低比转速离心泵内部流场数值模拟

采用三维定常雷诺时均Navier-Stokes方程和Spalart—Allmaras湍流模型,对复合叶轮离心泵内部三维流场进行整机定常数值模拟,得到了复合叶轮离心泵内部流场的速度分布和压力分布。分析在不同流量点下复合叶轮和蜗壳内部流场,揭示离心泵内部的重要流动特征,证实了过流部件间相互作用引起的离心泵内部流场的不对称性。数值模拟结果表明,复合叶轮离心泵的整机数值模拟分析能够较准确地预测出离心泵内部的流场结构及性能参数。     

带有阶梯叶轮出口的双参数输出压气机设计

为了解决平原汽车在高原行驶时功率下降问题,提出了一种用于恢复高原柴油机功率的燃气涡轮辅助增压系统,该系统由燃烧室、压气机、涡轮、点火装置、喷油器、控制系统等辅助装置组成,燃气涡轮辅助增压系统的压气机要分别对燃烧室和原车柴油发动机供气,需要两种不同压比的空气。为满足上述要求设计了一种带有阶梯型叶轮和准流线型分隔式扩压器的压气机;并以某柴油机为例进行了计算分析,得到了初步的设计参数和工作参数;设计出切割前的高压比叶轮,对高压叶轮内部流场进行数值模拟计算,得到相应气动参数;通过计算结果分析叶轮出口流量分布和速度分布确定阶梯型叶轮出口参数和准流线型分隔板的形状,设计出准流线型阶梯叶轮。     

轴流泵端壁区域流动三维粘性数值计算

本文作者采用通用流场分析软件FLUENT,基于N-S方程,选用RNG k-ε湍流模型与SIMPLEC算法,对轴流泵叶轮内部(及端壁间隙)流动进行了三维粘性数值计算.通过实验验证,表明数值计算结果和实测数据吻合较好.详细分析了叶顶附近流场形态以及叶轮出口轴向、周向速度分布,进行了性能预估.并给出了实验装置图.     

长短交错叶片对离心泵空蚀特性的影响

为了改善离心泵的抗空蚀性能,本文建立3种不同叶片进口形状的叶轮模型。利用数值模拟方法对不同工况下的3种叶轮叶片形状下的离心泵在不同空化余量时内部流动规律进行了研究,分析不同工况下离心泵内部流场特性及空化特性、以及不同空化余量下3种叶片叶轮内的空蚀特性。结果表明:长叶片离心泵最容易发生空化产生空蚀损伤;短叶片和长短交错叶片离心泵较宽的叶轮进口喉部面积改善了泵在叶轮进口处的吸入性能,具有最佳的抗空蚀性能,空蚀损伤区域面积和空蚀强度有显著的减小。由于叶型的不同,短叶片叶轮的扬程与效率有明显的下降,往往达不到设计所需求的扬程和效率。综合比较下,长短交错叶片在不影响离心泵扬程和效率的前提下具有最佳的抗空化效果,有效地改善了离心泵的空蚀性能。     

轴流泵端壁区域流动三维粘性数值计算

本文作者采用通用流场分析软件FLUENT，基于N-S方程，选用RNG k-ε湍流模型与SIMPLEC算法，对轴流泵叶轮内部(及端壁间隙)流动进行了三维粘性数值计算。通过实验验证，表明数值计算结果和实测数据吻合较好。详细分析了叶顶附近流场形态以及叶轮出口轴向、周向速度分布，进行了性能预估。并给出了实验装置图。     

进口肋条对离心泵定常流动影响的数值研究

为研究进口肋条对离心泵内部定常流动特性的影响,采用Fluent软件三维雷诺平均Navier-Stokes方程和k-epsilon湍流模型,对进口肋条对离心泵内部流动影响进行了定常数值模拟。对比分析了有、无进口肋条情况下不同流量点离心泵叶轮进口和叶轮中截面内部流场分布,揭示了肋条对离心泵的内部流动及水力特性的影响。数值模拟结果表明:进口肋条的加装对小流量点下离心泵内部流场的流动状态有明显的改善,提高了小流量工况下离心泵的扬程,拓宽了离心泵的高效运行区。     

