрым айлануулар гидравликалык энергия жоготуусуна, башка айлануу болсо функционалдык поршень басымынын түзүлүшүнө салым кошот.

Үч куюн кантип аныкталды?

Изилдөөчүлөр багыттоочу пластинанын айланасындагы басым жана ылдамдык бөлүштүрүлүшүн талдоо үчүн үч октук байкоо линиясын аныкташкан.

• Байкоо линиясы 1: багыттоочу пластинанын канаттарынын ортосундагы жогорку басымдуу аймактан өткөн октук сызык,
• Байкоо линиясы 2: EHTнин борбордук огу,
• Байкоо линиясы 3: канаттардын ортосундагы төмөн басымдуу аймактан өткөн октук сызык.

Байкоо координаты \(Y=4\)–79 mm аралыгында жана үч аймакка бөлүнөт:

• a аймагы: \(Y=4\)–25 mm; импеллердин үстү менен багыттоочу пластинанын асты,
• b аймагы: \(Y=25\)–45 mm; багыттоочу пластинанын астыңкы жана үстүңкү беттеринин ортосу,
• c аймагы: \(Y=45\)–79 mm; багыттоочу пластинанын үстү менен поршендин асты.

Багыттоочу пластинанын канаттары байкоо линиясын түз кесип кетпеши үчүн октук сызыктардын экөө үстүңкү көрүнүштө радиалдык багыттан 5° жылдырылган.

Басым бөлүштүрүлүшү куюндарды кантип көрсөтөт?

Байкоо линиясы 1 менен байкоо линиясы 3 ортосундагы басым ийри сызыктары a, b жана c аймактарында болжол менен өз ара/симметриялуу өзгөрүү көрсөтөт. Линия 1’деги басым жалпысынан линия 3’төгү басымдан жогору. Бул айырма эки чекиттин ортосунда циклдик агым бар экенин көрсөтөт.

Борбордук байкоо линиясы 2’деги басымдын да линия 1’ден төмөн болушу сырткы аймактан борборго карай кайра айланууну колдогон басым градиентин көрсөтөт.

Поршендин түбүнө жакындаганда, \(Y=79\) mm чамасында үч линиядагы басымдар бири-бирине жакындайт. Ошол эле чекитте октук ылдамдыктар болжол менен нөлгө түшөт. Изилдөөчүлөр муну агымдын динамикалык басымы поршендин астында көбүрөөк статикалык басымга айланып, поршендин узарышын камсыз кылышы менен байланыштырышат.

Ылдамдык багыттары α куюнун кантип аныктайт?

a аймагында байкоо линиясы 1’деги агым терс Y багытында, байкоо линиясы 3’төгү агым оң Y багытында. Эки тараптагы карама-каршы октук ылдамдык импеллердин үстү менен багыттоочу пластинанын астында жабык айланууну түзөт. Изилдөө бул түзүлүштү α куюну деп аныктайт.

α куюну импеллердин айлануусунан пайда болгон агым ажырашы менен байланыштырылат жана суюктукту түз поршендин астына жеткирүүгө салым кошпогондуктан терс түзүлүш катары бааланат.

β куюну кайда пайда болот?

b жана c аймактарында багыттар тескериге өзгөрөт. Байкоо линиясы 1’де суюктук оң Y багытында жүрсө, линия 3’тө терс Y багытындагы кайра агым пайда болот.

Изилдөөчүлөр бул айланууну β куюну деп атап, багыттоочу пластинанын канаттары агымды тосушу менен байланыштырышат. Бул айлануу да негизги поршень камсыздоо агымына каршы жергиликтүү энергия жоготуусу катары чечмеленет.

γ куюну эмне үчүн пайдалуу деп эсептелет?

Борбордук байкоо линиясы 2’де агым a, b жана c аймактарында терс Y багытында, башкача айтканда поршень аймагынан кайра импеллерге карай кайтып келет. Ошол эле учурда сырткы аймактарда өйдө багытталган агым болуп, импеллер–багыттоочу пластина–поршень ортосунда чоң жабык цикл түзүлөт.

Изилдөөдө бул айлануу γ куюну деп аталат. γ куюну поршендин астына туруктуу суюктук жеткирип, басым түзгөндүктөн EHTнин тормозду бошотуу функциясын колдогон негизги агым түзүлүшү болуп саналат.

