Ushbu tadqiqot elektro-gidravlik tormozlarning bo‘shatish jarayonini amalga oshiradigan elektro-gidravlik itargich (electro-hydraulic thruster, EHT) ichidagi oqimning qanday qilib girdoblarga aylanishini va bu girdoblar suyuqlik qovushqoqligi hamda dvigatel tezligidan qanday ta’sirlanishini vaqtga bog‘liq hisoblash suyuqliklar dinamikasi (CFD) yordamida o‘rganadi. Tadqiqotchilar EHT ichida α, β va γ deb atalgan uchta asosiy aylanish tuzilmasini aniqlagan. Model natijalariga ko‘ra, α va β girdoblari suyuqlikning piston ostiga samarali uzatilishiga to‘sqinlik qiladigan va qo‘shimcha energiya yo‘qotishiga olib keladigan aylanishlar; γ girdobi esa pistonning uzayishini qo‘llab-quvvatlaydigan asosiy aylanish sohasidir. Qovushqoqlik 54,5 Pa·s dan 101,5 Pa·s gacha oshganda γ girdobining cho‘qqi tezligi 0,39 m/s dan 0,21 m/s gacha, piston ostidagi o‘rtacha bosim esa 0,178 MPa dan 0,096 MPa gacha kamaygan. Dvigatel tezligining 200 rad/s dan 500 rad/s gacha oshishi esa γ girdobining cho‘qqi tezligini 0,09 m/s dan 0,58 m/s gacha, piston ostidagi o‘rtacha bosimni 0,0263 MPa dan 0,435 MPa gacha oshirgan. Biroq ushbu natijalarning barchasi vaqtga bog‘liq CFD simulyatsiyasiga asoslanadi; tadqiqot fizik prototip tajribasi yoki dala sharoitidagi tasdiqlashni taqdim etmaydi.

Elektro-gidravlik tormozning boshlang‘ich holati tormozlangan holatdir. EHT dvigateli ishlamaganida piston tortilgan holatda bo‘ladi va prujina tizimi tormoz qo‘llarini baraban tomonga bosadi. Tormoz bo‘shatilganda EHT dvigateli parrakni aylantiradi; suyuqlik parrak va yo‘naltiruvchi plastina atrofida aylantirilib, piston ostida bosim hosil qilinadi. Piston yuqoriga uzayganda prujina kuchi yengiladi va tormoz qo‘llari ochilib, tormoz barabani bo‘shatiladi.

Tadqiqotning asosiy topilmasi EHT ichidagi barcha girdoblar bir xil vazifani bajarmasligidir. α girdobi parrak usti bilan yo‘naltiruvchi plastina osti orasida; β girdobi esa yo‘naltiruvchi plastina va piston osti hududida oqimning bir qismini orqaga aylantirib, asosiy yuqoriga yo‘naltirilgan uzatishni qiyinlashtiradi. Bunga qarshi γ girdobi tashqi hududlardan piston ostiga ko‘tarilib, markazdan yana parrakka qaytadigan asosiy aylanishdir. Shu sababli tadqiqotchilar γ girdobini saqlab qolishni EHT ning tormozni bo‘shatish ishlashi uchun asosiy talab sifatida talqin qiladi.

Qovushqoqlik oshganda barcha girdoblarning mutlaq cho‘qqi tezliklari kamayadi; biroq foydali γ girdobining zaiflashuvi kuchliroq bo‘ladi. 54,5 Pa·s da α/γ tezlik nisbati %94,9 va β/γ nisbati %64,1 bo‘lgan bo‘lsa, 101,5 Pa·s da bu nisbatlar mos ravishda %166,7 va %104,8 gacha ko‘tarilgan. Bu o‘sish zararli girdoblarning mutlaq ravishda kuchayganini emas, balki γ girdobining tezroq zaiflashishi sababli ularning nisbiy ustunligi ortganini ko‘rsatadi.

