螺旋管内流场数值模拟

螺旋管以其结构简单等优点在油水分离领域得到广泛应用。数值模拟作为一种可替代实验研究的 方法,广泛应用于螺旋管内流场变化规律的研究。采用VOF模型对螺旋管油水两相流进行数值模拟,得出了螺旋 管内流场变化特性:第9圈油水分离度达到95%,近进口端水相分布较大,沿重力方向水相分布变化不大并出现油 水重混合现象;靠近进口处湍动能强度、动压最大,动压在进口处突降而在外沿轴向线性递减;在进口端外侧剪切应 力最大,沿管道轴向分布变化不大。螺旋管内的油水分离数值模拟,为螺旋管油水分离技术的改进提供了一定的理 论基础。     

导流器对潜水泵性能影响的数值模拟研究

采用同一叶轮配两种导流器的方法研究潜水泵的性能,选用RNG k-ε湍流模型,利用FLUENT计算软件对潜水泵进行了全流道内部流场数值模拟.通过对导流器叶片工作面绝对速度矢量图和压力云图的分析,发现采用增大导流器长度、加大导叶片进口冲角和壁角等措施,可减少导流器内部流动能量损失、提高泵效率的措施.数值模拟结果与实测结果比较表明,用数值模拟方法预测潜水泵性能是可行的.     

撞击流反应器中导流螺旋片强化撞击过程的数值模拟

为研究导流螺旋片对立式循环撞击流强化撞击过程的规律,提出最优的导流螺旋片尺寸.采用Fluent软件对立式循环撞击流反应器中增加导流螺旋片前、后的撞击过程进行数值模拟,得到了导流螺旋片厚度分别为0、10、20、30mm和螺圈数分别为0、1、2的反应器流场的速度矢量图、特征撞击面上的平均速度和速度均方根差,并对比分析了其传质性能及混合性能.结果表明,增加了导流螺旋片,导流筒内部出现了流线弯曲及流动斜交,提高了流场的各向异性,使流场中速度分层明显,并增大了速度梯度,从而强化了撞击区之外的流场混合.同时,当螺圈数N=1,螺旋片的厚度L=30mm时,反应器内撞击过程中的相间传质效果最好;当不加螺旋片时,反应器内撞击过程中的相间混合效果最好.     

带后腔螺旋天线辐射场的计算

文中用半圆近似螺旋线，导出了阿基米德螺刻天线辐射场的计算公式，应用几何绕射理论，计算了带后腔的螺旋天线的辐射场，计算结果与实测结果进行了比较，两者吻合较好。     

蒸汽发生器致畸变入流对核主泵流动性能的影响

为了探究由蒸汽发生器（SG）引起的畸变入流对核主泵（RCP）流动性能的影响,采用计算流体力学方法,建立核主泵与下封头的联合计算模型;利用多参考坐标系模型和滑移交界面技术,开展运行工况下的全三维稳态和瞬态数值模拟;采用入流畸变度和平均偏流角公式定量表征畸变入流的流场速度分布,通过正则化螺旋度法捕捉核主泵叶轮的涡流流动特征. 研究结果表明：与均匀入流相比,畸变入流复杂化了核主泵进口流场,导致核主泵的湍动能和湍耗散增大,降低了主泵的水力效率;在泵的进口流场形成了明显的非对称分布的涡核区域,引起叶轮各流道流态产生差异,造成叶轮内部压力和速度分布不均;导致各流道流量分配不均,加剧叶轮受载波动;降低其运行的稳定性和安全性.     

入口导流栅几何参数对高速泵诱导轮空化特性的影响

高速离心泵空化问题机理相对复杂,通常认为诱导轮间隙泄漏涡与回流漩涡是影响高速离心泵空化的主要原因。本文通过在诱导轮入口前增设导流栅来抑制旋转涡,达到提高离心泵空化性能的目的。采用RNG k-ε湍流模型,对带有矩形、椭圆形两种不同形状导流栅的离心泵进行全流场模拟,分析高速离心泵全流场数值计算结果,对比增置导流栅前后离心泵空化特性以及进口段流场。结果表明:带椭圆形导流栅的离心泵临界空化数有所降低,空化性能得到改善;增设导流栅后,诱导轮进口段旋转强度明显减弱,离心泵扬程均有明显提升,其中椭圆形导流栅方案较原方案提高了3%。     

LDA和K－ε紊流模型研究液压集成块流场

液压元件集成化后，从流场分布的机理研究液压阀的节能显特别重要。通常情况下，液压阀流道的公称直径（６ｍｍ～２０ｍｍ）比较小，故采用传统的测量仪器不可能测量出流场的分布．本文利用激光多谱勒测速仪（ＬＤＡ）成功地解决了这个问题；另一方面，传统的研究方法只能研究总的能量损失，要从流场分布的机理研究流道内的能量损失，也是非常困难的．作者利用本文的Ｋ－ε紊流模型成功地解决了这个问题．从实验数据和数值模拟两个方面提出了优化流道的设计方案。在计算复杂流场时，作者提出了一种对复杂流场计算收敛性非常有效的线性分割迭加法（ＬＳＡ）。     

高效沉降分离池分离特性的数值模拟

针对某油田的含油污水,选用RNGk-ε模型,基于ANSYS14.0平台的FLUENT软件对高效沉降分离设备的内部构件、不同入口速度、停留时间进行模拟分析,进而研究其分离特性和流动规律.模拟结果表明：①无内部构件的高效沉降分离池中会存在严重的涡流和动力不足的问题,须设置平板和斜板改善分离设备内部流场,促进油滴聚结合并,从而提高油水分离效率;②不同入口速度下,进口速度越小,涡流区长度相对较小,所需的停留时间越长,但油水分离效果相对较好;③当沉降分离设备高度Y=0.5m处的油相体积平均分数超过0.95,即为油水分离最佳界面.     

基于CFD的电动汽车驱动电机冷却流道对比研究

根据电动汽车驱动电机的冷却特点,提出了一种新型冷却结构:周向多螺旋结构,建立了机壳内部流体的流动与换热三维数值模型,应用CFD技术对机壳在不同水冷方案下的流场和温度场进行耦合计算.计算结果显示,周向"Z"字形流道结构的均温性和冷却效果良好,但压力损失较大,适用于电动汽车135 k W驱动电机在进口水温为65℃条件下的冷却,其最佳冷却水流量为9.8 L/min;周向多螺旋结构流道压阻小,可考虑用于更大功率密度的电机冷却.该研究为小体积、高功率密度的电机冷却设计及优化提供理论基础.     

轴向模螺旋天线特性的研究及仿真实现

螺旋线是具有周期性质的重要结构,它能大大减小电磁波沿螺旋线轴向传播的相速.用螺旋线做天线能提高天线的定向性和增益.本文对轴向模螺旋天线的特性进行了理论分析,简要介绍了天线各参数的关系及远场区电场在空间各方向上的分量.利用电磁场仿真软件AnsoftHFSS9.2在几个频点上对螺旋天线的特性进行了仿真,得到了比较理想的增益波瓣图和输入阻抗图.结果表明,此轴向模螺旋天线在1.5G处产生了较高的增益,实现阻抗匹配.