CFD модели кайсы теңдемелерге негизделет?

Агым талаасы үчүн үзгүлтүксүздүк жана импульстун сакталуу теңдемелери колдонулган. Кысылбаган агым үчүн үзгүлтүксүздүк теңдемеси булакта:

\[ \frac{\partial u}{\partial x} + \frac{\partial v}{\partial y} + \frac{\partial w}{\partial z} =0 \]

түрүндө берилген. Бул жерде \(u\), \(v\) жана \(w\) тиешелүүлүгүнө жараша Декарт координаттарындагы ылдамдык компоненттери.

Импульс теңдемелери ар бир ылдамдык компоненти үчүн жалпы түрдө инерция, көлөмдүк күч жана илешкек диффузия мүчөлөрүн бириктирет. Мисалы x багытындагы теңдеме:

\[ \frac{\partial u}{\partial t} + u\frac{\partial u}{\partial x} + v\frac{\partial u}{\partial y} + w\frac{\partial u}{\partial z} = F_x+ \frac{\mu}{\rho} \left( \frac{\partial^2u}{\partial x^2} + \frac{\partial^2u}{\partial y^2} + \frac{\partial^2u}{\partial z^2} \right) \]

түрүндө. \(F_x\) x багытындагы көлөмдүк күч компонентин, \(\mu\) динамикалык илешкектүүлүктү жана \(\rho\) суюктуктун тыгыздыгын билдирет. Ушундай түзүлүш y жана z ылдамдык компоненттери үчүн да колдонулган.

Эмне үчүн RNG k-ε турбуленттүүлүк модели тандалган?

Изилдөөдө турбуленттүүлүк үчүн RNG \(k-\varepsilon\) модели колдонулган. Изилдөөчүлөр бул модель айланма агымды, күчтүү агым сызыгынын ийрилигин, агым ажырашын жана жогорку деформация ылдамдыктуу аймактарды стандарттуу \(k-\varepsilon\) моделине караганда ылайыгыраак сүрөттөй алат деп негиздешет.

Турбуленттик кинетикалык энергиянын ташуу теңдемеси:

\[ \rho_1\frac{\partial k}{\partial t} + \rho_1\frac{\partial}{\partial x_i}(ku_i) = \frac{\partial}{\partial x_j} \left[ \alpha_k(\mu_1+\mu_t) \frac{\partial k}{\partial x_j} \right] + G_k-\rho_1\varepsilon \]

жана турбуленттик диссипация ылдамдыгынын теңдемеси:

\[ \rho_1\frac{\partial \varepsilon}{\partial t} + \rho_1\frac{\partial}{\partial x_i}(\varepsilon u_i) = \frac{\partial}{\partial x_j} \left[ \alpha_\varepsilon(\mu_1+\mu_t) \frac{\partial \varepsilon}{\partial x_j} \right] + C_{1\varepsilon}\frac{\varepsilon}{k}G_k - C_{2\varepsilon}\rho_1\frac{\varepsilon^2}{k} \]

түрүндө берилген.

Булакта модель коэффициенттери:

• \(C_{1\varepsilon}=1,42\)
• \(C_{2\varepsilon}=1,68\)

деп колдонулган.

Сандык чечим кайсы шарттарда жүргүзүлгөн?

Өтмө CFD анализдери ANSYS Fluent 2021 R1 чөйрөсүндө жүргүзүлгөн. Басымга негизделген implicit чечүүчү жана басым-ылдамдык байланышы үчүн SIMPLE алгоритми колдонулган. Турбуленттик кинетикалык энергия жана диссипация ылдамдыгынын ташуу мүчөлөрү экинчи тартиптеги upwind схемасы менен дискреттештирилген.

Температура үчүн кайсы суюктук маанилери колдонулган?

Бул маанилер булакта берилген бирдиктер жана сандар менен сакталган. Изилдөө төмөн температура контекстин ушул үч абал менен көрсөтөт; параметрдик CFD таблицасында 0 °Cден төмөн температура чекити жок.

Тор көз карандысыздыгы кантип текшерилген?

