ANSYS的CFD功能在离心泵设计中的应用

利用ANSYS软件的FLOTRAN CFD功能，对离心泵叶轮三元流动进行计算分析，预测叶轮性能。当叶轮水力设计完成后，指定某些工况，给定相应的边界条件，对叶轮进行CFD计算，计算出叶轮中的压力和流速分布，得出其进出口压差与流量、流量与叶轮计算扬程的关系曲线，为改进叶轮的设计提供可靠依据。．     

空气静压轴承孔型节流器的CFD研究

应用计算流体力学CFD软件,建立了空气静压轴承孔型节流器的流体边界模型,根据雷诺方程运用等温条件下的κ-ε湍流模型,给定合适的初始值和边界条件,计算得到了孔型节流器的速度场及压强场的分布,分析了节流孔直径对速度和压强的影响.     

水力机械叶片强度有限元分析

本文提出了一种计算法并据此开发出程序，实现了水动力(CFD；又称“计算流体动力学”)计算软件与有限元(FEM)分析软件的数据接口，使得可以方便地依据CFD计算所得的流体压力进行水力机械叶片的强度计算。本文以某轴流泵叶轮为例，对其力学模型进行加载受力分析，得出应力分布规律、最大位移和最大应力及其产生位置，从而对叶轮进行强度校核，为设计方案的确定提供了重要依据。     

基于CFD的商用航空发动机齿轮泵浮动侧板设计技术研究

齿轮泵浮动侧板用于保证齿轮泵长期工作下的容积效率保持不变。浮动侧板设计的关键在于表面压力及其力矩的计算,若计算不准确将导致浮动侧板磨损,从而导致齿轮泵容积效率低。长期以来,表面压力及其力矩的计算以经验为主。随着齿轮泵出口压力的不断提高,这种经验计算带来的误差已无法满足设计需要。利用专业泵阀CFD仿真软件对齿轮泵齿槽平均压力分布、浮动侧板表面压力分布等进行了CFD分析,并利用分析结果建立了浮动侧板表面压力及其力矩的计算公式。经验证,该计算公式计算结果能够满足工程应用的需求。     

堆浸铀钼矿料仓加热过程数值模拟分析研究

铀钼矿石在粉碎、拌酸后需要在料仓中加热至85℃,以便提高铀钼金属元素的浸出效率和回收率。对堆浸铀钼矿加热系统进行研究,利用ANSYS Workbench中的design modeler建立三维模型,并用ICEM CFD软件对其进行网格划分,在计算流体动力学软件FLUENT中采用多孔介质模型对矿石颗粒加热过程中的温度场均匀性和速度场分布进行非稳态数值模拟,分析了料仓中温度上升过程和分布情况。     

梅钢1420平整机组湿平整过程喷淋流场的计算

运用计算流体动力学(CFD)的大型商用软件Fluent对平整液喷射流场进行数值计算和分析。主要计算和分析了在喷射梁上的两个喷嘴与喷射梁垂直和呈一定角度时的速度场、压力场分布情况,对设计喷射梁和理解喷淋流场具有实际意义。     

某发动机机体热机疲劳及缸孔变形分析

建立有限元前处理网格模型,定义模型边界、加载载荷等。建立Boost热力学模型,为CFD进行燃烧分析提供流量及压力边界。通过CFD计算水套的温度、燃烧式的气体温度及热交换系数,为缸体、缸套、缸盖等提供温度场映射边界条件。使用Abaqus计算零件的温度场和螺栓预紧力、爆发压力工况,进行无温度加载和热固耦合计算。     

基于CFD方法的旁支型消声器性能分析

基于计算流体力学方法,综合考虑声学和流体动力学特性,对旁支型消声器进行性能分析。运用一维CFD软件GT-power计算了两种旁支型消声器具有不同插入长度时的传递损失,并对其结果进行了对比分析;利用三维CFD软件FLUENT对其流场特性进行数值模拟,计算得到了各模型的压力损失曲线,并对其影响因素进行了分析,仿真还得到了消声器腔内流速和湍动能的分布,进一步分析了其流动特性,并结合声学性能和流体动力学特性得到两种较好的结构布置,从而为消声器的设计优化提供了依据。     

