长短棱长度比对4WS转子密炼机混合特性的影响

4WS转子是一种新型的密炼机转子,其中长短棱长度比是重要的几何结构设计参数。利用POLYFLOW软件,分别对长短棱长度比为2∶1、3∶1、4∶1的4WS型转子密炼机流场进行了有限元模拟。通过粒子示踪技术,对三种密炼机的宏观混合形态进行了粒子可视化追踪。利用流场数据,计算了典型的分散混合和分布混合评价参数,对三种不同转子密炼机内流体的混合效率进行了对比分析,探究长短棱长度比对4WS转子密炼机混合特性的影响规律。结果表明,相对于长短棱长度比为3∶1和2∶1的4WS型转子密炼机,长短棱长度比为4∶1的4WS型转子密炼机分散和分布混合能力均有了较大的提升。     

三种转子密炼机流体流动和混合特性对比分析

利用有限元法对4WS、4WH 和6WI三种转子密炼机流体的流动和混合特性进行了对比分析。利用UG软件进行三维几何建模,利用Gambit软件进行网格划分,同时采用Bird-Carreau本构模型及Polyflow 软件对三种转子密炼机的流场进行了三维等温数值模拟对比研究。通过对平均速度、轴向速度和剪切速率等进行对比,得到了三者流场的流动规律。同时,利用粒子对数拉伸指数、粒子平均对数拉伸指数、粒子拉伸指数概率、平均混合效率概率和停留时间等参数对三者的分布混合情况进行描述。模拟结果表明,由于6WI转子密炼机本身所具有的特殊变间隙转子结构,更易改变流场的规则流动,其混合性能高于其他两种转子密炼机。     

疏松砂岩油藏流固耦合流动模拟研究

现有商品化黑油数值模拟器的数学模型未考虑疏松砂岩油藏因适度出砂导致油层孔隙度和渗透率大幅度提高的特征,忽略了介质形变对油藏开发动态的影响,导致疏松砂岩油藏开发方案设计和开发指标动态预测可能存在不可靠性.基于渗流力学和岩石力学理论,建立了一个疏松砂岩油藏耦合多相流渗流数学模型,模型考虑了应变引起的渗透率和孔隙度随地层压力变化的影响,采用显式耦合方法进行流固耦合处理.对耦合数学模型进行有限差分数值求解,改写了BOAST Ⅱ程序源码,并对某疏松砂岩油藏进行了流固耦合模拟实例研究.模拟计算结果表明:①考虑流固耦合和不考虑流固耦合计算预测开发指标存在较大差别;②前者预测的原油采出程度高于后者预测的原油采出程度;③由于疏松砂岩油藏普遍为高渗储层,使得两种模拟计算在前期差别比较显著,在后期差别逐步不明显.该理论和研究方法较好地解决目前常规油藏数值模拟对疏松砂岩油藏的不适应和局限性问题,为该类油藏合理开发提供一定的借鉴和指导作用.     

风力机复合材料叶片流固耦合分析

为了给风力机叶片优化设计及研发工作提供准确的数据,减少成品的开发周期,降低成本,并保证风力机的安全运行,提出一种针对铺层后风力机风轮及叶片并利用ANSYS Workbench进行单向流固耦合分析的方法.主要在传统翼型NACA4412模型下进行叶片建模改进,应用铺层设计把叶梢、叶根、展向等改成渐变式厚度并进行流固耦合分析.数值模拟结果表明:叶片在风速13 m/s时叶尖部分压力最大,此时叶片弦长及其厚度处于最小状态,叶片中部靠近叶片前缘的位置为应力最大处.     

棱顶间隙对4WS密炼机流体混合特性影响

四翼转子（4WS）密炼机是新型转子密炼机,具有较小的螺旋角和较大扫掠范围的长棱,吃料迅速,短时间内达到较好的混合效果等优点。利用Polyflow有限元软件,对不同结构4WS密炼机进行三维瞬态流场分析。分析转子与转子及转子与外壁间隙的变化对流场混合效果的影响,重点分析特殊几何截面的剪切速率,不同位置点的李雅普诺夫指数、瞬时混合效率、平均混合效率、分离尺度、对数拉伸。分析结果表明,在一定范围内,随着转子间隙的减小,4WS密炼机混合性能逐渐提高。     