EHT агым көлөмү полиэдрдик элементтер менен торлонгон. Импеллер, импеллердин астыңкы байланыш аймагы жана багыттоочу пластинанын канаттары жергиликтүү түрдө майдаланган.

Изилдөөчүлөр жыйынтык айырмасы %0,35’тен төмөн экенин айтып, эсептөө жүгүн азайтуу үчүн 5.270.888 элементтүү торду акыркы анализдерде колдонушкан.

Илешкектүүлүк жогорулаганда эмне болот?

Илешкектүүлүк 54,5 Pa·s'ден 101,5 Pa·s'ге көтөрүлгөндө үч куюндун тең чоку ылдамдыгы азаят. Бирок бул азайуу бирдей эмес.

Булакта берилген азайуу көрсөткүчтөрү α үчүн %5,4, β үчүн %12,0 жана γ үчүн %46,2. Демек жогорку илешкектүүлүк зыяндуу деп эсептелген α жана β куюндарын да алсыратат, бирок поршень кыймылына салым кошкон γ куюнун кыйла күчтүү басат.

Ошондуктан α/γ жана β/γ катыштары өсөт. Салыштырма катыштардын өсүшү α жана βнин абсолюттук ылдамдыктары көбөйдү дегенди билдирбейт; бул γ тезирээк алсырашынан пайда болот.

Булактын илешкектүүлүк боюнча өз ичиндеги карама-каршылыгы эмнеде?

Макаланын кыскача бөлүгүндө жогорку илешкектүүлүк куюндардын өнүгүшүн жана басым термелүүсүн көбөйтөт деп жазылган. Бирок Бөлүм 4.1’де басым термелүүсүнүн амплитудасы илешкектүүлүк менен азайганы, үч куюндун чоку ылдамдыктары да төмөндөгөнү көрсөтүлгөн. Талкуу бөлүмү да жогорку илешкектүүлүк бардык куюндарды басарын айтат.

Ошондуктан сандык таблицалар жана кеңири жыйынтык бөлүмү эске алынганда колдоого алынган билдирүү төмөнкүдөй: илешкектүүлүктүн өсүшү абсолюттук куюн ылдамдыктарын азайтат, бирок пайдалуу γ куюнун салыштырмалуу көбүрөөк алсыратат жана поршендин астындагы басымды төмөндөтөт. Кыскача бөлүмдөгү тескери билдирүү булак ичиндеги шайкешсиздик катары сакталууга тийиш.

Кыймылдаткыч ылдамдыгын жогорулатуу эмне кылат?

Кыймылдаткыч ылдамдыгы 200, 300, 400 жана 500 rad/s деңгээлдеринде анализденген. Ылдамдык көбөйгөн сайын үч байкоо линиясындагы басымдар жана басым айырмачылыктары өсүп, бардык куюндун чоку ылдамдыктары жогорулаган.

Булак 200–500 rad/s аралыгында α куюнунун чоку ылдамдыгынын өсүшүн %169,6, β үчүн %173,3 жана γ үчүн %544,4 деп билдирет. Ошондуктан γнын салыштырмалуу салмагы ылдамдык өскөн сайын көбөйөт: α/γ катышы %255,6’дан %106,9’га, β/γ катышы %166,7’ден %70,7’ге түшөт.

Бирок кыймылдаткыч ылдамдыгынын өсүшү α жана βни жок кылбайт. Тескерисинче, бул эки зыяндуу куюндун абсолюттук ылдамдыктары да көбөйөт. Ошондуктан изилдөөнүн инженердик чечмелөөсү “кыймылдаткыч ылдамдыгын мүмкүн болушунча көбөйтүү” эмес, тормозду бошотуу күчү менен гидравликалык энергия жоготуусунун ортосунда ылайыктуу ылдамдык диапазонун аныктоо.

Илешкектүүлүк менен кыймылдаткыч ылдамдыгын бирге кантип чечмелөө керек?

Изилдөөнүн сандык жыйынтыктары эки башка жөнгө салуу механизмин көрсөтөт. Илешкектүүлүк жогорулаганда илешкек сүрүлүү жана агым каршылыгы өсүп, бардык айлануулар алсырайт. Бирок γ тезирээк алсырайт, ошондуктан поршендин жетектөө жөндөмү терс таасирленет.

