入口长度对旋转直通式迷宫气封流场及流场力的影响

迷宫密封的转子和定子部件之间的流场和流场力直接影响转子的振动和稳定性。为了深入了解迷宫密封的流场和流场力特性,选取旋转直通式迷宫气封为研究对象,利用稳态CFD分析方法,研究密封入口长度对旋转直通式迷宫气封泄漏、流场和流场力的影响。考虑和不考虑入口预旋的影响,计算不同入口长度的旋转直通式迷宫气封的泄漏量、流场速度流线、总压强分布、流体压力和流体黏滞力。结果表明:随着入口长度的增大,密封流场泄漏量先增加后减小,转子表面流体压力和流体黏滞力先增加后快速减小;入口长度影响着直通式迷宫气封流场力,存在一个特定的入口长度,使转子表面的流体压力和流体黏滞力最大;当考虑入口预旋时,泄漏量、流体压力和流体黏滞力均有所减小。     

基于MAYA参数化建模的FLUENT设计与应用

由于μDMFC结构尺寸的减小致使CO2气体容易阻塞阳极沟道,影响沟道内的气液输运。含气率作为评估沟道气液输运特性的标准之一,但是目前的后处理过程难以直接获取蛇形沟道沿程截面含气率,因此针对FLUENT后处理进行二次开发。该二次开发程序通过GUI传递模型特征参数,基于MAYA的可视化交互环境进行参数化模型的实时显示,并以日志文件作为接口实现MAYA和FLUENT间的数据传递从而实现参数化建模,进而获取沟道沿程截面含气率数值。最后基于二次开发软件研究了一种新型流场板结构,并发现改变双层流场板沟道侧壁面润湿特性能有效改善沟道气液输运特性。此处理方法不仅为研究燃料电池沟道输运特性提供了有效的数据获取手段,也为研究气液两相流动现象提供了解决思路。     

某型发动机自反馈调节阀动态仿真分析

基于FLUENT软件提供的计算方法和物理模型，利用动网格技术及用户自定义函数（User-define Function，UDF），对发动机预燃室调节阀的自反馈调节过程进行动态数值模拟，并分析阻尼参数对调节效果的影响。结果表明：自反馈机构可实现对不同压力扰动的及时响应，具有稳定流量的效果，改变阻尼参数可对调节响应速度和流量稳定性进行优化，其中摩擦力对调节影响最显著。     

高供氧压力下高马赫数氧枪数值模拟

  以北方某钢厂100 t转炉为原型，建立顶吹转炉炉内流场的三维数学模型，采用Fluent软件研究了不同高马赫数氧气射流与熔池钢液速度流场分布之间的依赖关系。研究发现，高马赫数氧枪在Ma（马赫数）为2.0～2.3时，曲线平稳，为最佳供氧压力。在提高供氧压力的同时，氧气射流的最大速度、熔池钢液面的冲击直径及冲击深度也随之增加。模拟结果显示，氧气射流在设计工况氧压小于1.0 MPa时，射流之间相互干扰作用最弱；氧气射流在设计工况氧压力大于1.0 MPa后，冲击直径与冲击深度增幅较小。基于上述研究，在实际生产中应用了高马赫数氧枪后，并结合变枪变压操作工艺，可以改善熔池底部钢液流动状况、稳定转炉吹炼过程、控制炉渣喷溅。     

两用型中间包控流装置的优化

为改善某钢厂一种六流和八流两用型连铸中间包的流场,对该中间包进行物理模拟研究。该中间包最大长宽比为13∶1,且需同时兼顾六流和八流流场的最佳性,优化较为困难。试验分别在空包及增加控流装置的情况下研究中间包内钢液流场的情况,结果表明:不添加任何控流装置的情况下,流场不稳定,近流(第3流和第4流)水口有短路流现象;在增加了稳流器以及4种不同的挡墙的情况下,通过水力学模拟试验确定方案二能够得到最佳的流场,其响应时间的分散度分别为14. 8,10. 5,平均停留时间的分散度分别为17. 5,34. 7,死区体积分别为4. 1%,7. 6%。合理的挡墙优化方案(导流孔的位置和角度的改变),可以有效改善中间包的流场。     

空气换热器局部结构形式对气体流场的影响

实际工况中气体换热装置经常出现换热能力与设计计算结果不符的情况。为了探究其原因,文章建立三维模型,模拟壳程内冷空气的流动状态并分析气体的分布特点,探讨了改变换热装置局部结构对气体分布的影响。结果表明:改变局部结构可以增大有效换热面积,提高换热效率,从而为换热器设计提供了除热力计算以外的参考依据。     

中关铁矿岩溶地下水流场特征及其开采扰动机理分析

随着采矿业的高速发展,大水矿山开采数量日益增多,在采矿安全生产中,岩溶地下水问题备受关注。为确保开矿工作的顺利进行,同时考虑到大水矿山岩溶水的成因与破坏力,从地下水扰动机理出发,依托中关铁矿岩溶疏干放水工程,对矿区内的地下水流场进行了研究。找到了铁矿开采导致地下水系统扰动的机理,揭示了开采条件下岩溶地下水流动系统的演化规律。利用Visual Modflow地下水模拟分析软件,结合水文地质调查资料、水位动态统计数据,确定了矿区内岩溶地下水流场特征。通过地下水水位监测系统,确定了帷幕外部水源的补给方式,定位水源的集中补给通道,为下一步矿区疏干放水提供了基础数据与技术支撑。     

控制棒落棒动力学数值计算

控制棒在安全停堆时的下落时间和下落规律是核电厂安全分析的重要参数。本文针对一种超临界水冷堆控制棒组件，采用计算流体动力学（CFD）瞬态动网格数值分析方法研究某控制棒的下落过程，分析其流场演化规律，并得到了控制棒下落过程中位移随时间、速度随时间及加速度随时间的变化规律。同时，研究了控制棒、通道发生变形时对控制棒下落规律的影响。本文的计算方法及结果对控制棒结构优化具有指导意义。