一种SPH流体仿真边界校正方法

使用光滑粒子流体动力学方法进行流体仿真,并提出一种边界校正方法。使用快速泊松盘采样算法对容器边界进行采样,生成边界粒子,对边界粒子质量进行差值估算,计算边界粒子对流体粒子的作用力,以此来仿真流体与边界的相互作用。该方法可避免穿刺、滞留等现象的发生。通过实验验证了该算法的正确性。     

某鱼脊连续梁桥行车安全性分析

采用数值风洞方法,对大治河桥上车辆的行车安全进行了分析,给出合理的安全行车风速。大治河桥总体布置采用预应力混凝土鱼脊连续梁桥,鱼脊的设置对桥面上车辆的行驶安全性产生了一定的影响。首先,采用通用计算流体动力学软件FLUENT分析了鱼脊对行驶车辆受力的影响;其次,以车辆不发生侧滑为指标,给出了大治河桥在不同桥面特征下的安全行车风速标准;最后,根据现行标准给出了大治河桥在安全行车方面的管养要求。     

多尾鳍仿生推进器多推进模式运动仿真研究

提出了一种新型水下仿生推进器,采用多尾鳍协调驱动方式实现了鱼类波动推进模式和水母射流推进模式的有机复合,建立了多尾鳍波动-射流推进的运动学模型,着重利用计算流体动力学方法对多尾鳍波动-射流推进运动进行了仿真分析。研究结果表明:在特定运动参数下,多尾鳍波动推进模式能提供持续均匀的推进力,游动稳定性好;而射流推进模式,能产生瞬间的大推进力,加速性能好。研究内容为进一步探索多模式推进理论提供了依据。     

磁流体动力学陀螺磁场均匀性分析及优化设计

为了改善磁流体动力学陀螺的低频响应,提出了将磁流体动力泵技术应用于磁流体动力学陀螺研制的方法,并用ANSYS对其磁路结构进行三维仿真。仿真结果表明,磁感应强度不均匀度远大于10%,严重影响传感器的精度。通过有限元仿真方法分析不同永磁体对工作间隙磁场的不同影响,并在结构设计中去除对磁场不均匀度影响较大的永磁体,最后通过合理的磁路设计方法,在实现工作间隙所需磁场的同时降低磁场的不均匀度。仿真结果表明:磁感应强度不均匀度小于10%。     

液压锥阀空化流分析及阀芯结构改进研究

空化是液压锥阀运行时造成振动及噪声的重要因素,其影响因素颇为复杂。利用FLUENT中混合模型(Mixture)及标准κ-ε湍流模型,对锥阀阀芯锥角和阀口开度的变化对空化程度的影响进行计算流体动力学分析,发现随着阀口开度的增大,空化程度先增强后减弱,而随着阀芯锥角的增大,小开度下空化程度逐渐减弱,大开度时先减弱后增强。采用两个不同锥角的锥面对阀芯结构改进,发现可一定程度抑制空化。     

卧式单轴捏合反应器流动与混合特性的数值模拟

选取卧式单轴捏合反应器为研究对象,搭建了一个可视化实验装置来研究其分布混合过程,并且通过三维有限元数值模拟方法和网格重叠技术获取了高黏牛顿流体在反应器中的流速分布、剪切速率分布与混合指数分布,进一步采用粒子示踪技术分析了全局与局部分布混合过程,对示踪粒子的运动轨迹进行统计分析得到了拉伸率与混合效率,并且考察了搅拌结构对流动与混合过程的影响。结果表明,实验与数值模拟结果吻合较好。捏合反应器中几乎不存在流动死区,搅拌轴上的动态捏合杆与搅拌槽壁面上的静态捏合杆之间存在周期性的捏合作用,可以强化自清洁性能、剪切作用、整体与局部分布混合过程、分散混合性能以及混合效率。拉伸率随着混合时间以指数形式增加,时均混合效率大于零。     

脉动条件下旋流场内气液两相流流型及其转变机理

运用高速摄像技术对流量脉动条件下旋流分离器内气泡动力学行为及气液两相流流型展开研究。研究发现,在完整脉动周期内,流量在3.62~4.18 m³/h范围内波动,流量增大段的气核整体向溢流口方向运移,流量减小段的气核整体向底流口方向运移,气核大小及形态变化呈现周期往复性。通过脉动周期内特殊帧的分析,得出流量脉动条件下旋流场内气液两相流流型主要包括：气泡流、塞状流、弹状流、丝状流及波状流等五种形式。根据实验得出的气液两相折算速度,确定了脉动条件下气液两相流流型转换界限图,而气泡间的聚并破碎行为是产生气液两相流型的主要原因,最终构建了表征截面含气量和分离效率之间关系的评价模型。     

浆态床反应器流体力学行为研究及工业应用

浆态床是一种重要的气-液-固三相反应器,具有结构简单,传热、传质性能好以及催化剂可在线补加和更换等优点,在学术研究和工业应用上备受关注。对浆态床反应器的流型、气含率、气泡行为、传质、传热等研究进行了总结,并对温度、压力、液体性质等参数对于流体力学性质的影响进行了分析。介绍了多级浆态床和构件式浆态床新型反应器,对浆态床在大化工、精细化工及环保等重要过程中的工业应用进行了总结,并对浆态床反应器的应用前景和研究趋势进行了展望。     

Influence of high-porosity mesh stent on hemodynamics of intracranial aneu- rysm： A computational study

This paper studies the influence of a High-Porosity Mesh （HPM） stent on the hemodynamic characteristics in the intracranial aneurysm based on the Computational Fluid Dynamics （CFD）. An idealized basilar tip aneurysm model and a HPM stent model are built. The pulsating blood flow in a cardiac cycle is computationally simulated for non-stented and stented models, to provide a wealth of information of the spatio-temporally varying blood flow field. The influence of the stent placement on the hemodynamic characteristics is analyzed in terms of distributions of velocity, pressure, Wall Shear Stress （WSS） and Energy Loss （EL）, which are believed to play an important role in the development and rupture of the aneurysm. The numerical results clearly show that the velocity, pressure, WSS and EL of the blood flow in the aneurysm are reduced by 30%-40% when the HPM stent is implanted. These computational results may provide valuable hemodynamic information for clinical neurosurgeon.