基于数值风洞的桥梁断面三分力系数模拟

用以计算流体动力学(CFD)为基础的数值风洞代替物理风洞模拟桥梁周围的风场特征,不仅能得到流场的压力、速度和涡旋的分布,还能提取桥梁的各种气动参数,为流固耦合的计算奠定基础。以一大跨度桥梁的扁平箱梁为模型进行了-10°~10°攻角下的风场模拟,通过改变边界条件的方法改变风攻角,提取三分力系数,并将计算结果与已有的风洞试验值相比较,吻合较好,最后绘出的0°攻角下的速度、流线和压力云图可以形象地描述流场的变化情况。验证了采用CFD技术模拟风场特征,识别桥梁三分力系数方法的可行性与可靠性。     

基于CFD的双导轮液力变矩器流场模拟与试验研究

目的:针对双导轮液力变矩器两个导轮依次空转的仿真难点,提出一种导轮无叶片处理的CFD数值模拟方法,以便正确获取双导轮液力变矩器内部流场。方法:借助Solidworks对自行设计的双导轮液力变矩器进行流道模型抽取,采用导轮无叶片法模拟导轮变相点后的空转工况,利用ANSYS Meshing进行网格划分,得到3种全流道网格模型。运用ANSYS Fluent进行CFD数值计算,模拟转速比i=0.6中速工况下的流场特征。在液力变矩器试验台上进行样机的台架试验,得到其原始特性曲线。结果:CFD数值模拟能够准确预测双导轮液力变矩器的原始特性,仿真结果与试验结果较为吻合。泵轮与涡轮入口到出口的速度与压力变化趋势相反,两个导轮的速度与压力变化相对较小。结论:采用CFD数值计算并结合导轮空转无叶片法能够较好地预测双导轮液力变矩器的流场特性,为进一步优化设计提供理论参考。     

小尺寸燃烧风洞教学实验平台的开发

为满足燃烧学和流体力学等课程的教学实验需要,开发了小尺寸燃烧风洞教学平台。该平台包括风机段、整流段和实验段,能够实现风速为0～5.5 m/s风场环境的无级调节,为模拟环境风影响下的燃烧行为提供理想风场环境。通过该实验平台,为学生充分掌握环境风作用下油池火燃烧、液体火蔓延行为、森林火蔓延等火灾实验的火焰特性和燃烧机理提供了良好实验条件,有助于加深学生对燃烧风洞流场的认识和理解,提高学生的自主创新与学习能力。     

兴隆庄矿1302工作面渗流场数值模拟研究

应用A3技术和数值模拟软件对1302工作面进行数值模拟,准确查清降落漏斗区域,确定1302工作面流场的渗流矢量极值,计算渗流的速度快,精确度高。根据数值模拟得出的结果,针对1302工作面开采有威胁的富水区分布位置或突水通道采取预处理措施,可以避免开采时发生突发性涌水事故,合理确定防排水设备能力,确保工作面快速推进,高效安全,具有重要的经济和社会效益。     

旋流器结构对中心分级燃烧室冷态流场的影响

以装有三级旋流器的中心分级燃烧室作为研究对象,利用数值模拟和控制变量的方法分别进行了主燃级旋流器扩张角角度大小、值班级第一级和第二级旋流器叶片安装角角度大小对中心分级燃烧室冷态流场影响的仿真和对比分析。结果表明:当主燃级旋流器扩张角角度为20°,值班级第一级和第二级旋流器叶片安装角角度分别为40°和50°时,中心回流区的形状最好,中心分级燃烧室冷态流场的品质最佳。     

