CFX数值模拟在冶金工程专业中的应用

目前数值模拟是研究冶金工程问题常用的方法。文中简述了进行数值模拟应具备的基本理论基础,并结合冶金工程问题从前处理、建立模拟文件、求解以及结果分析等方面详细介绍了使用CFX软件进行数值模拟的具体过程。     

微通道内单相水流动与换热的特性研究

微通道传热技术是近几年发展起来的一门新兴的传热技术,具有传热效率高、结构紧凑等优点,是当前流动与传热研究的重要课题。运用计算流体力学程序(CFX)对环形微通道内单相水的流动与换热进行数值模拟,可以形象地描述出管内的流场和温度场,从中分析各种因素对流动与换热所产生的影响。     

香菇热风干燥中质传递模拟与试验研究

根据非平衡态热力学和相平衡理论,建立了香菇热风干燥内部传质模型、传热模型,该模型充分考虑了传热与传质之间的相互藕合关系,进行香菇干燥传质模拟计算,并与干燥试验数据进行对比,结果表明：模拟值和实测值十分接近,二者的最大相对偏差小于7％,模拟结果符合对流干燥中多孔介质内部水分迁移规律,以及干燥过程中产生的表低内高水分分布规律。     

开缝翅片管式换热器的换热与流动特性数值模拟

翅片管换热器是一种高效换热器,为了进一步强化换热,对翅片换热器进行不同形式的开缝。采用CFD模拟方法对七种不同开缝形式的翅片管换热器流动和换热进行了数值模拟。根据计算结果分析了不同开缝形式换热器的压降和温度分布,经过比较分析,最终确定了最佳的开缝形式。     

切片胡萝卜热风干燥过程中传热模拟分析与试验研究

物料内部湿热扩散过程是干燥设备和干燥技术研究的基础。干燥过程中,物料内部的湿、热扩散是同时发生的,本文综合湿热扩散过程,提出了切片胡萝卜内部传热模型和内部传质模型,运用第三边界条件进行了传热过程的模拟,并作了实验验证。结果表明:模拟值和实测值十分接近,最大相对偏差小于1.8%;因此用该模型模拟胡萝卜片干燥中传热过程是可行的。模拟结果还显示:物料内各处温度变化不同;在整个干燥过程中,各层的温度梯度随干燥时间先变大,随后逐渐变小,到干燥后期,各层温度趋于一致。     

磁流化床铁磁颗粒的流化特性与磁稳区的确定

针对磁流化床可实现磁稳流化的特点,提出了一种确定和计算磁稳流化区域的方法.通过对4种不同粒径的铁磁颗粒(其平均粒径范围231 ~512μm)进行流态化实验研究,得到铁磁颗粒分别在磁场强度为0 ~7 330A/m时的流化曲线.实验中采用压降波动的方法测定最小鼓泡流化速度,进而确定磁稳流化区域的范围.基于铁磁颗粒的流化曲线,分析得到铁磁颗粒的流化特性,讨论了颗粒粒径、磁场强度对磁稳流化区域的影响;运用多元回归的方法得到磁稳流化区域与磁重势能比、阿基米德数以及雷诺数之间的实验关联式.与已有的研究相比,此式较为简单,具有较好的适用性,据此式可以方便地给出磁流化床磁稳流化状态运行时的合理参数.     

三角形结构对液膜流动特性影响的数值模拟

基于VOF方法,利用CFD软件FLUENT对倾斜壁面上二维气-液两相流进行数值模拟,分析了三角形高度和结构间距均为1mm的6种尺寸壁面上的液膜流动特性,获得了三角形结构的壁面上液膜自由液面的分布图以及不同结构宽度w对液膜流动特性的影响规律。结果表明:与平壁面上液膜流动相比,三角形结构壁面上液膜自由液面位置随三角形结构呈规律性变化;在三角形结构壁面上,气体漩涡存在于液膜和壁面之间,当三角形结构宽度w改变时,漩涡的形状和位置均发生变化。     

自然循环蒸汽发生器二次侧流动与传热特性数值模拟

为研究与传热管破损紧密相关的二次侧横流能量等流动与传热特性,使用Fluent软件中的多孔介质模型,模拟传热管束、汽水分离器和支撑板阻力.一次侧向二次侧的放热以内热源的形式加载到模型中,基于k-ε湍流模型,并结合两相漂移流模型计算,得到了立式自然循环蒸汽发生器二次侧流体温度、空泡份额、速度沿轴向高度的变化规律,同时分析了...     

