基于FLUENT的两种油气分离器分离效率分析

针对某型发动机的2种不同结构的油气分离器,采用FLUENT对流场进行数值模拟.使用RNG k ε模型计算连续相气体,得到油气分离器内部的流场速度分布.使用离散相模型（Discrete Phase Model,DPM）计算液态油滴,追踪离散项的运动轨迹,从而计算得到分离效率.探讨影响油气分离效率的因素,同时进行试验验证.结果可为油气分离器的后续优化设计提供参考.     

车用柴油机颗粒收集器收集特性的仿真分析

研究提高旋风式分离器优化效率问题,通过深入分析旋风式分离器的工作原理,设计了一款能有效降低柴油机颗粒排放的旋风式颗粒分离器。利用CFD软件对设计的旋风式分离器针对不同直径的柴油机排放颗粒的内部流场进行了仿真计算,研究旋风式分离器出口处的流场分布情况以及柴油机尾气颗粒直径的变化对压降和收集效率的影响关系,研究表明颗粒直径的变化对压降的影响很小,对收集效率影响较大。通过数值仿真,为设计旋风式分离器优化匹配柴油机提供了参考。     

旋风分离器减阻杆减阻的数值研究

文中首次利用数值方法对旋风分离器进行了减阻杆减阻的研究。应用CFD计算流体力学软件FLUENT，对某种型号的Stairmand高效型旋风分离器的三维有旋流场速度和压力进行了数值模拟，计算了减阻杆的减阻效率。流场和减阻效率的数值结果与实验数据吻合较好，证明对旋风分离器减阻杆减阻研究时所采用的网格划分方法、RSM湍流模型和边界条件是可靠的，为数字设计高效率的减阻杆提供了简便可靠的办法。     

基于结构网格的高超声速流动大规模并行数值模拟研究

本文采用MPI消息传递模式自主开发出适用于高超声速流动数值模拟的并行计算软件,该软件以三维Navier-Stokes方程为基本控制方程来求解层流问题,应用基于结构网格的有限体积法对计算域进行离散,采用AUSMPW+格式求解对流通量,利用MUSCL插值方法获得高阶精度,时间格式上采用LU-SGS方法进行时间迭代以加快求解定常流动的收敛过程。在高性能计算机上针对不同高超声速流动进行大规模并行计算的结果表明,所开发的CFD并行计算软件具有较高的并行计算效率,为高超声速飞行器气动力/热的准确预测提供了高效工具。     

燃用超低热值煤泥CFB锅炉U型分离器数值模拟研究

以超低热值煤泥为主要燃料的循环流化床锅炉燃烧时,会产生大量飞灰,不合理的U型惯性分离器结构和气动力学参数选择或造成分离后的粗灰集聚于U型惯性分离器底部,使得返料通道堵灰以及结焦问题高频发生；或导致该分离器分离效果低下,增加后级旋风分离器的负担,造成锅炉除尘效率降低。为了提高U型分离器的分离效果,采用计算流体力学FLUENT软件,建立对应的气固两相流模型,颗粒相采用拉格朗日方法,选择相间耦合随机轨道模型,气相湍流模型选择κ-ε模型,模拟了不同挡板深度以及不同质量流量对U型分离器分离效果的影响,并计算出不同挡板深度和不同质量流量时U型分离器的分离效率。计算结果表明,所用方法较好的模拟了U型分离器内固体颗粒的运动状态,颗粒的分离效率并不是随挡板深度或质量流量的增加而增加,而是在一定范围内变化。研究结果在一定程度上对U型分离器的结构优化提供了依据。     

基于Simulation CFD平台四角切圆燃烧锅炉冷态空气动力场的仿真研究

采用基于CAD的新型计算流体力学软件Simulation CFD,对350MW切圆燃烧锅炉炉内的冷态空气动力场进行了数值模拟研究,分析结果表明,该方法不仅可以方便直观地立体三维显示炉膛内气流的流动情况,而且相比其它传统的计算流体软件如Fluent,Simulation CFD对计算机的要求低,计算速度快,能在较短的时间内完成锅炉炉内流动状态数值模拟,有利于实现锅炉炉内流动问题的快速诊断,为开发基于Simulation CFD平台锅炉在线监测系统奠定了基础。     