玉米收获机苞叶粉碎风机数值模拟与试验

为了解决玉米联合收获机的苞叶粉碎还田问题,利用ANSYS软件对轴向进风的苞叶粉碎风机进行了数值模拟,并在试验台上进行了验证试验研究。以苞叶粉碎风机的风速、全压、静压和动压为试验指标,对风机叶轮的转速进行了单因素试验。数值模拟结果表明,苞叶粉碎风机转速为1 100、1 400和1 800 r/min三个水平时,风机静压平均值分别为151.75、257.18和379.73 Pa,全压平均值分别为230.09、331.31和454.36 Pa,风速平均值分别为9.51、10.56和11.77 m/s。验证试验结果表明,风机转速为1 100、1 400、1 800 r/min时,出风口风速平均值分别为8.043、9.79和12.643 m/s;出风口动压平均值分别为76.33、103.7和241.5Pa;全压平均值分别为75.83、102.03和214.37 Pa。数值模拟与验证试验结果一致,风机转速三个水平中以风速为试验指标数值模拟结果与验证试验结果近似率分别为84.54%,92.71%,93.12%。     

CFD数值模拟在调节阀中的试验分析

综述了CFD数值模拟在调节阀中的应用,对某一广泛应用的套筒型调节阀应用三维建模软件内部流场建立模型,通过前处理器生成计算网格,应用CFD软件中的k-ε模型进行求解,得到调节阀内部流场的压力和速度的可视化图形。     

基于数值模拟的阶梯水流中行人安全撤离研究(英文)

目的:研究不同形式阶梯水流中被困人员的安全撤离,为地下空间水侵灾害脆弱性评价及防灾避灾提供参考。方法:根据试验结果和数值模型的相关理论构建数值模型,验证数值模拟阶梯水流流场的可靠性和合理性,并基于数值模型的灵活性和可变性,模拟休息平台、阶梯坡度和阶梯形态对水流流场的影响,据此对有无休息平台、不同阶梯坡度和不同阶梯形态下阶梯水流流态、流速分布以及对被困人员的安全撤离的影响进行深入分析。结论:中间休息平台的存在增加了被困人员撤离的风险;阶梯坡度对阶梯上水流的水力特性影响很小;L型阶梯中间休息平台有利于减小平台下游撤离风险,被困人员可以优先选择L型阶梯或者不含休息平台的直线型阶梯撤离。     

旋流器结构对中心分级燃烧室热态流场的影响

以装有三级斜切式径向旋流器的中心分级燃烧室为研究对象,利用数值模拟和控制变量的方法分别进行了值班级第一级旋流器斜切孔角度、值班级第二级旋流器叶片安装角和主燃级旋流器旋流孔角度对中心分级燃烧室热态流场影响的仿真和对比分析。结果表明：当值班级第一级旋流器斜切孔和值班级第二级旋流器叶片安装角角度分别为25°和30°～45°,主燃级旋流器旋流孔角度为45°～60°时,中心回流区的形状最好,中心分级燃烧室热态流场的品质最佳。     

小型垂直轴风力机叶片气动特性模拟与分析

针对NACA4412翼型风力发电机扰流流动特点,建立了二维和三维不可压缩湍流模型,并对基于流体连续性方程和N-S方程及k-ε湍流模型的二维流场进行数值模拟计算。采用多参考系计算（MRF）模型,用FLUENT模拟了流场内翼型截面的受力情况和速度分布情况,得到了NACA4412翼型风机的气动特性。     

板式换热器波纹通道内流动与传热的数学模型及其求解

建立了描述平直波流型板式换热器中流动和传热的数学模型,并进行了数值模拟,得出了波纹板流场与温度场的分布。     

CFD数值模拟课程的教学研究与实践

本文结合CFD数值模拟教学与实践经验,讲述了流体动力学分析的原理和具体的数值模拟方法,并运用流体模拟软件Fluent对某摩托车行驶过程中的流场进行模拟分析。     

吸收塔流场数值模拟分析

以流体力学理论为指导,运用FLUENT6.2软件对喷淋吸收塔的流场进行三维数值模拟,揭示吸收塔内的流场特性。计算结果表明,模型的计算值对优化脱硫吸收塔的设计工作具有指导意义。     

等离子割炬喷嘴热－流耦合分析及优化设计

等离子割炬工作原理复杂,喷嘴在冷却水温度场和流场耦合作用下工作,实物实验难度较大,文章采用CFD软件针对两种割炬喷嘴进行数值模拟,分析在不同冷却水流速度下的温度云图和温度曲线图,确定喷嘴结构,给出建议冷却水流速度。     

