XJM-KS型浮选机矿化器负压产生机理研究

浮选机矿化器是用于浮选矿浆预处理的重要设备，其性能的优劣直接影响到浮选机的工作效果。文章通过流体力学仿真软件FLUENT对XJM-KS型浮选机矿化器的内部流场进行数值仿真，重点研究了聚焦式喷嘴布置所带来的流场特征。模拟结果表明，高速的矿浆射流能够在混合室内产生-2.43×10Pa的负压区，从而吸入大量的空气，实现空气与矿浆的有效混合与预矿化，与传统的机械搅拌式矿浆预处理装置相比，该矿化器能够大幅度提高预矿化效果。     

湍流模型和网格分布对水下航行体回转水动力数值计算的影响

针对水下航行体安全操纵设计的关键环节水动力预报,用FLUENT求解不可压缩RANS方程,采用定常旋转运动坐标系,运用相对运动理论和运动叠加原理,计算RNG k-ε,可实现k-ε和SST k-ε等3种湍流模型以及不同网格分布对水下航行体做单平面回转运动所受垂向力和纵倾力矩,并与试验结果比较.结果表明在Re=11.7×106条件下,垂向力和纵倾力矩预报精度较高.该数值预报方法可行、有效,具有较好的工程实用价值.     

桥梁基桩在含沙水流冲击作用下的冲蚀磨损数值模拟研究

过水桥梁的基桩外露已成为影响桥梁安全性的重要因素,携沙水流会对外露部分的基桩产生冲蚀作用,加速混凝土的破坏,累积到一定程度,会导致桥梁安全性降低,影响桥梁交通的正常运营。为研究携沙水流对基桩的冲蚀磨损规律及其影响因素,利用ANSYS-Workbench建立三维模型,在FLUENT的工作环境下,模拟水沙两相流的流动特性,并求解得出基桩最大冲蚀磨损速率。通过数值模拟,研究了携沙水流的流场特性,并得出了在不同流速、含沙量及粒径下的冲蚀磨损规律。结果表明:流速、含沙量及粒径都对最大冲蚀率有较大影响,其中,最大冲蚀率随流速的增加而增大,并呈现出明显的指数关系;含沙量与最大冲蚀率呈现出正相关关系;最大冲蚀率随粒径的增大呈现出先减少后趋于稳定的趋势。研究成果可以为后续基桩冲蚀磨损预测的工程应用提供相关依据。     

基于FLUENT的烘干机参数优化

为了解决烘干机烘室内气流分布不均匀,导致烘干成品质量参差不齐的问题,采用FLUENT软件和正交试验相结合的方法,以风速为评价指标,对不同参数下烘干房内的气流进行模拟分析。同时用极差分析法和标准差相结合的方法对评价指标进行分析,得出最佳的参数组合,并对其进行仿真模拟分析。结果表明:烘干房烤盘间距为10 mm、出风口大小1 000 mm×230 mm、进风流速为4.5 m/s时,烘干效果最好,为优化烘房设计参数的研究提供了理论依据。     

基于FLUENT振荡浮子式波浪能转换装置浮子的数值仿真

基于VOF模型,运用三种不同的造波方法建立了二维数值波浪水槽,并对其进行了比较,选取了在特定波况下较为合适的数值水槽。基于该数值波浪水槽,考察了波浪作用下的运动状态以及受力状态,为波能转换器的设计提供指导。     

汽车发动机冷却风扇仿真方法对比

对比多参考坐标系(Multiple Reference Frame,MRF)模型和滑移网格模型(Sliding Mesh Model,SMM)在分析中的差异,分别应用FLUENT中的三维N-S方程和RNG湍流模型,对发动机冷却风扇的静止和旋转区域进行数值模拟,得到流道内空气的质量流量及风扇叶片表面的压力和速度矢量分布.SMM的结果更接近真实结果;根据SMM得出的结果说明MRF模型在工程领域的应用.     

Effect of the geometry and pattern of the flow channel on the performance of polymer electrolyte membrane fuel cell

This research focuses on the effect of the geometry and patterns of the gas flow channel on the PEM fuel cell performance. Simulation was conducted and the results were verified by experiments. Three-dimensional, single phase, compressible and isothermal models of 5 cm² electrodes, anode and cathode, were developed and studied by utilizing a commercial Computational Fluid Dynamics (CFD) software, FLUENT 4.5. Two types of gas flow channel were investigated: conventional and interdigitated. The results showed that the flow channel pattern does not have a significant effect on the anode cell performance, whereas it has a strong effect/influence on the cathode cell performance. The interdigitated design provides a higher limiting current density and cell performance than the conventional design on the cathode side. Moreover, the cell performance does not depend on the inlet and outlet channel widths. On the contrary, for the interdigitated design, it was influenced by the shoulder width. Finally, experiments were conducted to validate the simulation results.     

Numerical Simulation of Oil‐water Hydrocyclone Using Reynolds‐Stress Model for Eulerian Multiphase Flows

A three‐dimensional oil‐water turbulent flow and oil separation process in a double‐cone liquid‐liquid hydrocyclone (LLHC) is numerically simulated using FLUENT software. The Euler‐Euler approach and Reynolds‐stress model are combined and adopted in this simulation to handle the challenging situation of anisotropic turbulent two‐phase flow with a higher volumetric ratio (over 10%) in the dispersed phase. It is visualized well in the simulation how separation, aggregation and shift of oil and water proceed in the LLHC. The oil separation efficiency is determined based on flow field and phase concentration distribution. The simulation is verified by comparing predicted and measured separation efficiency in the LLHC.     

水力旋流器内清水流场空气柱的三维数值模拟

本文依据计算流烙动力学（CFD）的计算方法,利用Fluent软件对带有空气柱的固-液分离用水力旋流器内清水流场进行了三维数值模拟研究。文章中首次采用“mixture”模型对空气柱进行模拟,模拟所得的流场与实测结果作对比,证明效果良好。本文的工作对进一步研究旋流器固-液分离现象提供了一定的基础和参考。     

粘性流场中船舶操纵水动力导数计算

以船舶操纵水动力预报为研究背景,通过对商用计算流体力学软件FLUENT的二次开发,采用其动网格技术以及后处理系统,对粘性流场中大型船舶操纵水动力导数进行了数值计算.船体按照斜航、不同舵角、纯横荡和纯首摇等状态做运动,得出随船坐标系下作用于其上的水动力及力矩.通过进行基于最小二乘法的曲线拟合,最终求得船舶操纵水动力导数.计算结果表明,纯横荡运动和纯首摇运动的水动力与运动无因次频率呈现较好的线性关系,间接验证了所提出的计算方法适用于复杂船舶运动的水动力导数计算.