基于CFD和FSI的摆线泵仿真分析

目前在摆线泵数值模拟方面,多数研究基于CFD对不同运行工况(如转速、温度等)下的泵进行分析,未考虑在流固耦合(Fluid Structure Interaction,FSI)作用下泵的特性。首先基于COMSOL软件建立了摆线泵的模型,对旋转域采用动网格技术,流固耦合界面进行设置,设置相应的边界条件后对泵进行CFD和FSI仿真,并与试验结果进行对比。结果表明:FSI的仿真的流量平均值均更接近试验的结果,FSI出口处流量脉动率最大;FSI和试验的出口压力平均值均低于CFD的仿真值,且CFD和FSI的压力均值更接近实际出口边界设置。通过对比内外转子间流体域某一截面速度和压力得出:在吸油区域计算得到的负压CFD大于FSI,计算得到的速度CFD小于FSI;在排油区计算得到的正压力CFD大于FSI,计算得到的速度CFD小于FSI的结果。在内外转子与流体耦合界面某点处CFD的压力随时间的波动值均大于FSI的压力值。通过对比发现耦合对计算结果有很大的影响,对泵进行流固耦合分析使得分析结果更加真实,更有利于对泵的流场和转子动力学特性进行分析。     

某1000MW机组低低温除尘器改造气流分布数值模拟实例

某1000MW机组需要在除尘器前加装低温省煤器,使进入除尘器的烟气温度降到酸露点以下,以此来提高除尘器的除尘效率。加装低温省煤器后原来烟道结构和除尘器进口封头有较大变化,需要对空预器出口至除尘器出口段进行重新的气流分布数值模拟计算,根据计算结果来优化布置烟道导流板和除尘器进口封头气流分布板,以此来保证低温省煤器入口的气量分配均衡和进入除尘器后烟气均匀分布。本次低低温除尘器改造气流分布数值模拟软件采用流体力学(CFD)软件。从工程实际运行结果表明:CFD计算结果与实际情况吻合较好,优化后的低温省煤器入口气量分配和除尘器内部的气流均匀性良好。改造后的除尘器实现了除尘提效,达到了设计预期。     

压力边界条件对方形腔液力变矩器CFD计算的影响分析

以L820运转液力变矩器为研究对象,运用CFD方法对其进行数值模拟,分别对设置与忽略进出口压力边界条件时方形腔液力变矩器的变矩比、效率和泵轮转矩系数等原始特性参数进行计算。将仿真计算结果与试验数据进行对比、分析,得出当忽略进出口压力边界条件时,方形腔液力变矩器特性参数的计算结果误差较大,而在设置进出口压力边界条件后,其计算结果的准确度得到了大大地提高。针对压力边界条件对方形腔液力变矩器CFD计算的影响进行研究,有效地提高了方形腔液力变矩器CFD计算的准确度,对方形腔液力变矩器的开发、设计具有一定的指导意义。     

高速电主轴热态特性仿真分析

在分析电主轴温度场理论的基础上,建立某高速磨床电主轴系统的有限元模型,计算了电主轴热特性分析的边界条件,利用有限元软件ANSYS Workbench分析其热态特性,得到了主轴系统的稳态温度场分布和热变形情况;同时分析计算了不同转速对主轴系统温升及热变形的影响.结果表明:主轴转速越高,相应主轴单元的温升变化及主轴热变形也越大.此分析为改善电主轴温度场分布及减小热变形提供了理论依据.     