Dvigatel tezligini oshirish esa uchala girdobni ham kuchaytirgan. Biroq 200–500 rad/s oralig‘ida γ girdobi cho‘qqi tezligining o‘sishi manbada %544,4 deb hisoblangan, α va β uchun o‘sishlar esa mos ravishda %169,6 va %173,3 bo‘lgan. Shu sababli yuqori tezlik asosiy harakatlantiruvchi aylanishni kuchaytirishi mumkin, ammo ayni vaqtda energiya yo‘qotishiga sabab bo‘ladigan α va β girdoblarini ham kattalashtiradi. Tadqiqot shuning uchun eng yuqori dvigatel tezligini avtomatik ravishda eng yaxshi ish nuqtasi deb hisoblamaydi.

Turkiya nuqtayi nazaridan tadqiqot kran, ko‘tarish va gidravlik tormoz ishlatiladigan sanoat mexanizmlarida past haroratdagi moy qovushqoqligi bilan dvigatel tezligini birgalikda hisobga olish kerakligini ko‘rsatadigan raqamli loyihalash doirasini taqdim etadi. Biroq bildirilgan qovushqoqlik, tezlik va bosim qiymatlari bitta EHT geometriyasi va muayyan CFD farazlariga tegishli. Boshqa tormoz yoki itargich dizaynida bu qiymatlarni to‘g‘ridan-to‘g‘ri sozlash nuqtasi sifatida ishlatish o‘rniga, tegishli tizimning o‘z geometriyasi va suyuqligida tajribaviy yoki tasdiqlangan raqamli tahlil o‘tkazilishi kerak.

Elektro-gidravlik tormoz qanday ishlaydi?

Tadqiqotda ko‘rib chiqilgan elektro-gidravlik tormoz (electro-hydraulic brake, EHB) statsionar kran turidagi eshik ko‘tarish tizimining tormozlash va tormozni bo‘shatish mexanizmiga qo‘llangan. Tizim elektro-gidravlik itargich, prujina guruhi, sozlanadigan bog‘lovchi tayoq, uzatish plastinasi, tormoz barabani, tayanch elementlari va ikkita tormoz qo‘lidan iborat.

Tormozlash holatida EHT dvigateli to‘xtaydi va piston orqaga tortiladi. Tarang prujina uzatish mexanizmini pastga tortib, ikkita tormoz qo‘lini baraban tomon yopadi. Shu tariqa baraban ko‘tarish valini qisib, mexanik tormozlashni hosil qiladi.

Tormozni bo‘shatish vaqtida EHT dvigateli ishlaydi. Parrak suyuqlikka kinetik energiya beradi va suyuqlik piston ostiga uzatilib, yuqoriga yo‘nalgan gidravlik kuch hosil qiladi. Bu kuch yetarli bo‘lganda piston prujina kuchini yengib uzayadi va tormoz qo‘llari ikki tomonga ochiladi.

EHT ichida suyuqlik qaysi yo‘lni kuzatadi?

EHT ning uch o‘lchamli modeli yuqori korpus, piston shtogi, piston, yo‘naltiruvchi plastina, moy rezervuari, parrak, pastki korpus va dvigatel qismlaridan iborat.

Parrak aylanganda pastki hududdagi suyuqlik ham aylana bo‘ylab aylanadi, ham radial yo‘nalishda tashqariga harakatlanadi. Yo‘naltiruvchi plastina qanotlari orasidan yuqoriga ko‘tarilgan suyuqlik piston ostiga yetganda pistonda gidravlik bosim hosil qiladi. Keyin oqim markaziy teshikdan pastga, parrak ustiga qaytib, yopiq aylanishni hosil qiladi.

Bu oqim faqat bir yo‘nalishli nasos harakati emas. Aylana bo‘ylab aylanish, radial harakat va o‘q bo‘ylab oqim bir vaqtning o‘zida mavjud bo‘lgani uchun yo‘naltiruvchi plastina va parrak atrofida mahalliy qayta aylanishlar yuzaga keladi.

α, β va γ girdoblari o‘rtasidagi farq nima?