基于FLUENT的气液分离器内流场仿真研究

基于计算流体动力学(CFD)方法,应用流体仿真软件FLUENT对两种气液分离装置内部流场进行仿真研究,得到分离器内部流场速度分布规律和相分布规律,发现合理改变排气通道的直径,可以提高分离效率。同时分析比较了流场模拟结果,发现排气通道直径改变处存在涡流。     

新型气液旋流分离器的模拟研究

为了分离气液喷射反应器的产物,开发了一种新型气液旋流分离器。分别采用Muschelknautz模型、改进的Muschelknautz模型和计算流体力学(CFD)离散相模型对新型气液旋流分离器进行了模拟计算,对新型气液旋流分离器的压力场、分离效率、液滴运行轨迹进行了考察。结果表明:相对于传统Muschelknautz模型,改进的Muschelknautz模型与CFD的模拟结果更为接近,能更加准确地对旋流分离器的分离性能和压降进行预测:在设计条件下,液滴直径越小,颗粒在旋流分离器中的运动轨迹就越紊乱,>3μm的液滴颗粒的分离效率超过80%:颗粒的入口位置会影响颗粒的运动轨迹。     

基于Fluent的油水分离器数值模拟分析

根据油水处理量的要求对重力式油水分离器进行简单的结构设计,运用刚盖假定方法,建立带有自由表面的重力式油水分离器内部流场的计算模型。然后运用Gambit对模型进行网格划分,采用两相流的混合湍流模型,利用Fluent软件对重力式油水分离器内部流场进行数值模拟。并详细地分析比较了三种常见的入口构件对重力式分离器内部流场流动特性的影响,从而对入口构件做出优选。     

针栓式变推力火箭发动机内流场数值仿真研究

发动机推力室的工作过程直接影响到发动机的性能,在设计过程中,从理论上分析推力室内的燃烧流动过程具有非常重要.通过数值仿真,可以大大缩短发动机的研制和改进设计周期,减少研制经费.针对自燃推进剂针栓式变推力液体火箭发动机燃烧与流动的特点,借助CFD计算软件FLUENT,采用标准k-ε湍流模型及有限速率化学反应模型,对采用针栓式喷注器的变推力液体火箭发动机的推力室喷雾燃烧过程进行了数值仿真.计算结果得到了压强分布,温度分布,牛成物的摩尔分数分布,粒子轨迹分布、流强、混合比分布以及流动码赫数分布等,并对流场结构和影响发动机性能的喷注器参数进行了分析.数值计算结果可为变推力发动机喷注器和推力室的设计和优化提供参考.     

旋风除尘器流场仿真分析

为分析旋风除尘器的速度场和分离效率,通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法研究典型的旋风除尘器的强旋流场.用ANSYS Workbench提供的Geometry和Mesh软件进行三维几何建模和非结构网格划分,以高炉煤气的除尘为例进行流场仿真.湍流模拟采用雷诺应力模型,分离效率预测采用基于拉格朗日方法的离散相模型(Discrete Phase Model,DPM).通过分析压力场和速度场的分布,得到旋风除尘器中的内、外旋流结构;该结构并非完全稳定,涡轴存在一定的摆动.仿真结果表明选用的旋风除尘器模型对高炉煤气有良好的除尘效率.     

Experimental and numerical modeling of the gas atomization nozzle for gas flow behavior

Gas atomization is a widely used process for manufacturing of fine metal- and alloy-powder. To ensure a stable process with high yields of metal powder, the negative pressure at the melt delivery tube tip base and no flow separation conditions are necessary for a good atomization process. An important feature of these jets is that flow separation may occur over the outer surface of the liquid delivery tube for some conditions. Flow separation cause solidification and accumulation of metal, leading to a shape alteration of the liquid delivery tube in gas atomization process. Using computational fluid dynamics (CFD) software, a parametric study was conducted to determine the effects of atomizing gas pressure on the melt delivery tube tip base pressure and flow separation. Atomization gas pressures of 1.0, 1.3, 1.7, 2.2, and 2.7 MPa were used in the CFD model to initialize the pressure in gas inlet. CFD simulations were performed and the modeling results were compared with experimental data. These results showed that the CFD modeling can be used for the estimation of the melt tip base pressure of the nozzle. It is found that the flow separation formation is strongly dependent on the atomizing gas pressure.     