基于流-固耦合辅助喷嘴特性分析

文章主要研究喷气织机中不同孔型的辅助喷嘴应力形变问题,利用 Fluent 软件建立了辅助喷嘴结构的三维模型,采用k-ε湍流模型对其结构进行流-固耦合数值模拟,对单圆孔、椭圆阵列以及圆阵列三种孔型的辅助喷嘴在同一流体激励下进行分析,得到各个辅助喷嘴在同一流体激励下的变形情况,结果表明,椭圆阵列在流体激励下的形变最大,圆形阵列辅助喷嘴结构的形变最小,为喷气织机的辅助喷嘴结构设计生产提供参考建议。     

1500m3水塔流固耦合时程分析

根据工程实例,研究了塔体与水体流固耦合的边界条件和运动方程,建立水塔体系的流固耦合有限元模型。通过施加天津波与E1Centro波进行地震激励,借助ANSYS软件分析了水体晃动对水塔地震位移响应的影响。计算表明:水体的晃动可以减小地震对塔体的位移响应,当蓄水深度增大时,减震效果明显。     

基于ANSYS的含液容器流固耦合模态分析

讨论了含液容器流固耦合动力特性的有限元方程，用ANSYS软件对正方形充液容器进行了模态分析。得出其理论模态特性，结果表明该模型有效可靠。     

一种应力敏感油气藏流固耦合的简化模拟方法

数值模拟中通常采用流固耦合的方式来模拟应力敏感现象.但是,流固耦合需要大量的数据以及计算时间.利用多孔介质弹性理论和双重有效应力理论,得到地层压力与地层平均应力的关系,并把实验室测量数据转换到地层条件下,并将这种关系应用到数值模拟中.结果表明,渗透率的变化并不明显;考虑渗透率随压力变化时的稳产时间和累计产量均比未考虑时有降低,其降低幅度比较小;提出的简化模拟方法与流固耦合模拟结果差别不大.     

离心搅拌机叶片流固耦合应力场分析

用 ANSYS-CFX 流体分析软件将流体分析与结构分析进行耦合,对离心搅拌机叶片在高转速工况下的应力 场进行分析,得到流体载荷在叶片内部产生的等效应力分布图及整体叶片耦合后的最大形变量和工作应力场。 最终通过分析应力场结果得到了离心搅拌机合适的工作转速,为工业生产提供参考建议。     

基于ABAQUS的波形钢管与圆形钢管流固耦合对比分析

通过相关规范建立波形钢管有限元模型,同时建立相同半径的圆形钢管有限元模型,基于ABAQUS的间接耦合技术,对比分析了流固耦合作用下钢管和流体之间的相互作用.从流体的流速和流向来看,圆形钢管内的流体影响最小,波形钢管会使得流体的流速增加,流向产生一定偏离,越靠近钢管的波形内壁流固耦合效应越显著.从钢管的变形和应力来看,圆形钢管的变形和应力最小,梯形波纹钢管的变形和应力最大.为了减弱波形钢管的变形和应力,应当避免设置带有尖锐折角的波形,使得波形尽量平顺过渡.综合来看,波形钢管的流固耦合效应明显强于圆形钢管的流固耦合效应.     

基于ADINA的多孔介质流固耦合分析

基于流固耦合的研究理论,根据多孔介质(过滤板)中流体与结构之间的耦合关系,以有限元分析软件ADINA为平台,建立多孔介质(过滤板)的三维有限元模型,计算得到多孔介质(过滤板)在流固耦合作用下应力分布及变形情况.计算结果表明流固耦合作用对多孔介质(过滤板)变形破坏有重要的影响.针对计算结果,为过滤板的设计提出几点建议.     

基于ADINA的压力管道流固耦合分析

压力管道系统中存在流体和结构之间的耦合振动.对压力管道的流固耦合现象进行分析,建立了流固耦合的有限元数学模型,运用有限元软件ADINA模拟阀门开关引起的过渡过程,对直管压力管道在不同约束条件下的流固耦合现象进行了数值模拟计算,并进行了模态分析.计算结果表明流固耦合作用对压力管道系统的运行有重大影响,验证了压力管道考虑流固耦合的必要性.     

大型单墩渡槽流固耦合动力分析

基于所建立的考虑流固耦合渡槽梁段单元动力分析模型,对单墩渡槽结构振动特性和在地震波下的地震响应进行计算分析.该模型综合考虑了渡槽横向、竖向、纵向、自由扭转和约束扭转变形、以及槽内水体与渡槽槽身的流固动力相互作用的影响.计算结果表明流体和槽身的横向动力相互作用对渡槽的横向低频振动影响较大,对横向高频影响较小.动力分析模型的正确性和可靠性说明该模型是考虑渡槽内水体流固耦合的实用的动力分析模型,计算结果可为大型渡槽抗震设计提供参考.     