基于内部流场分析的小型轴流风扇结构优化

采用孤立叶型设计法、CFD技术、遗传算法等理论,运用自编软件对某一轴流风扇轮毂比参数进行结构优化设计,优化目标为风扇流量。对比分析优化前后风扇内部流场,如风扇的静特性、叶片表面静压分布、子午面涡量分布等信息。由此验证优化方法的可行性．,并总结轮毂比参数对此风扇性能的影响。结果表明：优化后风扇叶片和轮毂表面减小了因涡流带来的能量损失,但叶顶间隙处的涡流增大,能量损失略有增大;在不同流量下,优化后风扇静压有不同程度的提高;优化后风扇的出口速度均比优化前大幅提高;风扇在额定工况下性能、静特性及内部流场都得到了很好的改善。     

非设计工况下离心泵叶轮改造与流场分析

针对石油化工行业多数离心泵处于非设计工况下工作的现状,提出了通过改变叶轮外径和叶片包角重新设计叶轮的方法来提高离心泵的效率,并用Fluent软件对叶轮内部流场进行模拟分析,得到了叶轮流场速度和压力由吸入口到排出口逐渐增加,分布均匀,没有突变的规律。     

旋转喷射泵叶轮内部流动的研究

作者介绍了通过计算出叶轮的理论扬程 ,采用软件GAMBIT里建立的旋喷泵叶轮流道模型 ,对其应用流场分析软件FLUENT ,基于N S方程 ,利用Standard湍流模型以及SIMPLEC算法 ,对旋喷泵叶轮内部流动进行了一些研究。并分析了叶轮内部流道的流动规律     

叶片周向弯曲对小型轴流风扇静特性及内部流动特征的影响

对带有周向弯曲叶片的小型轴流风扇的内部流场进行三维数值模拟研究;对原型风扇的静特性进行实验研究验证数值模拟的可靠性;保持其他几何参数不变,沿周向对原型风扇前弯5°以及后弯5°,对设计工况下径向叶片以及周向弯曲叶片风扇的子午面内的流线图、不同叶高处风扇回转面内的静压分布以及叶片下游的速度场进行分析,研究周向弯曲角度对小型轴流风扇静特性及内部流场的影响。研究结果表明:前弯5°和后弯5°风扇的静压在设计工况点较原型风扇分别提高了8.84%、2.54%;相比于后弯5°风扇,前弯5°风扇可以有效地减少泄露流,降低泄露损失;与原型和后弯5°风扇相比,在叶片尾缘下游15mm处,前弯5°风扇的轴向速度有明显的提高。     

成熟玉米果穗脱皮装置的研究

为了提高玉米果穗苞叶脱皮环节的苞叶脱净率,通过脱皮辊作业时果穗的受力分析,解析了果穗与苞叶被分离以及果穗未被拧取的作业条件,建模并进行数理分析。结果表明：分离辊拽拉玉米苞叶作用力大于拽拉玉米苞叶所需作用力或拧取角减小到最佳值n满足上述两个基本条件时,本研究装置苞叶脱净率可达97%。     

二维流场激光成像测量方法

介绍了利用激光、CCD图像传感器、计算机图像处理技术实现二维流场成像测量的方法与测量系统.运用相关估计和粒子运动轨迹跟踪的理论,提出对流场信号分析、处理和重建的方法.实验结果表明,激光CCD二维流场测量方法具有与流场无接触、无扰动、直观准确、方便快捷的优点,不失为一种十分有效的流场测量手段.     

基于谷物脱粒中自由籽粒的运动轨迹与速度的拟合分析

以螺旋叶片、刀齿组合式轴流脱粒与分离装置为研究对象,利用Matlab画图分析了稻谷脱粒后籽粒的运动轨迹与速度,通过使用Matlab画出的轨迹与速度图与以往的使用Excel画法画出的图进行了对比分析,结果显示Matlab画出来的图在精确度、清晰度等方面要好于Excel画法。     