环己烷氧化环流反应器的数值模拟

本文针对环己烷空气氧化反应器的工艺条件,运用计算流体力学原理及CFD软件CFX5．6／5．7对工业生产实际中该环流反应器进行了数值模拟。考察了反应器内的流体流动情况及进气量对反应器整体气含率和表观液速的影响,并从流体力学原理的角度阐述了产生这种现象的原因。对指导工厂生产扩产、生产工艺的优化和新型环流反应器的开发等具有积极的意义。     

基于Fluent的动态旋流器流场计算机模拟仿真

Fluent软件是一款集流场、热传质、燃烧以及化学反应于一体的商业CFD 软件. 针对动态旋流器流场的复杂多变性, 以Total型动态旋流分离器为例, 在Gambit软件中简化并建立了物理模型, 通过fluent软件对其速度场进行计算机模拟仿真, 得出了柱坐标系统下, 切向速度、轴向速度和径向速度三个速度分量云图, 通过研究发现, 基于Fluent的动态旋流器流场计算机模拟仿真可以有效地解决复杂流动问题, 为动态旋流器工艺设计和性能优化提供可靠的依据, 且节省开发费用, 缩短设计周期.     

基于CFD的46 000 t油船型线优化设计

为适应国际海事组织船舶能效设计指数对绿色船舶的要求,以46 000 t油船为例,采用CAD软件FRIENDSHIP对船舶进行参数化建模,同时集成CFD软件Shipflow,搭建船型优化平台,实现参数化船型自动生成、性能计算及优化,获得阻力性能较好的船型。研究结果表明：所采用的46 000 t油船型线优化方法具有可行性,可为46 000 t油船型线设计提供参考。该研究方法可实现仿真驱动设计,对缩短设计周期具有重要意义。     

气体膜分离数学模型建立及软件开发

气体膜分离是气体分离领域的新型分离技术,气体膜分离过程的设计数学模型建立及通用设计软件开发是工业应用的重要环节。考虑了原料气气质特点、丝内压降和浓差极化等影响建立气体中空纤维膜分离微分数学模型用于多组分分离的设计和较核计算,运用LabVIEW软件开发了气体膜分离计算软件。运行结果与文献中实验结果近似,可以方便准确地设计各种中空纤维式气体膜分离的校核,为气体膜分离的室内试验提供参考,为工业化应用奠定基础。     

面向NOx脱除率优化的烟气脱硝CFD仿真研究

烟气脱硝的技术关键是还原剂与烟气混合要尽可能均匀,混合气体通过催化剂层时速度分布要尽可能均匀.以600 MW超临界燃煤火力电站烟气脱硝(DeNOx)系统为对象,对还原剂氨和烟气的混合过程进行了计算流体力学仿真,研究了关键导流板对喷氨格栅前烟气速度分布和催化剂入口处烟气速度分布的影响,并确定其尺寸及安装位置.为提高催化剂入口氨浓度分布的均匀性,根据喷氨格栅处烟道截面速度分布特点,通过仿真寻优,得到了非均匀喷氨流量设定值.     

FLUENT及其在飞机绕流流场并行计算中的应用

商用CFD软件可以高效率地求解数值模拟问题,从设计思想、软件结构、适用范围三方面对FLUENT软件作全面地介绍,并将其运用到飞机绕流流场的数值模拟及并行计算中,最终得到了飞机的各项气动力参数。     

Helmholtz共振腔气动噪声数值仿真

为探究出一套完整、准确的气动噪声仿真方法,用FLUENT和Actran仿真Helmholtz共振腔旁接管道系统模型.针对流场仿真,采用六面体网格建模,分析选择合适的网格密度,明确网格及边界条件的影响,以获得准确的声源信息;运用Lighthill声类比方法对声场进行仿真,采用数值计算、传声损失仿真和气动噪声仿真计算等3种方法提取管道内部场点声压级频谱曲线,分析曲线峰值频率特征,包括共振频率分析和声模态分析等.采用CFD软件与声学仿真软件相结合的方法,可以有效进行流场和声场的仿真.