喷水推进器进水流道格栅流固耦合特性研究

为了研究格栅部件对喷水推进船舶效率的影响,本文拟采用流固耦合的数值计算方法系统地对格栅表面受力及其强度特性进行计算,结合有限元方法和流固耦合理论,以STARCCM+和ABAQUS软件为工具,根据目前已知的格栅剖面设计方法,对目前格栅的剖面形式进行改进,形成新型对称剖面形式的格栅。基于上述计算流体力学与流固耦合计算方法对其进行周围流场、结构静力强度、结构动力强度进行计算与分析。结果表明:对称形式的格栅剖面对于降低格栅的变形与应力水平有一定的帮助,采用新型对称形式的剖面结构使格栅总体变形模式发生了变化,但是最大变形位置与最大应力出现在格栅的位置未发生明显变化,新型对称剖面形式格栅具有比较好的静强度与动强度特性,各栅条均匀承受流体载荷。     

充液弹性管束流固耦合系统模态分析

作为一种新型换热元件,弹性管束结构与管内流体构成了一个典型的流固耦合系统.考虑流体的可压缩性,用有限元法的位移－压力格式对管束－流体耦合系统进行离散,建立了系统的振动控制方程.在此基础上分别对管束结构、管内流体和管束－流体耦合系统进行了模态计算.结果表明：由于流体与结构的相互作用,不但弹性管束结构和流体本身的固有频率和振型发生改变,而且一个子系统的振动还会迫使另一子系统产生新的振动模式.不同密度的流体对结构频率改变的影响程度不同.因此,在研究管内充液弹性管束的动态响应时必须考虑流体与管束结构的相互作用影响.     

大型金属挤压机卸荷过程插装阀流固耦合分析

应用动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA建立了大型金属挤压机卸荷插装阀FSI模型,从理论上研究了流固耦合单元算法及控制状态方程,并通过流固耦合仿真分析,得出了插装阀瞬态力学特性及卸荷过程中流体与插装阀阀芯相互作用下的冲击特性.研究结果表明:卸荷过程的平稳与阀芯阀套端盖接触时间有关,油液挤压时间最好不要超过0.04 s,平稳的卸荷过程中油液对阀芯的冲击力峰值为140kN,阀套最大Von Mises应力为456 MPa.     

基于LBM流固耦合算法的桥梁颤振稳定性分析

为有效分析风-桥梁的相互作用和研究桥梁的颤振稳定性问题,发展了一种显式求解流固耦合问题的LBM数值模拟方法。将传统大涡模拟的亚格子涡黏性模型—动态Smagorinsky模型（Dynamic Smagorinsky Model, DSM）引入多松弛时间格式的格子玻尔兹曼方法(Multiple Relaxation Time–Lattice Boltzmann Method,MRT-LBM)中,在MRT-LBM框架下构造了一种显式运算的大涡模拟方法—MRT-LBM-DSM作为流固耦合算法的流场求解器;将结构视为弹性支撑于流场中的刚体,其运动方程采用Runge–Kutta法求解;利用格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)的移动边界技术更新流固耦合面的位置,实现了流固耦合问题的松耦合分区求解。基于LBM流固耦合算法编制计算程序对Great Belt东桥的颤振稳定性问题进行了分析。研究表明由LBM流固耦合算法计算得到的Great Belt东桥颤振临界风速与试验和其他数值结论吻合良好,初步说明LBM流固耦合算法可以较为准确地预测颤振现象的发生。     

大型宽频带水下振动台流固耦合动力学特性的研究

为建立水下振动环境试验系统，对大型宽频带水下振动台中运动部件的流固耦合动力学特性进行了研究.根据水下振动台运动部件大尺寸和宽频带工作的要求，提出了运动部件结构的设计原则，进而建立其在水域中的模型及流固耦合有限元方程，由此计算分析了运动部件的两个重要模态振型及频率--台面弯曲振动振型和运动部件轴向振动振型，并与空气中的计算结果进行了比较，结果表明，流固耦合使得运动部件这两个模态频率降低；进一步的实验研究表明，计算分析结果是正确的,流固耦合使得运动部件等效阻尼变大.本研究结果为研制水下振动台系统的动态设计技术和测试分析技术提供了重要的依据.