Кыймылдаткыч ылдамдыгы өскөндө системага берилген кинетикалык энергия жана басым градиенти көбөйүп, үч куюн тең күчөйт. γ куюнунун өсүү катышы жогору болгондуктан поршень басымы жакшырат; бирок α жана βден келип чыккан энергия жоготуусу да көбөйөт.

Булак бул эки параметрди температура, жүк жана жооп убактысы менен шайкеш тандоону сунуштайт. Бирок макалада илешкектүүлүк жана ылдамдыктын бардык комбинацияларын бир эксперименттик матрицада караган өзүнчө эки факторлуу өз ара таасир анализи берилген эмес.

Изилдөө колдогон жыйынтыктар

• Каралган EHT геометриясынын өтмө CFD моделинде α, β жана γ деп аталган үч башка айланма түзүлүш аныкталган.
• α жана β куюндары негизги поршень камсыздоо агымын тосуп, кошумча гидравликалык энергия жоготуусу менен байланышкан түзүлүштөр катары бааланган.
• γ куюну поршендин астындагы басымдын түзүлүшүнө салым кошкон негизги айлануу катары аныкталган.
• 54,5–101,5 Pa·s илешкектүүлүк диапазонунда үч куюндун чоку ылдамдыктары азайып, γ куюнундагы азайуу булакта %46,2 деп билдирилген.
• Ошол эле илешкектүүлүк өзгөрүшүндө поршендин астындагы орточо басым 0,178 MPa'дан 0,096 MPa'га төмөндөгөн.
• 200–500 rad/s кыймылдаткыч ылдамдыгында үч куюн тең күчөп, γ куюнунун чоку ылдамдыгынын өсүшү %544,4 деп билдирилген.
• Ошол эле ылдамдык диапазонунда поршендин астындагы орточо басым 0,0263 MPa'дан 0,435 MPa'га жогорулаган.
• Тор көз карандысыздыгы текшерүүсүндө тандалган 5.270.888 элементтүү тордун поршендин астындагы басым жыйынтыгы тыгызыраак торлорго жакын болгон.

Изилдөө колдобогон же текшербеген жыйынтыктар

• CFD жыйынтыктары физикалык EHT прототиби менен эксперименттик текшерилген эмес.
• Изилдөө реалдуу талаа шартында тормозду бошотуу убактысы же ишенимдүүлүк сыноосун бербейт.
• RNG k-ε моделинин башка турбуленттүүлүк моделдерине карата жыйынтык сезгичтиги текшерилген эмес.
• Кавитация таасири моделге киргизилген эмес.
• Суюктуктун ичиндеги температура градиенттери чечилген эмес.
• Өндүрүш толеранстары, монтаж боштуктары жана компонент эскириши моделге киргизилген эмес.
• Үч илешкектүүлүк чекити жана 200–500 rad/s ылдамдык диапазону EHTнин бардык иш шарттарын чагылдырбайт.
• Булакта бир универсалдуу оптималдуу кыймылдаткыч ылдамдыгы берилген эмес.
• Булакта бардык EHT долбоорлоруна колдонууга мүмкүн болгон универсалдуу оптималдуу илешкектүүлүк аныкталган эмес.
• Илешкектүүлүк жана кыймылдаткыч ылдамдыгынын бардык комбинацияларын камтыган толук фактордук өз ара таасир анализи сунушталган эмес.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Табылгалары

EHT геометриясы жана агым түзүлүшү

Изилдөөдө колдонулган EHTнин негизги компоненттери үстүңкү корпус, поршень таягы, поршень, багыттоочу пластина, май резервуары, импеллер, астыңкы корпус жана электр кыймылдаткычы. Импеллер суюктукту айлана жана радиалдык багытта ылдамдатат, багыттоочу пластина агымды поршендин астына багыттайт жана борбордук аймак кайтуу линиясын түзөт.

CFD моделинин негизги максаты поршендин механикалык кыймылын толук көп-физикалык модель катары чечүүдөн көрө, тормозду бошотуу процессиндеги ички агым талаасынын басым жана ылдамдык мүнөзүн жана анын куюндарга айланышын изилдөө.

