旋转喷头喷射外流场计算流体力学仿真分析

介绍了计算流体力学(CFD)仿真的原理、方法和步骤;通过CFD仿真软件Fluent对旋转喷头射流喷射外流场进行仿真分析,得到了旋转喷头射流外流场的射流形态、速度与气液两相分布等微观信息,从而获得旋转喷头打击分布规律,为进一步开展旋转喷头喷射性能的试验研究提供了参考数据.     

管壳式换热器数值模拟的并行计算技术研究

利用并行计算原理,在FLUENT软件中对GAMBIT建模的管壳式换热器进行了数值模拟.通过对3种组合计算平台所消耗的机时进行比较,得到并行加速比和并行效率的规律,为复杂的管壳式换热器壳程设计的工程仿真和优化提供了一种新的处理方法.     

燃料电池电动轿车样车的改进设计和仿真分析

主要介绍针对LN2000燃料电池电动轿车的改进设计方案及基于有关试验数据的仿真分析结果,原有开发的燃料电池电动轿车,在电机电控系统、燃料电池发动机系统和整车控制策略以及安全考虑方面还都有一定的欠缺。本文介绍的燃料电池电动轿车样车方案在上述提及的有关方面都进行了较大的完善,其中包括电池及能量管理系统的匹配设计、电池及控制器的选择、动力总成系统的设计(设计了一种电动轿车用两档行星变速装置,并选用交流电机电控系统,大大改善了燃料电池电动轿车的动力性能和使用经济性)、燃料电池发动机及辅助系统的设计(采用空气压缩机和高集成FCE系统)和整车控制策略分析,这使得完善后的燃料电池电动轿车在系统性能、控制优化和安全控制等方面都有了一定程度的改进。本文详细介绍了上述方案及基于试验数据的详细的设计计算和仿真分析结果。     

一种用于设计电加热滚塑工艺的传热计算方法

首先针对一个空模具以及生产4种不同厚度的氢气瓶内胆的电加热滚塑工艺,通过实验分别测量了模具表面和模内的温度、加热时间和耗电量,并据此计算了在这5种情形下的加热效率和放大系数。然后提出了一种用于设计电加热滚塑工艺的计算方法。即在模具的材料和质量、模内粉料的物性和质量、工艺参数确定后,先计算出有效热能,接着根据放大系数初步估算出在加热阶段电热丝需发出的热能,并由此得出满负荷的加热功率和电热丝的长度。然后利用static bed模型通过FLUENT软件仿真计算出加热时间和电热丝实际需发出的热能。以一个中空立方形的塑料制品的电加热滚塑工艺为例说明了该方法的应用步骤,并研究了满负荷的加热功率和模具材料对加热效率、加热时间和电热丝实际需发出的热能的影响。结果表明,加热效率随氢气瓶内胆厚度的增加而下降,加热时间随着满负荷功率的增大而减少的速率变得越来越慢。采用钢制模具的加热时间比采用铝制模具更长,电热丝也需发出更多的热能。     

人工势场法和蚁群算法在轨迹规划上的比较

本文基于静态环境信息,介绍了人工势场法和蚁群算法这两种在机器人路径规划中有效进化算法,并基于 MATLAB 平台的仿真结果,对比了两种算法的可行性和有效性。在简单的环境中人工势场法根据优势,解算快,占用计算资源少,计算效率高;而蚁群算法更适用于复杂的环境,通过迭代可以求得最优解,需要较多的计算资源。     

连续液相碎化过程数值模拟研究

针对目前雾化研究尚未有能够模拟从入口连续相到雾化场全过程的数值模拟方法的现状,提出了一种全流场的液相雾化破碎数值模拟方法。该方法基于最大不稳定波增长率破碎理论,在喷雾头出口位置构建液膜初级破碎模型-PBM,链接VOF和DPM模型,从而形成全流场的数值模拟方法。本文使用VOF+PBM+DPM模型,基于FLUENT求解器,对一种旋流式大型喷雾头进行了数值模拟。全流场模型计算得到的喷雾场流量密度分布与实验结果进行比较,两者符合较好,表明了该模型计算雾化全过程的有效性。     

基于FLUENT的有杆泵抽油流场数值研究

针对抽油泵上冲程流体进泵的全过程,在得出柱塞实际运动规律的情况下,根据国家标准建立抽油泵的几何模型,并进行网格划分和边界条件指定,结合动网格技术和 UDF 编程,应用计算流体动力学软件FLUENT对流体进泵的过程进行仿真和数值模拟,实现了柱塞运动和固定阀球运动与流场计算域的同步求解。得到不同时刻泵内流场的分布状况、泵内压力随时间变化规律和固定阀球的运动特性曲线。数值模拟的结果为抽油泵流道设计和工况研究提供了相关参考依据。     

轴流式搅拌桨搅拌槽内混合时间的数值模拟

利用计算流体力学软件FLUENT 6.0程序计算了单层CBY搅拌槽内流体混合过程的速度场和浓度场,讨论了加料点位置和监测点位置对混合时间的影响。结果表明,拌槽内物料的混合过程主要由槽内的流体流动所控制;混合时间与加料点位置有关,在桨叶附近区域加料时混合时间比在液体表面加料时的混合时间短,应尽量在搅拌反应器的桨叶尖端处加料;不同的监测点位置对混合时间有很大的影响,在靠近槽底部进行监测所得到的混合时间最短。     

