ANSYS在结构拓扑优化设计中的应用

计算机技术的迅猛发展带动了优化设计方法的变更。从理论上说明了拓扑优化的数学模型,结合一设计优化实例,介绍了ANSYS优化设计的思想及步骤,为使用者提供了一套系统的思维模式,创造了良好的条件和方法。     

新型静态混合器流动阻力特性数值研究

基于微尺度流动特征利用CFD软件,研究新型静态混合器内部流动阻力特性.从轴截面速度矢量图中可以看到,新型静态混合器内部存在同混合元件组的旋向相反的自旋流动;利用量纲分析和π定理简化了新型静态混合器流动阻力的影响因素之间的关系式,通过数据整理和回归得到了普遍适用的流动阻力摩擦系数关联式,为其工业化应用提供了理论依据.     

基于PSO-控制变量参数化混合策略的间歇化工过程优化控制

控制变量参数化方法作为一种化工过程动态优化的梯度搜索算法,其求解效率过于依赖初始给定轨迹。目前初始轨迹一般都是设定在边界值或中间值,缺乏科学依据,从而大大影响了算法的收敛速度。针对这一问题,提出了一种粒子群优化(PSO)与控制变量参数化方法混合的策略,首先利用粒子群优化对间歇化工过程最优控制量进行求解,结果作为控制变量参数化方法初始给定轨迹,进行二次优化。双层优化的混合策略提高了控制变量参数化方法的收敛速度和粒子群优化算法的求解精度。将混合策略应用于两个间歇化工过程优化控制实例,仿真结果表明了该算法对求解化工过程动态优化问题具有可行性和有效性。     

羰基合成高碳醇工艺进展及费托烯烃产品氢甲酰化

开发煤制高碳伯醇技术,对煤炭的清洁利用和国家能源安全有重要意义。煤制油项目的试车成功为羰基合成高碳醇提供了丰富的α-烯烃原料。概述羰基合成催化剂体系的工业发展历程和低压液相循环氢甲酰化工艺生产应用,介绍了费托产品为主要原料制备高碳醇国内外相关的技术发展现状。同时对开发水/有机两相体、氟两相、超临界流体等液/液两相催化体系应用费托的高碳α-烯烃氢甲酰化作了系统阐述,并对其应用前景进行了评价。对打破国外技术壁垒,自主研发高碳醇羰基合成工艺应用费托产品寄予展望。     

基于齿面缺陷激光修复几何数学模型的齿轮修复

激光熔覆作为一种再制造技术被广泛应用在机械零部件的修复。 在采用激光熔覆技术对齿轮齿面缺陷进行修复时,为减小后续机械加工的难度,应使轮齿齿面上的熔覆层轮廓接近齿轮的原始齿廓。 基于齿廓加工原理建立了齿面缺陷激光修复几何数学模型。 通过此修复几何数学模型可计算得到修复齿廓不同部位时,轮齿需要偏转的角度以及偏转后齿廓待修复区域的倾斜角度。 实验结果表明,利用该几何数学模型对齿轮齿面缺陷采用激光熔覆技术进行修复,可以使轮齿齿面上熔覆层的轮廓与齿轮原始齿廓较为接近,并且熔覆层轮廓与齿轮原始齿廓的距离不超过 0. 7 mm;此外,轮齿齿面在熔覆过程中虽然倾斜角度最大达到 51. 84°,但熔覆层轮廓与齿轮原始齿廓的最小距离不小于 0. 1 mm。     

Lightnin静态混合器内气泡分散流体动力学特性实验研究

以Lightnin静态混合器（LSM）内水-空气气液两相体系为研究对象,在连续相水表观速度U_L=0.071~0.127 m/s和离散相空气表观速度U_G=0.007~0.042 m/s的条件下,研究内径100 mm的LSM内气液两相湍流流动阻力与气泡分散水动力学行为。使用分辨率为1920×1080的高速相机Revealer-2F04M采集混合器内不同轴向窗口的气泡群演化过程。结果表明：当U_L<0.085 m/s和U_G=0.025~0.042 m/s时,LSM内的流型为泡状流。随着气泡群流经混合元件数的增加,气泡群的Sauter平均直径d₃₂逐渐减小。当液体表观速度U_L≤0.085 m/s时,Sauter平均直径d₃₂随气体表观速度的增加先减小后增大;U_G =0.028 m/s时d₃₂达到局部最小值,53%的气泡直径d_B/D₀在0.02~0.05范围内。Sauter平均直径、内径与无量纲停留时间τ之间的关系满足d₃₂/D₀=0.031τ^-0.14We^-0.41。平均气含率α的增大显著增加了单位体积内气泡数量密度,加剧气泡与元件表面碰撞频率,增大旋涡二次流强度,导致摩擦系数显著降低;采用Lockhart-Martinelli方法对实验数据回归,得到气液两相流压降预测常数C的关联式：C=5.26×10⁵U_G^-0.91/Re^0.74。     

Ross LPD型静态混合器内湍流传热与混合强化特性

在湍流状态Re=2640~17600下,采用恒热通量传热实验与数值模拟相结合的方法,系统研究Reynolds数Re和交错角对Ross LPD型静态混合器内湍流流动与传热性能影响,采用Nusselt数、Darcy摩擦系数、综合传热系数、速度场与温度梯度和压力梯度协同角等参数评价混合器内传热强化性能;基于CFD与LPT相耦合分析混合器内流体微元拉伸率。研究结果表明：SST k-ω模型预测Ross型静态混合器湍流阻力及传热结果与实验结果具有很好一致性;Ross混合器流场内形成与流场尺度较为接近的纵向涡,其涡心在圆形截面与半圆形截面中心间周期性迁移,横截面内湍流分散混合效率是Kenics的3.36~1.72倍;当Re>7040时,Ross LPD综合传热性能明显优于KSM;当叶片夹角为30°时,综合传热性能系数具有最大值;Ross LPD内插件具有高效低阻的技术优势和结构改进潜力。     

防超流量泄漏灶前阀的研发

论述了防超流量泄漏灶前阀的原理、阀门的设计及防超流量泄漏灶前阀系列产品的应用。