介质球在均匀外场中的电场数值模拟

针对均匀电场作用下介质球周围电场分布情况,建立了二维电场数学模型,采用有限差分法,对场域内的Laplace方程和边界条件进行离散化,得到了均匀电场作用下介质球周围及其内部的电势及电场分布的数值解,并从理论上验证了该数值解的准确性。     

喷孔内空穴流动与孔外喷雾形态的可视化试验研究

为研究影响喷孔内空穴及孔外雾化的因素,采用高压共轨试验台搭建了1套可视化试验台架,用有机玻璃加工透明喷嘴,与实际喷油器粘连,通过改变喷射压力、喷孔的几何尺寸以及喷射燃料,对喷孔内空穴流动与孔外喷雾形态进行了对比试验。试验结果表明:提高喷射压力和减小喷孔的长径比可有效促进喷孔内空穴的发展,进而更好地促进燃料喷雾的扩散与发展,使喷雾分布到更广的空间;燃料饱和蒸汽压越高、运动黏度越小,喷孔内越早出现空穴,空穴流动越早达到稳定状态,雾化效果越好。     

基于Ansys的齿轮仿真分析

文章利用Ansys软件对齿轮齿根弯曲应力进行有限元仿真分析,与理论结果做比较,从网格类型、网格精度、加载方式等方面寻求最佳模型,为齿轮的优化设计和可靠性设计奠定了坚实的基础。     

流化床干燥特性曲线研究

利用流化床技术对硅胶进行干燥,研究气流速度、气流温度等因素对硅胶干燥特性的影响.通过获得的恒定干燥条件下的干燥曲线、干燥速率曲线,研究气流温度、气流速度对干燥速率的影响.     

基于Ansys/Ls-Dyna的模锻成形研究

模锻成形是金属零件的常见成形方法,从设计锻模到试制过程往往需要花费许多时间;本文采用显式动力学有限元软件Ansys/Ls-Dyna对一个模锻加工成形过程进行计算机仿真,分析影响模锻件成形的因素,在设计过程中,通过在计算机上改变参数进行模拟,即可得到比较理想的模具形状和锻件的基本尺寸,对实际的设计制造具有指导作用。     

基于Visual Basic的汽油机燃烧过程的数值模拟

本文介绍了汽油机燃烧过程仿真模拟的类型,建立了汽油机燃烧的准维模型。编制了基于VisualBasic的数值模拟程序,并利用该程序计算了某汽油机的燃烧过程。     

钢渣在流化床中碳酸盐化的数值模拟

文章采用数值模拟的方法来模拟钢渣在流化床中的碳酸盐化反应。运用双流体模型来描述流化床中的气固两相流动。采用未反应核模型计算反应速率,扩散系数根据反应过程中颗粒孔隙结构的变化进行了相应的修正。通过UDF自定义程序导入化学反应速率,实现流化床内气固两相流动、传质和化学反应之间的耦合。模拟结果可知颗粒粒径、反应温度、吹气速度、CO_2浓度均对反应有一定的影响,缩小颗粒粒径,提高反应温度、吹气速度、CO_2浓度都可以提高反应效率,其中CO_2浓度对反应速度影响较大。     

增压喷动流化床中煤半气化数值模拟

本文对增压喷动流化床中煤半气化进行了模拟 ,在模型中考虑了增压喷动流化床的物理特性、化学反应、能量平衡 ,对床压、床温、空煤比 ,汽煤比对生成煤气成分的影响进行了研究 .计算结果表明增压喷动流化床中床压、床温对煤的半气化影响较强     

汽车桥壳滑动式液压胀形工艺分析

基于ABAQUS软件平台对桥壳滑动式液压胀形工艺进行数值模拟研究,确定胀形压力与管坯轴向压缩量的关系,避免管坯在胀形过程中出现胀裂或者失稳、褶皱等缺陷,得到壁厚合理、成形效果良好的试件。研究结果表明：预成形中采用较低的初始内压,待模具完全合模后增加内压至管坯完全贴膜,可以提高壁厚分布的均匀性。采用该种加载路径可以获得理想的胀形结果,对实际生产具有重要的指导意义。     

冻干机干燥室内热质传递的数值模拟

以某国产冻干机冻干室为研究对象,建立了其三维结构模型.采用计算流体力学方法,推导了冻干过程的热质传递模型,并用计算流体力学软件FLUENT6.3对冻干室内的流场进行数值模拟.模拟结果表明,在冻干室内部,在靠近冷阱部分,水蒸气的扩散流速较大,最大速率达到0.065m/s,流速的最小值位于冻干室入口处,且方向与流向冷阱方向的水汽速率相反.模拟结果对深入研究冻干过程中的热质传递机理有一定的指导作用.     

基于ANSYS挤出过程中数值模拟的探索

本文根据聚合物流变学理论,以有限元软件Ansys、Polyflow和Flow2000为平台,采用数值模拟的方法对挤出模具材料一次性摩擦的影响后对模具的温度场、应力场进行数值模拟,从而给出了塑料异型材挤出模具高速稳定设计的数值模拟及优化方法。这样即可节约设计时间,又可节约成本,同时提高了产品的设计质量和精度。