一种新型的垂直轴风力机聚风装置

为了提高垂直轴风力机的功率系数,设计一种能将任意方向的自然水平风转变成沿环形顺时针流动的风的环形聚风装置。分析了该装置将自然风转变为环形流时风的流场。计算有效进风面积,推导了半圆柱形叶片风轮和对称翼型的功率系数公式。研究表明,在不计装置对风的加速作用和忽略轮毂半径的情况下,半圆柱形叶片风轮功率系数最大值35.6%;在给定条件下对称翼型NACA0012的功率系数最高为41.5%;装置用于H型风力机,使得风力机具有确定的攻角及良好的启动性能。     

并联型谐波抑制及功率因数校正电源

用在交流侧并联补偿电源的方法，消除整流二极管加电容滤波电源电路中的电流谐波，提高电源交流侧的功率因数．用电压提升电路作为补偿电源，在补偿电源中用脉宽调制(PWM)和电流闭环的方法，实现电流跟踪，使流入补偿电源的电流按给定的波形变化，使流入组合电源的总电流恢复成正弦波形，同时也使电源的功率因数近似为1。     

弹尾翼稳定装置的气体动力学分析

以尾翼稳定装置的弹丸在发射时尾翼结构发生变形和破坏导致机械故障为背景,在FLUENT软件平台下,建立前张后折式尾翼稳定装置的某155mm炮弹经过炮口制退器的三维动网格计算模型,对尾翼装置在膛口流场中所受的气体动力学载荷进行分析。数值模拟的结果反映了尾翼装置在带膛口装置流场中受到的气体动力学载荷的分布特征及大小。计算得到的结果与试验所测的结果吻合较好,表明数值计算方法合理可行。数值模拟的结果为尾翼装置在设计过程中确定气体动力学载荷和效应的大小,以及研究降低载荷的方法提供了理论依据。     

电渣重熔过程渣池流场数值模拟

采用商业软件ANSYS和FLUENT建立了电渣重熔过程渣池流场数学模型,分析了电渣重熔过程电磁力和热浮力共同作用下渣池流动行为,以及典型电渣重熔工艺参数（电极形貌、插入深度、填充比和电流强度）对电渣重熔过程渣池内流场的影响规律．结果表明：电磁力有利于渣池内产生逆时针涡流,浮力有利于渣池产生顺时针涡流．电极端部形貌对渣池流动影响较大,当电渣重熔电流均为5000A,频率为50Hz时,平头电极所在渣池内同时存在逆时针涡流和顺时针涡流,锥形电极所在渣池内只存在逆时针涡流．电极填充比和电流都对渣池内流动行为影响较大,减小电极填充比和增大电流强度都会使渣池内逆时针涡流增加．     

有水气井井下垫片携液实验设计研究

当气井产气速度低于连续携液的临界速度时就会产生积液，积液能引起气井的过早衰竭。研究采用一种称为垫片的井下装置，在安装垫片的情况下进行实验管线中的携液研究，并在多种不同实验条件（改变垫片形状，垫片数量，气量，水量等）下开展实验。实验结果表明，垫片能够提高气井携液能力。     

非对称突扩通道流动特性的数值模拟

针对非对称突扩通道的流动,建立了平面二维不可压稳态层流数学模型,采用守恒性能高的有限体积法对控制方程进行离散,并选用绝对稳定的混合格式,利用交错网格下的SIMPLE算法进行流场数值计算,得到了回流区形态的变化规律.研究表明,非对称突扩通道流动受雷诺数和几何形状的影响.     

基于DEM-CFD耦合的气吸式排种器仿真研究

为提高大白菜等小粒径精密播种机的机械化水平,设计了一种小粒径气吸式排种器.首先利用JPS-12排种器性能检测试验台对排种器进行测试,得到不同参数组合下的性能指标与最优参数组合.然后使用计算流体力学方法（CFD）,借助FLUENT软件分析了吸种器内部流场的分布,得到了吸种器内部压力分布云图和吸种孔截面云图.最后基于离散元法（DEM）建立大白菜种子颗粒模型,对排种器仿真模型进行简化和网格划分,完成了小粒径气吸式排种器DEM-CFD耦合仿真实验.对比台架与仿真试验结果,得出如下的结论：当排种盘转速为20 r/min,真空度为2.2 kPa时,排种性能最佳.