Tadqiqotda uch xil girdob tuzilmasi aniqlangan:

Bu tasnif tadqiqotning eng muhim mexanik xulosasidir. Girdob tushunchasi bu yerda avtomatik ravishda “istalmagan turbulentlik” degani emas. Ayni tizim ichida ayrim aylanishlar gidravlik energiya yo‘qotishiga, boshqa bir aylanish esa funksional piston bosimining hosil bo‘lishiga hissa qo‘shadi.

Uchta girdob qanday aniqlangan?

Tadqiqotchilar yo‘naltiruvchi plastina atrofidagi bosim va tezlik taqsimotini o‘rganish uchun uchta o‘q bo‘ylab kuzatuv chizig‘ini belgilagan.

• Kuzatuv chizig‘i 1: yo‘naltiruvchi plastina qanotlari orasida yuqori bosimli hududdan o‘tadigan o‘q bo‘ylab chiziq,
• Kuzatuv chizig‘i 2: EHT ning markaziy o‘qi,
• Kuzatuv chizig‘i 3: qanotlar orasidagi past bosimli hududdan o‘tadigan o‘q bo‘ylab chiziq.

Kuzatuv koordinatasi \(Y=4\)–79 mm oralig‘ida bo‘lib, uch hududga ajratilgan:

• a hududi: \(Y=4\)–25 mm; parrak usti bilan yo‘naltiruvchi plastina osti,
• b hududi: \(Y=25\)–45 mm; yo‘naltiruvchi plastinaning pastki va yuqori yuzalari oralig‘i,
• c hududi: \(Y=45\)–79 mm; yo‘naltiruvchi plastina usti bilan piston osti.

Yo‘naltiruvchi plastina qanotlari kuzatuv chizig‘ini to‘g‘ridan-to‘g‘ri kesib o‘tmasligi uchun o‘q bo‘ylab chiziqlardan ikkitasi yuqoridan ko‘rinishda radial yo‘nalishdan 5° siljitilgan.

Bosim taqsimoti girdoblarni qanday ko‘rsatadi?

Kuzatuv chizig‘i 1 va kuzatuv chizig‘i 3 o‘rtasidagi bosim egri chiziqlari a, b va c hududlarida taxminan o‘zaro/simmetrik o‘zgarish ko‘rsatadi. 1-chiziqdagi bosim umuman 3-chiziqdagidan yuqori. Bu farq ikki nuqta orasida aylanishli oqim mavjudligini ko‘rsatadi.

Markaziy kuzatuv chizig‘i 2 dagi bosimning ham 1-chiziqdagidan past bo‘lishi tashqi hududdan markaz tomonga qayta aylanishni qo‘llab-quvvatlaydigan bosim gradientini ko‘rsatadi.

Piston asosiga yaqinlashganda, \(Y=79\) mm atrofida uchta chiziqning bosimi bir-biriga yaqinlashadi. Ayni nuqtada o‘q bo‘ylab tezliklar taxminan nolga tushadi. Tadqiqotchilar buni oqimning dinamik bosimi piston ostida ko‘proq statik bosimga aylanishi va pistonning uzayishini ta’minlashi bilan bog‘laydi.

Tezlik yo‘nalishlari α girdobini qanday belgilaydi?

a hududida kuzatuv chizig‘i 1 dagi oqim manfiy Y yo‘nalishda, kuzatuv chizig‘i 3 dagi oqim esa musbat Y yo‘nalishda. Ikki tomondagi qarama-qarshi o‘q bo‘ylab tezlik parrak usti bilan yo‘naltiruvchi plastina ostida yopiq aylanishni hosil qiladi. Tadqiqot bu tuzilmani α girdobi deb ta’riflaydi.

α girdobi parrak aylanishi hosil qiladigan oqim ajralishi bilan bog‘lanadi va suyuqlikning bevosita piston ostiga uzatilishiga hissa qo‘shmagani sababli salbiy tuzilma sifatida baholanadi.

