基于ANSYS的ITER杜瓦上环体的静力学分析

外真空杜瓦是国际热核聚变实验反应堆ITER(International Thermonuclear ExperimentaReactor)上的重要装置,是ITER托卡马克的最外侧部件,主要功能是提供真空环境,避免过多的热载荷传递到磁体系统和冷屏等结构;为了在氦气泄露,以及等离子体破裂等极端情况下保证主机的安全,外真空杜瓦必须具有足够的强度。ITER杜瓦上环体是杜瓦的重要组成部分,属于薄壁圆筒结构,由18部分组成(各部分焊接连接),取其1/9体模型和1/18壳模型分别运用大型有限元分析软件ANSYS,对其不同载荷状况进行了数值计算,分析结果表明,应力集中在矩形孔、轴向筋板和加强圈处,能够满足上环体强度要求,分析结果为其结构设计与优化提供了理论依据。     

ITER外真空杜瓦稳定性分析

介绍了ITER的项目背景、稳定性的基本概念以及稳定性分析的基本方法,以ITER杜瓦设备作为研究对象,对其在自重载荷作用下进行了特征值屈曲分析和非线性屈曲分析,得到其失稳模态以及失稳时的临界载荷,为杜瓦的整体设计提供参考。     

常态运行的ITER杜瓦结构分析

作为一个封装托卡马克的真空压力容器,杜瓦将为冷屏和磁体系统提供真空环境,同时传递来自于自身和线圈系统的载荷,在正常和非正常运行的过程中杜瓦将会遭受地震载荷、电磁力、测试压力、自身净重等载荷的冲击,其中净重和压力载荷是影响杜瓦结构安全性的关键因素,该研究首先基于无力矩理论计算了杜瓦在压力载荷、自身净重以及两者联合作用下的...     

基于Fluent数值模拟的压裂液搅拌装置功率分析

搅拌装置在混砂车混合压裂液的过程中起着重要作用,为了解决搅拌器在混合搅拌的过程中功率消耗偏大的问题。运用正交设计软件确定了实验的正交表格,利用SolidWorks建立了搅拌装置的几何模型,对不同的结构参数下的模型用Fluent软件对其进行模拟得到其搅拌功率的数值,利用正交软件对不同结构参数下的搅拌功率进行分析从而得出了影响搅拌功率的最优组合,为实际混合搅拌作业提供了可靠的理论依据。     

基于CATIA二次开发的ITER杜瓦参数化设计研究

杜瓦的设计水平直接影响着杜瓦的质量和性能.在设计装配中采用先进的生产方式和管理方式,才能提高杜瓦生产制造的技术水平.基于CATIA二次开发平台,应用参数化设计建模理论,开发用于杜瓦参数化设计和管理的平台,达到可依据用户需要进行ITER杜瓦的快速变参数设计.该方法对提高杜瓦的设计效率和质量有积极的意义.     

基于Fluent的电液比例阀的数值模拟

文中应用Fluent对具有复杂通道的电液比例阀进行了数值模拟,分析其压力损失,并通过模拟比例阀的内都流场,验证了其可靠性.进一步说明应用Fluent可以快速、可靠地分析具有复杂管道比例阊的特性,并改进其设计以满足性能要求.     

基于Fluent的FSAE赛车消声器的优化设计

采用SolidWorks软件建立消声器三维实体模型,应用Fluent软件对消声器内部速度流场、压力流场及湍动能的分布情况进行数值模拟分析。根据分析结果对消声器进行优化设计,以降低消声器内部的涡流强度,减少排气过程的压力损失。     

基于Fluent的传热风洞流场品质研究

基于计算流体动力学分析软件Fluent对一台吸入式直流传热风洞内部流场进行了数值模拟,分析了风洞主要部件(整流段、收缩段和实验段)的长度对风洞流场品质的影响,得出实验段两种雷诺数下的速度曲线,发现Re=500时实验段气流发展并保持得更均匀平稳;而Re=104时,实验段气流速度有明显下降,对试验的结果将会产生一定影响。本研究对该类风洞的优化设计有一定参考价值。     