几何非线性在机翼结构设计中的影响研究

基于MARC2003非线性有限元计算软件,比较翼根短盒段、翼根长盒段以及整体机翼结构的非线性稳定性分析结果。通过上述比较发现工程上常用的方法,即以危险部位代替整体结构并以线性计算出的节点位移,作为非线性计算的边界条件进行非线性稳定性计算,将会带来较大的误差,因此不宜在稳定性设计中采用。随后,从机翼挠度变形和翼尖扭角两个方面出发,通过与线性分析相比较,阐明非线性行为随飞行过载演变的历程,从而得出结论,在过载系数小于2时非线性对挠度变形的影响不大,相比之下非线性对扭角的影响却尤为突出,因此在机翼扭转刚度设计以及气动弹性设计中必须考虑非线性的影响。     

接触热阻对机床主轴系统热分析的影响

通过ANSYS软件对机床主轴系统进行热分析,对比了有、无接触热阻边界条件对分析结果的影响。结果表明,接触热阻对机床主轴系统热分析的影响很大,在机床主轴系统热分析时不能忽略。     

废气再循环冷却器的性能仿真及结构改进研究

废气再循环(EGR)冷却器的工作条件恶劣,经常由于热负荷过高而出现结构开裂问题,严重影响实际使用性能。针对某型EGR冷却器,采用流固耦合热分析方法,用计算流体力学和有限元软件计算分析了EGR冷却器的流场、温度场和热应力分布,其数值模拟结果与测试结果吻合;验证了EGR冷却器的开裂现象系工作时所受热应力过高导致。据此,通过在外表面增加扰流槽对EGR冷却器结构进行了一定的改进,试验结果表明,改进后的EGR冷却器不再出现开裂现象,研究结果表明流固耦合分析是解决EGR冷却器开裂问题的有效方法。     

基于循环对称结构制动盘的三维瞬态温度场仿真

针对制动盘这一类具有循环对称特征的结构,建立了三维瞬态温度场泛函形式的数学模型,从而使计算模型和计算规模大大简化;采用ANSYS有限元程序对制动盘流场进行计算,得到了制动盘表面任意时刻的对流换热系数,进而获得其温度场分布;并且计算结果与实物试验结果比较吻合。     

某星载设备环境综合仿真

采用有限元分析软件ANSYS和Flotherm,对某星载电子设备进行了模态、谐响应和随机响应的动力学仿真分析和热仿真分析。介绍了在有限元分析中模型简化,模型装配、边界条件设置等方面的方法和经验。     

基于CFD商用车热保护仿真与验证

为了研究某款商用车在最大扭矩工况下悬架气囊与挡泥板表面温度超标的原因。采用CFD软件建立了商用车发动机舱CAD模型,并进行有限元网格划分和设置舱内温度边界条件,求解在最大扭矩工况下舱内温度情况。通过流场和温度场分析获得的排气管热量对气囊和挡泥的热害影响范围与表面温度,对其分别采取增加隔热罩和隔热套的优化措施以降低热害,并结合实验进行验证。最终结果表明：优化后气囊表面温度平均下降了11.95 ℃,优化后挡泥板表面温度平均下降了9.2 ℃。改进措施取得了显著成果,为后续车辆设计提供了参考。     

高速轿车车身前部外流场数值模拟

汽车的空气动力学特性对汽车行驶的动力性、燃油经济性和操纵稳定性有着重要影响。采用计算流体力学方法对其性能进行预测，相比风洞试验可以节约资金，缩短新车型开发周期。运用FLUENT软件，建立类车身模型，设定边界条件，计算其相关外流场性能，得到相应的阻力系数，确定了车身空气动力学特性。通过对不同轿车车身前部模型外流场数值模拟，确定了不同的轿车车身前部外形可以满足不同的性能要求，为轿车车身前部的设计提供了参考依据。     

燃气涡轮转子盘-片系统三维非线性循环应力-应变分析

燃气涡轮转子盘—片系统的几何形状和结构形式比较复杂，在高温、高转速的恶劣条件下工作，准确的应力分析是进行强度计算和疲劳寿命预测的重要前提。使用ANSYS有限元结构分析软件，建立了燃气涡轮盘—片接触系统三维循环对称有限元模型，考虑了叶片材料的各向异性、涡轮盘与叶片榫头之间的接触非线性、材料的弹塑性变形和温度不均匀引起的热应力等情况，数值模拟涡轮盘—叶片组件的受力状态及边界条件，进行三维非线性循环应力—应变分析。