β girdobi qayerda hosil bo‘ladi?

b va c hududlarida yo‘nalishlar teskarilanadi. Kuzatuv chizig‘i 1 da suyuqlik musbat Y yo‘nalishda harakatlanarkan, 3-chiziqda manfiy Y yo‘nalishli qaytma oqim hosil bo‘ladi.

Tadqiqotchilar bu aylanishni β girdobi deb ataydi va uni yo‘naltiruvchi plastina qanotlarining oqimga to‘sqinlik qilishi bilan bog‘laydi. Bu aylanish ham asosiy piston ta’minot oqimiga qarshi mahalliy energiya yo‘qotishi sifatida talqin qilinadi.

γ girdobi nega foydali deb hisoblanadi?

Markaziy kuzatuv chizig‘i 2 da oqim a, b va c hududlarida manfiy Y yo‘nalishda, ya’ni piston hududidan yana parrak tomon qaytadi. Ayni vaqtda tashqi hududlarda yuqoriga yo‘nalgan oqim mavjud bo‘lishi parrak–yo‘naltiruvchi plastina–piston o‘rtasida katta yopiq aylanishni hosil qiladi.

Tadqiqotda bu aylanish γ girdobi deb ta’riflangan. γ girdobi piston ostida uzluksiz suyuqlik ta’minoti va bosim hosil qilgani uchun EHT ning tormozni bo‘shatish funksiyasini qo‘llab-quvvatlaydigan asosiy oqim tuzilmasidir.

CFD modeli qaysi tenglamalarga asoslanadi?

Oqim maydoni uchun uzluksizlik va impuls saqlanish tenglamalari ishlatilgan. Siqilmaydigan oqim uchun uzluksizlik tenglamasi manbada:

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

ko‘rinishida berilgan. Bu yerda \(u\), \(v\) va \(w\) mos ravishda Dekart koordinatalaridagi tezlik komponentlaridir.

Impuls tenglamalari har bir tezlik komponenti uchun umumiy holda inersiya, hajm kuchi va qovushqoq diffuziya hadlarini birlashtiradi. Masalan, x yo‘nalishidagi tenglama:

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

ko‘rinishidadir. \(F_x\) x yo‘nalishidagi hajm kuchi komponentini, \(\mu\) dinamik qovushqoqlikni va \(\rho\) suyuqlik zichligini ifodalaydi. Ayni tuzilma y va z tezlik komponentlari uchun ham ishlatilgan.

Nega RNG k-ε turbulentlik modeli tanlangan?

Tadqiqotda turbulentlik uchun RNG \(k-\varepsilon\) modeli ishlatilgan. Tadqiqotchilar ushbu model aylanuvchi oqim, kuchli oqim chizig‘i egriligi, oqim ajralishi va yuqori deformatsiya tezligiga ega hududlarni standart \(k-\varepsilon\) modeliga qaraganda yaxshiroq ifodalay olishini asos sifatida keltiradi.

Turbulent kinetik energiyaning transport tenglamasi:

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

va turbulent dissipatsiya tezligi tenglamasi:

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

deb berilgan.

Manbada model koeffitsiyentlari:

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

sifatida ishlatilgan.

Raqamli yechim qaysi sharoitlarda bajarilgan?

Vaqtga bog‘liq CFD tahlillari ANSYS Fluent 2021 R1 muhitida bajarilgan. Bosimga asoslangan implicit yechuvchi va bosim-tezlik bog‘lanishi uchun SIMPLE algoritmi ishlatilgan. Turbulent kinetik energiya va dissipatsiya tezligi transport hadlari ikkinchi tartibli upwind sxemasi bilan diskretlashtirilgan.

Harorat uchun qaysi suyuqlik qiymatlari ishlatilgan?

Ushbu qiymatlar manbada berilgan birlik va raqamlar bilan saqlangan. Tadqiqot past harorat kontekstini shu uchta holat bilan ifodalaydi; parametrik CFD jadvalida 0 °C dan past harorat nuqtasi yo‘q.

To‘r mustaqilligi qanday tekshirilgan?