基于Fluent的螺旋槽干气密封数值模拟与分析

笔者从计算流体力学出发,使用GAMBIT对模型进行网格划分,用世界著名的CFD软件Fluent对螺旋槽干气密封进行了数值模拟分析,并与权威的试验值进行比较,验证了所用方法在螺旋槽干气密封研究中应用的可行性和可信性。     

基于Fluent的蓄热体传热过程的数值模拟

在能源紧张的环境下,蓄热式电锅炉利用低谷电加热蓄热体耐火砖材料将不能存储的电能转化为热能暂时贮存起来,通过二次换热转化为用户可以利用的能源。蓄热体工作过程分为加热、保温、放热、保温、再加热的循环过程。放热过程是蓄热体工作的主要阶段,放热量的大小和时间长短直接影响设备的工作状态。通过对蓄热体模型的简化,建立三维模型,采用ANSYS Workbench中的Fluent模块对蓄热体的放热过程做了数值模拟,得到了蓄热体放热过程出口温度的分布情况。得到的结果和某工厂的电锅炉实际工作温度和时间相吻合,通过对蓄热体材料、加热时间等一些参数的设置得到的模拟结果对实际生产具有一定的指导意义。     

单元组装式太阳能储热器的Fluent蓄热性能研究

研制一种单元组装式太阳能储热器,采用熔盐作为蓄热材料,利用Fluent中的凝固/融化模型对相变材料在储热器的蓄热、相变过程进行数值模拟研究,得到了相变材料固-液相变过程不同时刻的温度场分布,通过与实验数据对比验证了模拟方法的可行性;分析了传热介质入口温度以及流速对储热器储能过程的影响,计算了一定工况下,储能过程温度随时间的变化情况,得到之间的关系表达式以及对流传热系数与Re的关系,对太阳能储热器的设计、模块化生产及应用具有重要现实意义。     

基于 Fluent 的球柱式结构绕流数值模拟

应用计算流体力学软件Fluent ,采用分块网格划分,选择层流模型和不可压缩的N -S方程,对低雷诺数下不同流速的球柱模型黏性绕流场进行仿真计算。结果表明：圆柱杆与来流方向的绝对倾角越大,对圆球绕流场的影响越大,圆球表面的受力越不对称。建立了模型圆球表面所受作用力与来流速度、流向间的关系曲线,说明来流速度越大,圆球表面所受阻力越大;带有较细的圆柱杆的模型使其圆球表面受力发生了微小变化;圆柱杆的摆放位置对圆球表面受力影响不大。圆柱杆在 XZ平面内与X轴正向夹角θ越小,圆球表面受到的阻力就越小,更接近单个圆球绕流场。     

基于Fluent的不同阀芯与阀体组合的数值模拟研究

从理论上分析液压节流阀的最佳结构形状,利用Fluent软件对不同结构阀芯与阀体组合形式内的流场和压力梯度进行分析。分析得出:单独改进阀座或阀芯时,阀芯对内部流体流动影响较大;在所建立的模型中,双锥面阀座与单锥面阀芯结构的组合阀内流体流动最稳定。     

基于Fluent的水冷板式散热器数值模拟与试验研究

对水冷板式散热器进行了理论计算,并对其物理模型进行合理的简化处理,利用Fluent软件,采用SIMPLE算法和标准k-ε湍流模型,通过求解三维N-S方程和能量方程模拟了散热器的散热过程。最后进行了试验研究,试验测试和理论计算、数值模拟三者数据基本吻合,说明数值模拟方法能真实反映水冷散热器内部的复杂流动,为散热器的设计和改进提供理论依据。     

不同加热方式对传热效率的影响

为解决传热系统效率低、沙层垂直温度分布不均匀问题,对具有不同加热方式的传热系统温度场进行实验与数值模拟,得出有效的能使沙体层垂直温度分布均匀的方式。设计了多种实验平台优化方案;采取多孔介质导热方程、DO辐射模型及标准k-ε湍流模型,创建3维热物理模型,将传热系统中的气固耦合问题通过有限体积方法进行了计算,对系统的温度场分布情况在不一样的边界条件基础下进行数值模拟,同时也对实验结果进行比较。通过研究得知了自然对流-多向加热明显的提高了系统的传热效率,使沙体层垂直温度分布均匀化,以及强迫对流对多向加热的系统温度变化没有明显影响。