基于Fluent的自由液面搅拌流场数值模拟

基于fluent6.3仿真软件,采用滑动网格+多相流模型对无挡板圆柱容器、有挡板圆柱容器及无挡板方型容器搅拌流场进行了数值模拟,仿真研究了不同转速和挡板宽度对流场及液面形状的影响。仿真研究表明,该模型既适用于液面形状变化的强环流搅拌过程,也可用于液面近似为水平的完全挡板搅拌过程。由于该模型综合考虑了搅拌过程液面形状的变化,所以其流场仿真结果更为合理可信。     

基于Fluent的省煤器输灰管弯头流场数值模拟

针对火力发电厂粉煤灰气力输送时经常发生管道弯头磨穿的情况,设计了特殊几何结构的防磨弯头.选取两种不同几何结构的弯头,对其内部的气固两相流流场进行了数值模拟,并对其防磨特性进行了比较分析.     

输油圆管弯头段泄漏流场数值模拟

目前各国在役管道存在的老化及腐蚀等问题对人民生命财产安全构成了潜在的危害。如何及时准确地检测管道泄漏现象的发生,对管道安全运行及人民群众的生命财产安全具有重要意义.采用有限容积法,建立三维管道泄漏方程,分析了不同输送速度及泄漏孔径对泄漏后管内流场影响。研究发现：输送速度和泄漏孔径对管内压强、局部高压区、泄漏量、泄漏质量百分比的影响相反。管内压强和流量变化特性为高科技管道检测泄漏技术提供了可能性。     

纵向振动圆管流场与阻力特性的数值模拟

在绝大多数换热设备中,流体绕流诱发的管束振动现象普遍存在,并在很大程度上决定强化换热的效果.由于对换热管束振动条件下的流场与换热特性缺乏深入的分析,影响了流体诱导振动强化传热技术的推广应用.利用CFD流场软件对换热管束强迫振动条件下的流场分布、换热特性及振动阻力状况进行了数值模拟研究,考察了管束振动频率在0.33～50 Hz范围内漩涡生成与脱落形态以及换热管束的局部场协同程度.数值模拟结果表明,管束较高频率的振动显著改善了流场的场协同度,提高了换热效率.     

突扩流道内单相流动的数值模拟

对突扩通道内流体流动特性的研究具有重要的工程实际和理论研究意义。分别采用矩形网格和贴体网格,对不同扩张比(h/H)和不同入口Re数下突扩通道内的单相流动进行了数值计算,并将模拟结果与K.C.Karbi等[1]及Vijay K.Garg等[2]的计算结果进行了比较和分析。结果表明,当h/H0.5时,采用两种网格时的计算结果相差很小,且与实验结果吻合较好;但当h/H0.5时,两者的计算结果均偏离实验值较大。     

基于低雷诺数κ-ε模型冲击射流传热的数值模拟

冲机射流在机翼除霜、电子元器件散热等工程领域应用广泛,为进一步研究其传热机理,利用两种低雷诺数κ-ε模型对单股冲击射流的传热进行数值模拟,并与标准κ-ε模型及雷诺应力模型的计算结果进行对比。结果表明,低雷诺数κ-ε模型在两种工况下的计算结果均优于其他模型。湍流热扩散系数作为求解温度场最重要的参数,对传热的计算结果影响极大,通常用湍流普朗特数作为常数求解。在低雷诺数κ-ε模型的基础上,分别通过湍流普朗特数函数求解和t2-εt方程直接求解进行改进,并将计算结果进行比较。结果表明,使用湍流普朗特数函数形式求解湍流热扩散系数能给出更好的预测结果,直接求解仍需进一步改进。     

基于Fluent的海洋溢油数值模拟研究

针对海洋溢油扩散问题,基于Fluent模拟软件,建立二维数值水槽,分析比较不同海流速度和不同含气率条件下油气混合物的输移扩散特性。计算结果表明,海流速度越大,油滴尺寸越小,油气混合物的扩散面积相对较大;含气率越大,溢油上升的速度越大,油气混合物的扩散面积就相对较小。此数值模拟研究可为海上溢油回收工作及环境污染防治提供参考依据。     

基于Fluent的多种生物质颗粒燃烧数值模拟

基于ANSYS FLUENT(有限元商用计算流体力学)软件模拟烟煤、花生壳、落叶松、玉米秸、稻秆和棉秆6种颗粒在圆筒形燃烧室中的燃烧。对比分析了这6种燃料颗粒燃烧时燃烧室内各截面温度、不均匀系数、氧气质量分数和NO_x质量分数分布。模型燃烧室直径为1 m,长度为10 m。在燃烧室中心径向0.125 m范围内燃料颗粒通过流速为50m/s的高速气流以0.1 kg/s的质量流量喷入燃烧室,在径向0.125~0.5 m范围内通入流速为15 m/s的空气。燃料颗粒粒径为40μm,密度为1 200 kg/m~3。研究表明:高热值的燃料在各个截面上的最高温度均高于低热值燃料,烟煤、花生壳、落叶松、玉米秸、稻秆和棉秆燃烧时燃烧室最高温度分别为2 643.26、2 260.37、2 190.83、2 163.35、2 130.37和2 060.83 K;生物质燃料的温度分布均匀程度优于烟煤;生物质燃料产生的NO_x明显较少,其中棉秆最少;在余气系数均为1时,各燃料燃烧时燃烧室内最高温度均有所提高,但是整体仍然满足高热值燃料温度高于低热值燃料的规律。     

基于Fluent软件动网格法的瓦斯继电器内部流场模拟

鉴于瓦斯继电器误动故障频发,重瓦斯整定值的确定无相关理论支撑,且标准陈旧,针对某国产瓦斯继电器,应用Fluent软件中用户自定义函数(UDF)搭建了一个基于动网格法的计算平台,模拟了试验台无法提供的极端工况下重瓦斯报警过程,以得到继电器内流场细节。研究为整定值标准的制定提供了参考。     

低雷诺数下翼型绕流的格子Boltzmann方法数值模拟

文章采用混合格子Boltzmann方法模拟NACA0012翼型流场分离,该方法是将标准格子Boltzmann方法与非结构化有限体积方程相结合的一种方法。首先,分析不同网格分辨率下的计算精度;然后,分析了在雷诺数等于103的情况下不同攻角下翼型的气动特性;最后,计算了不同雷诺数下攻角为0°时的翼型流场。结果证明,混合格子Boltzmann方法在固体壁面有较高的计算精度,可以准确地评估翼型绕流流场。