EHT oqim hajmi ko‘pyoqlik elementlari bilan to‘rlangan. Parrak, parrak osti ulanish hududi va yo‘naltiruvchi plastina qanotlari mahalliy ravishda zichlashtirilgan.

Tadqiqotchilar natija farqlari %0,35 dan pastligini aytib, hisoblash yukini kamaytirish uchun yakuniy tahlillarda 5.270.888 elementli to‘rni ishlatgan.

Qovushqoqlik oshganda nima bo‘ladi?

Qovushqoqlik 54,5 Pa·s dan 101,5 Pa·s gacha oshganda uchala girdobning cho‘qqi tezligi ham kamayadi. Biroq bu kamayish teng emas.

Manbada berilgan kamayish nisbatlari α uchun %5,4, β uchun %12,0 va γ uchun %46,2. Demak, yuqori qovushqoqlik zararli deb hisoblangan α va β girdoblarini ham zaiflashtiradi; ammo piston harakatiga hissa qo‘shadigan γ girdobini ancha kuchliroq bostiradi.

Shu sababli α/γ va β/γ nisbatlari oshadi. Nisbiy nisbatlarning ko‘tarilishi α va β ning mutlaq tezliklari ortganini anglatmaydi; bu γ ning tezroq zaiflashishi natijasidir.

Manba qovushqoqlik masalasida o‘z ichida qayerda zid keladi?

Maqola annotatsiyasida yuqori qovushqoqlik girdob rivojlanishi va bosim tebranishini kuchaytirishi yozilgan. Bunga qarshi 4.1-bo‘limda bosim tebranish amplitudasi qovushqoqlik bilan kamayishi va uchala girdobning cho‘qqi tezliklari ham pasayishi ko‘rsatilgan. Muhokama bo‘limi ham yuqori qovushqoqlik barcha girdoblarni bostirishini bildiradi.

Shuning uchun raqamli jadvallar va batafsil natijalar bo‘limiga ko‘ra qo‘llab-quvvatlanadigan bayon quyidagicha: qovushqoqlik oshishi mutlaq girdob tezliklarini kamaytiradi, ammo foydali γ girdobini mutanosib ravishda ko‘proq zaiflashtiradi va piston osti bosimini tushiradi. Annotatsiyadagi teskari yo‘nalishdagi bayon manba ichki nomuvofiqligi sifatida saqlanishi kerak.

Dvigatel tezligini oshirish nima qiladi?

Dvigatel tezligi 200, 300, 400 va 500 rad/s darajalarda tahlil qilingan. Tezlik oshgani sari uchta kuzatuv chizig‘idagi bosimlar va bosim farqlari kattalashgan, barcha girdoblarning cho‘qqi tezliklari oshgan.

Manba 200–500 rad/s oralig‘ida α girdobi cho‘qqi tezligining o‘sishini %169,6, β uchun %173,3 va γ uchun %544,4 deb bildiradi. Shuning uchun γ ning nisbiy ulushi tezlik oshgani sari ortadi: α/γ nisbati %255,6 dan %106,9 gacha, β/γ nisbati %166,7 dan %70,7 gacha tushadi.

Biroq dvigatel tezligining oshishi α va β ni yo‘q qilmaydi. Aksincha, ushbu ikki zararli girdobning mutlaq tezliklari ham oshadi. Shu sababli tadqiqotning muhandislik talqini “dvigatel tezligini imkon qadar oshirish” emas, balki tormozni bo‘shatish kuchi bilan gidravlik energiya yo‘qotishi o‘rtasida mos tezlik oralig‘ini aniqlashdir.

Qovushqoqlik va dvigatel tezligini birgalikda qanday talqin qilish kerak?

Tadqiqotning raqamli natijalari ikki xil tartibga solish mexanizmini ko‘rsatadi. Qovushqoqlik oshganda qovushqoq ishqalanish va oqim qarshiligi ortadi, barcha aylanishlar zaiflashadi. Biroq γ tezroq zaiflashgani sababli pistonni harakatlantirish qobiliyatiga salbiy ta’sir qiladi.