考虑气蚀的液力缓速器湍流流动尺度解析模拟（英文）

目的:液力缓速器高速运行时会产生气蚀侵蚀现象,进而对缓速器的缓速制动及平稳运行产生不利影响。本文旨在对液力缓速器的气蚀湍流场进行分析,探究气蚀侵蚀发生的原因,为进一步探究减轻气蚀侵蚀的措施提供理论基础。创新点:1.引入目前先进的尺度解析模拟方法来模拟湍流场,使湍流场数值计算结果更加真实;2.采用气液两相流模型和气蚀模型相结合的方法模拟气蚀现象,并通过流场中的气泡体积来衡量气蚀侵蚀程度。方法:1.采用不同的湍流模型解析液力缓速器四种转速下的湍流场,并通过比较流场结果得出不同湍流模型模拟流场的区别(图3～5和7);2.采用应力混合涡(SBES)模型模拟高转速下的气蚀流场,并提取流场处理结果来分析缓速器内部气泡体积的瞬态演变规律(图8和9);3.提取不同时刻的叶片温度来分析气蚀引起的能量变化(图12和13)。结论:1.在四大湍流模型中,SBES模型模拟湍流场涡旋的能力最强且提取出的制动转矩结果与实验值最接近;2.高转速下的气蚀侵蚀情况严重,流场中出现的气泡体积较大,并且,随着时间推移气泡体积累积对缓速器运行将产生不利影响。3.气蚀流场中出现的气泡会影响缓速器湍流场中的涡旋,并且影响缓速器的叶片温度变化。     

基于ANSYS的竖直型风力发电机叶片建模与仿真

叶片是竖直风力发电机的关键零件,为了确保叶片工作的稳定性,分析叶片结构尤为必要。针对叶片是否会在风力作用下发生破坏,采用3D与2D相结合分析的方式对叶片整体和垂直截面进行分析建模。根据建立的叶片几何模型,利用Fluent软件进行气动力分析,得到叶片上最大风载,并以此为边界条件利用Ansys有限元软件对竖直风机叶片进行静力分析。仿真结果表明,叶片中部变形最大,在叶片连接处易出现应力集中,可为风机叶片的安装与优化提供参考。     

Fluent在棉花异性纤维清除机喷嘴结构设计中的应用

为了提高棉花异性纤维清除机的设计效率,改善对异性纤维的清除性能,文章采用了通用计算流体力学软件Fluent模拟了高速气体喷嘴的流场结构,通过实验测量高速气体喷嘴轴线上的气体速度分布,并与数值计算结果对比,可以发现数值模拟结果与实验结果符合较好,这说明使用FIuent软件进行高速气体喷嘴的结构设计是可行的.     

降低轴流风机噪声的两种方法

本文对轴流风机的噪声源进行了理论和实验分析,对降低风机噪声的方法进行了总结。在此基础上,研究了降低风机噪声的两种新方法——叶片不等距分布方法和叶片穿孔方法。理论分析和实验结果表明,这两种方法为降低轴流风机噪声提供了新的途径。     

车用三元催化转化器流场的数值模拟与结构优化设计

分析了催化转化器内部流场及其结构影响因素,建立了催化转化器内部流场数学模型,应用CFD软件对催化转化器内部流场进行了数值模拟,得到不同结构参数下载体前端面速度和压力分布规律,从而得出比较理想的改进方案。     

涡轮叶片不同截面换热系数计算研究

随着发动机推力与耗油率指标的不断提高,尽可能降低涡轮叶片表面工作温度成为提升发动机性能的关键。通过给定的某型发动机涡轮工作叶片几何模型,建立了相应的二维计算模型,运用ANSYS系列软件进行建模、网格划分,数值模拟了跨音速工况下该型涡轮叶片沿叶高1/4处、1/2处和3/4处三个截面的流动分析以及换热系数分布和努赛尔数分布,分析了叶高变化对叶片壁面换热系数的影响。