Суюктук чек ара шарттары

Булактын негизги референстик чечиминде 866 kg/m³ тыгыздык, 76,5 Pa·s илешкектүүлүк жана 300 rad/s импеллер ылдамдыгы колдонулат.

Сандык чечүүчү жөндөөлөрү

Тор көз карандысыздыгы сыноосу

Изилдөө акыркы эсептөөлөрдө 2,0 mm мүнөздүү тор өлчөмүнө туура келген 5.270.888 элементтүү моделди тандаган.

Илешкектүүлүккө жараша куюн жыйынтыктары

Бул таблица жогорку илешкектүүлүк зыяндуу куюндарды толук баспаганын, үч куюнду тең алсыратканын жана γ эң көп алсыраган айлануу экенин көрсөтөт.

Кыймылдаткыч ылдамдыгына жараша куюн жыйынтыктары

Кыймылдаткыч ылдамдыгын жогорулатуу пайдалуу γ айлануусун салыштырмалуу тезирээк күчөткөн, бирок α жана β куюндарынын абсолюттук ылдамдыктары да көбөйгөн. Ошондуктан жыйынтык жогорку ылдамдыктын артыкчылыгын гана эмес, жетектөө менен энергия жоготуусунун ортосундагы оптималдаштыруу маселесин көрсөтөт.

Поршендин астындагы басымдын эки негизги параметрге реакциясы

Сандык моделде жогорку илешкектүүлүк поршендин астындагы басымды төмөндөтсө, жогорку кыймылдаткыч ылдамдыгы поршендин астындагы басымды жогорулаткан. Бул жыйынтыктар каралган EHT геометриясы жана аныкталган CFD шарттары үчүн гана жарактуу.

Изилдөөнүн негизги модель божомолдору жана чектери

• Геометрия туруктуу; өндүрүш жана монтаж толеранстары эске алынган эмес.
• Компонент эскириши моделденген эмес.
• Кавитация моделге киргизилген эмес.
• Суюктуктун ичиндеги температура градиенттери чечилген эмес.
• Бардык чек ара бузулуулар моделденген эмес.
• RNG k-ε турбуленттүүлүк модели гана колдонулган.
• Эксперименттик PIV, басым сенсору же прототип сыноосу менен текшерүү жүргүзүлгөн эмес.
• Дубал жана куюн өзөгүнүн чечилиши эсептөө ресурстары менен чектелген.

Келечектеги иш катары эмне сунушталат?

Изилдөөчүлөр кийинки иштерде прототиптик эксперименттерди, ар башка турбуленттүүлүк моделдерин салыштырууну, адаптивдүү тор майдалоону жана кеңири илешкектүүлүк/ылдамдык параметр диапазондорун изилдөөнү сунуштайт. Бул элементтер азыркы изилдөөнүн аткарылган жыйынтыктары эмес, келечектеги текшерүү кадамдары.

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

Толук оригинал изилдөө аталышы: Research on the Formation Mechanism of Vortices and Key Parameter Regulation in the Electro-Hydraulic Thruster

Авторлор: Yanan Sun, Zezheng Tian, Na Li, Haiyong Jiang, Chao Yang, Chongchong Chen, Lei Yang, Lei Xing, Lijie Zhang.

Авторлордун ирети: Булактагы ирет өзгөртүүсүз сакталган.

Жооптуу автор: Lijie Zhang.

Тең салым/тең биринчи автор: Булакта мындай билдирүү жок.

Мекемелер: College of Mechatronical & Electrical Engineering, Hebei Agricultural University, Baoding, China; Hebei Province Intelligent Agricultural Equipment Technology Innovation Center, Baoding, China.

Журнал: Machines.

Басмакана: MDPI.

Библиографиялык жазуу: Machines 2026, 14, 669.

DOI: 10.3390/machines14060669.

Расмий жарыя шилтемеси:https://doi.org/10.3390/machines14060669

Жарыяланган күнү: 8 Июнь 2026.

Булактын түрү жана рецензия абалы: Рецензияланган оригинал изилдөө макаласы. Илимий табылгалар өтмө CFD симуляцияларына негизделген; физикалык прототиптик текшерүү жүргүзүлгөн эмес.

Лицензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

Каржылоо: Изилдөө; Hebei Province Innovation Team of Modern Agricultural Industry Technology System (HBCT2024050206), Hebei Province Major Science and Technology Support Program Project (242N1901Z), Hebei Province Agricultural Science and Technology Achievement Transformation Fund Project (2025JNZ-S19) жана Hebei Province университеттеринин негизги илимий изилдөө чыгымдары долбоору (KY2025044) тарабынан жарым-жартылай колдоого алынган.

Маалымат жеткиликтүүлүгү: Оригинал симуляция маалыматтары, тор файлдары жана модель параметр файлдары негиздүү суроо боюнча жооптуу автордон берилиши мүмкүн экени айтылган.

Кызыкчылыктар кагылышы: Yanan Sun, Na Li, Haiyong Jiang, Chao Yang, Chongchong Chen, Lei Yang жана Lijie Zhang Hebei Province Intelligent Agricultural Equipment Technology Innovation Center ичинде иштегени белгиленген. Авторлор изилдөө коммерциялык же каржылык мамилесиз жүргүзүлгөнүн билдиришет.

Автор салымдары: Yanan Sun ыкма, изилдөө жана формалдык анализ; Zezheng Tian ANSYS Fluent 2021 R1 программасы жана формалдык анализ; Na Li карап чыгуу/редакциялоо жана долбоор башкаруу; Haiyong Jiang ыкма жана текшерүү; Chao Yang визуалдаштыруу жана маалымат уюштуруу; Chongchong Chen формалдык анализ; Lei Yang текшерүү; Lei Xing ресурс берүү; Lijie Zhang көзөмөл жана концептуалдаштыруу милдеттерин аткарган.

Бул Verianla макаласындагы EHB/EHT иш принциби, агым талаасынын түшүндүрмөлөрү, теңдемелер, CFD шарттары, тор көз карандысыздыгынын маалыматтары, куюн классификациясы, илешкектүүлүк жана кыймылдаткыч ылдамдыгынын жыйынтыктары менен чектөөлөр каралган булак изилдөөгө негизделет. Библиографиялык идентификацияны текшерүүдөн башка тышкы булактардан жаңы илимий эксперимент, механизм же сандык жыйынтык кошулган эмес.

Негизги методологиялык чек: Изилдөөдө физикалык EHT прототип сыноосу, талаа өлчөөсү же жарыяланган эксперименттик маалымат менен текшерүү жүргүзүлгөн эмес. RNG k-ε турбуленттүүлүк модели гана колдонулуп, турбуленттүүлүк моделинин сезгичтиги каралган эмес. Кавитация, суюктуктун температура градиенти, өндүрүш толеранстары, монтаж боштуктары, эскирүү жана айрым өтмө чек ара бузулуулар моделге киргизилген эмес.

Булак ичиндеги шайкешсиздик эскертүүсү: Макаланын кыскача бөлүгүндө жогорку илешкектүүлүк куюндардын өнүгүшүн жана басым термелүүсүн көбөйтөт деп айтылат. Бирок деталдуу Бөлүм 4.1, Таблица 3 жана Талкуу бөлүмүндө илешкектүүлүк өскөн сайын үч куюндун чоку ылдамдыгы азайып, басым термелүүсүнүн амплитудасы кичирейгени айтылат. Verianla макаласында бул эки билдирүү үнсүз бириктирилген эмес; сандык жыйынтыктар менен булак ичиндеги сөз жүзүндөгү карама-каршылык өзүнчө сакталган.

Параметрдик өз ара таасир чеги: Булактын кыскача бөлүгүндө илешкектүүлүк жана кыймылдаткыч ылдамдыгынын көз карандысыз жана биргелешкен таасирлери жөнүндө айтылганы менен, берилген негизги параметрдик жыйынтыктар эки өзгөрмөнү өз-өзүнчө өзгөрткөн анализдерден турат. Толук эки факторлуу өз ара таасир матрицасы же статистикалык coupling тести берилген эмес.

Бирдик эскертүүсү: Динамикалык илешкектүүлүк булакта 54,5; 76,5 жана 101,5 Pa·s деп берилген. Бул маанилер булакка берилгендик үчүн ошол эле бирдикте сакталган.