醋酸生产的仿真研究(Ⅲ)--分离系统的仿真

在MATLAB的SIMULINK环境中对醋酸生产的分离系统进行动态仿真。建立醋酸蒸发器的数学模型，根据实际流程并结合数学模型建立相应的SIMULINK方框图，进行实际生产的动态仿真；建立精馏塔的通用动态数学模型，在SIMULINK中以S-函数的方式进行实现，相平衡计算采用严格的热力学模型，针对醋酸分离流程中的低沸点塔按两种开工情况进行仿真。     

双金属复合翅片管三维流动与传热数值模拟

以双金属复合翅片管为研究对象,采用计算流体力学的分析方法,建立了合理简化的数学模型,利用大型商业应用CFD软件FLUENT6.1.22,根据周期性流动的特点模拟了一个周期的翅片管及管外流体的流动和传热特性,得到了温度场、压力场、速度矢量等直观信息,并对结果进行了讨论,为强化换热管的开发研究和结构优化提供了理论依据.     

FLUENT技术在工业管道设计中的应用

运用FLUENT流体动力学仿真软件对改进的三通管道进行了湍流模拟，得出了管中流场的压力场及速度场的分布图，计算结果验证了设计的合理性，可有效地避免回流现象，为工业管道设计与加工提供了科学依据，结果表明这种三通可以有效优化流场。     

多元精馏过程的非平衡级动态模型

提出了-种通用的多元精馏过程非平衡级动态模型。模型中采用传质、传热速率方程表征实际塔板上的传递过程,避免了级效率的计算。通过引入“分离效率函数”提出一种简洁适用的仿真模型和求解算法,分析了速率模型与“平衡级一级效率”模型之间的内在联系。在两个工业精馏塔上进行了仿真计算和实验检验,结果表明,非平衡级动态模型能够准确预测实际塔板上的动态行为。     

基于FLUENT软件的T型三通管湍流数值模拟

基于标准κ-ε湍流模型,对三通管内流体交汇处的流动与传热,利用FLUENT软件进行了数值模拟.在该过程中,计算不同的流体参数和管路结构情况下的三通管内流体的速度场、压力场、温度场和湍动能等.计算结果与实际情况相符,得到了有参考价值的结论.     

整车操纵性能仿真客观评价体系研究

根据整车评价的实际工况确定科学的六分力试验方法，建立轮胎的PAC2002模型；根据整车悬架的运动学与动力学试验数据、转向系统试验数据，在Carsim软件中建立某品牌SUV整车模型；根据GB/T 6323—2014和主观评价试验项目建立仿真流程，选取关键的客观评价指标并与主观评价结果对比，建立整车操纵性能仿真客观评价体系。结果表明仿真结果与主观评价结果有很好的一致性。     

在加热阶段滚塑模具内表面传热系数的两种研究方法

提出了获得电加热滚塑模具内表面传热系数的两种研究方法，这两种方法适用于模内粉料开始熔融前的加热阶段。第一种方法是首先在4种情形下测量该滚塑模具的外表面温度和模内温度，然后根据能量守恒原理建立一个传热模型，并通过该模型将这些实测的温度值转换为在这4种情形下模具的内表面传热系数。第二种方法是将实际的滚塑模具等效地简化为一个二维圆筒，将模内空气当成主相流体，粉料当成第二相流体，通过FLUENT软件的多相流模块中的Mixture模型进行仿真计算以得到模具内表面的传热系数。结果表明，这两种方法所得的结果在其中的3种情形下都吻合得很好。随着模内粉料的体积百分比的增加，模具的内表面传热系数先是快速增大，然后增大的速率变慢，在达到最大值61.2 W/（m²·K）后开始减小。当粉料的体积百分比不在58 %~74 %的范围内，由第二种方法仿真所得的模具内表面传热系数的相对误差不超过10 %。     

两相流管线压力降计算方法的介绍

由于气-液两相流的流动过程十分复杂,工程设计中大多只能依靠观察和测量建立起来的经验关联式、半经验式来进行管线压力降计算,而不同的计算方式所得到的压力降结果相差很大。为了更好的指导工程设计,文中分析了公式计算和AspenPlus流程模拟两种压降计算方法,总结出了一种更贴合工程实际的两相流管线压降的计算方法。     

辊道窑烧成带火焰空间的三维数值模拟

采用FLUENT软件对辊道窑烧成带速度场和温度场进行数值模拟,并对其两种不同烧嘴布置的燃烧工况进行了研究。     

基于FLUENT对油气分离器结构进行优化

通过FLUENT软件对本油气分离器结构进行动态模拟仿真,分别模拟不同进口速度对分离效率的影响;通过对仿真数据即油气分离效率进行分析,从而得出进口的最佳速度,使得油气分离器的效率得到提升。     

干式工艺螺杆压缩机工作过程仿真研究

针对传统的计算方法无法对螺杆压缩机的实际工作过程进行准确描述的问题,建立了基于MATLAB平台的仿真计算模型,以齿间容积为研究对象,对干式工艺螺杆压缩机吸气、压缩和排气过程进行了详细的分析,并在此基础上对压缩机的主要性能参数进行了仿真计算。为了验证仿真模型的可靠性,利用无油工艺螺杆压缩机性能测试平台,测量了吸气量、轴功率等重要性能参数,与仿真结果吻合良好,两者相对误差分别小于3%和4%。     

以最小催化剂用量为目标的二氧化硫转化器的优化设计

以通用最佳设计条件式为基础,在计算机上进行了SO_2转化器的优化设计。计算实例包括一转一吸、(3+1)两转两吸、(2+2)两转两吸三种流程的转化器。