Dvigatel tezligi oshganda tizimga beriladigan kinetik energiya va bosim gradienti ortadi, uchala girdob ham kuchayadi. γ girdobining o‘sish sur’ati yuqoriroq bo‘lgani uchun piston bosimi yaxshilanadi; biroq α va β sababli energiya yo‘qotishi ham ortadi.

Manba bu ikki parametrni harorat, yuk va javob vaqti bilan uyg‘un tanlashni tavsiya qiladi. Biroq maqolada qovushqoqlik va tezlikning barcha kombinatsiyalarini ayni tajriba matritsasida tekshiradigan alohida ikki omilli o‘zaro ta’sir tahlili berilmagan.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlaydigan natijalar

• Ko‘rib chiqilgan EHT geometriyasining vaqtga bog‘liq CFD modelida α, β va γ deb atalgan uch xil aylanish tuzilmasi aniqlangan.
• α va β girdoblari asosiy piston ta’minot oqimiga to‘sqinlik qiluvchi va qo‘shimcha gidravlik energiya yo‘qotishi bilan bog‘langan tuzilmalar sifatida baholangan.
• γ girdobi piston ostidagi bosim hosil bo‘lishiga hissa qo‘shadigan asosiy aylanish sifatida aniqlangan.
• 54,5–101,5 Pa·s qovushqoqlik oralig‘ida uchala girdobning cho‘qqi tezliklari pasaygan, γ girdobidagi kamayish manbada %46,2 deb bildirilgan.
• Ayni qovushqoqlik o‘zgarishida piston ostidagi o‘rtacha bosim 0,178 MPa dan 0,096 MPa gacha kamaygan.
• 200–500 rad/s dvigatel tezligi oralig‘ida uchala girdob ham kuchaygan; γ girdobining cho‘qqi tezligidagi o‘sish %544,4 deb xabar qilingan.
• Ayni tezlik oralig‘ida piston ostidagi o‘rtacha bosim 0,0263 MPa dan 0,435 MPa gacha ko‘tarilgan.
• To‘r mustaqilligi tekshiruvida tanlangan 5.270.888 elementli to‘rning piston osti bosimi natijasi zichroq to‘rlar bilan yaqin topilgan.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlamaydigan yoki sinamagan natijalar

• CFD natijalari fizik EHT prototipi bilan tajribaviy tasdiqlanmagan.
• Tadqiqot haqiqiy dala sharoitida tormozni bo‘shatish vaqti yoki ishonchlilik sinovini taqdim etmaydi.
• RNG k-ε modelining boshqa turbulentlik modellariga nisbatan natija sezgirligi sinovdan o‘tkazilmagan.
• Kavitatsiya ta’siri modelga kiritilmagan.
• Suyuqlik ichidagi harorat gradientlari yechilmagan.
• Ishlab chiqarish toleranslari, yig‘ish bo‘shliqlari va komponent yeyilishi modelga kiritilmagan.
• Uch qovushqoqlik nuqtasi va 200–500 rad/s tezlik oralig‘i barcha EHT ish sharoitlarini ifodalamaydi.
• Manbada bitta universal optimal dvigatel tezligi berilmagan.
• Manbada barcha EHT dizaynlariga tatbiq etiladigan universal optimal qovushqoqlik aniqlanmagan.
• Qovushqoqlik va dvigatel tezligining barcha kombinatsiyalarini o‘z ichiga olgan to‘liq faktorial o‘zaro ta’sir tahlili taqdim etilmagan.

Tadqiqot Usuli va Natijalari

EHT geometriyasi va oqim tuzilmasi

Tadqiqotda ishlatilgan EHT ning asosiy qismlari yuqori korpus, piston shtogi, piston, yo‘naltiruvchi plastina, moy rezervuari, parrak, pastki korpus va elektr dvigateldir. Parrak suyuqlikni aylana va radial yo‘nalishlarda tezlashtiradi, yo‘naltiruvchi plastina oqimni piston ostiga yo‘naltiradi va markaziy hudud qaytish yo‘lini hosil qiladi.

CFD modelining asosiy maqsadi pistonning mexanik harakatini to‘liq ko‘p-fizikali model sifatida yechishdan ko‘ra, tormozni bo‘shatish jarayonidagi ichki oqim maydonining bosim va tezlik xususiyatlarini hamda uning girdoblarga aylanishini o‘rganishdir.

Suyuqlik chegara shartlari

Manbaning asosiy referens yechimida 866 kg/m³ zichlik, 76,5 Pa·s qovushqoqlik va 300 rad/s parrak tezligi ishlatilgan.

Raqamli yechuvchi sozlamalari

To‘r mustaqilligi sinovi

Tadqiqot yakuniy hisoblarda 2,0 mm xarakterli to‘r o‘lchamiga mos 5.270.888 elementli modelni tanlagan.

Qovushqoqlikka bog‘liq girdob natijalari

Ushbu jadval yuqori qovushqoqlik zararli girdoblarni butunlay bostirishini emas, balki uchala girdobni ham zaiflashtirishini va γ eng ko‘p zaiflashadigan aylanish ekanini ko‘rsatadi.

Dvigatel tezligiga bog‘liq girdob natijalari

Dvigatel tezligini oshirish foydali γ aylanishini nisbatan tezroq kuchaytirgan; ammo α va β girdoblarining mutlaq tezliklari ham oshgan. Shu sababli natija faqat yuqori tezlikning afzalligini emas, balki harakatlantirish bilan energiya yo‘qotishi o‘rtasidagi optimallashtirish muammosini ko‘rsatadi.

Piston osti bosimining ikki asosiy parametrga javobi

Raqamli modelda yuqori qovushqoqlik piston osti bosimini kamaytirgan bo‘lsa, yuqori dvigatel tezligi piston osti bosimini oshirgan. Ushbu natijalar faqat ko‘rib chiqilgan EHT geometriyasi va belgilangan CFD sharoitlari uchun amal qiladi.

Tadqiqotning asosiy model farazlari va chegaralari

• Geometriya sobit; ishlab chiqarish va yig‘ish toleranslari hisobga olinmagan.
• Komponent yeyilishi modellashtirilmagan.
• Kavitatsiya modelga kiritilmagan.
• Suyuqlik ichidagi harorat gradientlari yechilmagan.
• Barcha chegara buzilishlari modellashtirilmagan.
• Faqat RNG k-ε turbulentlik modeli ishlatilgan.
• Tajribaviy PIV, bosim sensori yoki prototip sinovi bilan tasdiqlash o‘tkazilmagan.
• Devor va girdob yadrosi aniqligi hisoblash resurslari bilan cheklangan.

Kelajakdagi ish sifatida nima tavsiya qilinadi?

Tadqiqotchilar keyingi ishlarda prototip tajribalari, turli turbulentlik modellarini taqqoslash, adaptiv to‘r zichlashtirish va qovushqoqlik/tezlik parametrlarining kengroq oralig‘ini o‘rganishni tavsiya qiladi. Ushbu unsurlar mavjud tadqiqotning bajarilgan natijalari emas, balki kelajakdagi tasdiqlash bosqichlaridir.

Manba va Usul Haqida Izoh

To‘liq asl tadqiqot nomi: Research on the Formation Mechanism of Vortices and Key Parameter Regulation in the Electro-Hydraulic Thruster

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

Mualliflar tartibi: Manbadagi tartib aynan saqlangan.

Mas’ul muallif: Lijie Zhang.

Teng hissa/teng birinchi muallif: Manbada bunday bayonot mavjud emas.

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

Jurnal: Machines.

Nashriyot: MDPI.

Bibliografik yozuv: Machines 2026, 14, 669.

DOI: 10.3390/machines14060669.

Rasmiy nashr havolasi:https://doi.org/10.3390/machines14060669

Nashr sanasi: 8 June 2026.

Manba turi va taqriz holati: Taqrizli original tadqiqot maqolasi. Ilmiy topilmalar vaqtga bog‘liq CFD simulyatsiyalariga asoslangan; fizik prototip tasdiqlashi o‘tkazilmagan.

Litsenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Moliyalashtirish: Tadqiqot 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) va Hebei Province universitetlarining fundamental ilmiy tadqiqot xarajatlari loyihasi (KY2025044) tomonidan qisman qo‘llab-quvvatlangan.

Ma’lumotlar mavjudligi: Original simulyatsiya ma’lumotlari, to‘r fayllari va model parametr fayllari asosli so‘rov bo‘yicha mas’ul muallifdan olinishi mumkinligi bildirilgan.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Yanan Sun, Na Li, Haiyong Jiang, Chao Yang, Chongchong Chen, Lei Yang va Lijie Zhang Hebei Province Intelligent Agricultural Equipment Technology Innovation Center tarkibida faoliyat yuritishi bildirilgan. Mualliflar tadqiqot tijoriy yoki moliyaviy munosabatsiz o‘tkazilganini bildiradi.

Muallif hissalari: Yanan Sun metodologiya, tadqiqot va formal tahlil; Zezheng Tian ANSYS Fluent 2021 R1 dasturi va formal tahlil; Na Li ko‘rib chiqish/tahrirlash va loyiha boshqaruvi; Haiyong Jiang metodologiya va validatsiya; Chao Yang vizualizatsiya va ma’lumotlarni boshqarish; Chongchong Chen formal tahlil; Lei Yang validatsiya; Lei Xing resurslar; Lijie Zhang nazorat va konseptualizatsiya vazifalarini bajargan.

Ushbu Verianla maqolasidagi EHB/EHT ishlash prinsipi, oqim maydoni tavsiflari, tenglamalar, CFD sharoitlari, to‘r mustaqilligi ma’lumotlari, girdob tasnifi, qovushqoqlik va dvigatel tezligi natijalari hamda cheklovlar ko‘rib chiqilgan manba tadqiqotga asoslangan. Bibliografik identifikatsiyani tasdiqlashdan tashqari tashqi manbalardan yangi ilmiy tajriba, mexanizm yoki raqamli natija qo‘shilmagan.

Asosiy metodologik chegara: Tadqiqotda fizik EHT prototipi sinovi, dala o‘lchovi yoki e’lon qilingan tajriba ma’lumotlari bilan tasdiqlash o‘tkazilmagan. Faqat RNG k-ε turbulentlik modeli ishlatilgan va turbulentlik modeli sezgirligi o‘rganilmagan. Kavitatsiya, suyuqlik harorati gradienti, ishlab chiqarish toleranslari, yig‘ish bo‘shliqlari, yeyilish va ayrim vaqtga bog‘liq chegara buzilishlari modelga kiritilmagan.

Manba ichki nomuvofiqlik izohi: Maqola annotatsiyasida yuqori qovushqoqlik girdob rivojlanishi va bosim tebranishini kuchaytirishi aytiladi. Bunga qarshi batafsil 4.1-bo‘lim, 3-jadval va Muhokama bo‘limida qovushqoqlik oshgani sari uchala girdobning cho‘qqi tezligi kamayishi va bosim tebranish amplitudasi kichrayishi bildiriladi. Verianla maqolasida bu ikki bayon jim tarzda birlashtirilmagan; raqamli natijalar va manba ichki og‘zaki nomuvofiqlik alohida saqlangan.

Parametrik o‘zaro ta’sir chegarasi: Manba annotatsiyasida qovushqoqlik va dvigatel tezligining mustaqil va birgalikdagi ta’sirlari tilga olingan bo‘lsa-da, taqdim etilgan asosiy parametrik natijalar ikki o‘zgaruvchini alohida o‘zgartiradigan tahlillardan iborat. To‘liq ikki omilli o‘zaro ta’sir matritsasi yoki statistik coupling testi taqdim etilmagan.

Birlik izohi: Dinamik qovushqoqlik manbada 54,5; 76,5 va 101,5 Pa·s sifatida berilgan. Ushbu qiymatlar manba sodiqligi talabi sababli ayni birlikda saqlangan.