不同T型管汇液-固两相流颗粒冲蚀数值模拟

目前对不同管汇处流场变化导致的冲蚀研究较少,基于计算流体动力学(CFD)仿真技术,研究了普通、球形、椭球形、梭形四种不同管汇T型管在颗粒流下的冲蚀行为.结果 表明:当采用垂直管为入口管,水平支管为出口管的“一进两出”流动方式时,通过截取不同角度的流动切面发现椭球形管汇仅在45°～60°贴近管道壁面处产生一对二次流迪恩涡...     

基于气液两相流的聚合物气辅挤出数值模拟

为了更准确地反映气辅挤出中气体对熔体成型的影响机理,建立了气液两相流模型,对不同气压作用下的熔体挤出成型进行了有限元数值模拟,得到了气辅作用下熔体的流速、压力降和第一法向应力差等分布。与完全滑移边界条件的模拟结果对比发现,基于气液两相流的气辅挤出,熔体的流速、压力降和第一法向应力差等物理场均存在较大变化。实验也验证了熔体挤出成型受气压的影响较大。对模拟和实验结果分析表明,气体的辅助作用对熔体产生的第一法向应力差,是造成熔体流速、压力降和成型产生变化的主要原因。而这些是以完全滑移边界条件气辅模拟方法无法体现出来的。因此,气辅挤出模拟需要考虑气体层对熔体成型的影响,并且在实际气辅挤出加工中,需要合理地设置气压等工艺参数。     

竖直管道内冰浆流体流动特性的数值模拟

为研究竖直管道内冰浆流体流动特性,采用基于颗粒动力学理论的两相流双流体模型,通过CFD模拟研究了竖直管道内冰浆流体的等温流动过程。结果表明,在竖直管道内冰浆湍流输送过程中,流速沿管道中心轴线处近似呈对称分布。当冰浆流速较低时,管道截面处冰粒子的速度分布梯度较小,浓度分布趋于均匀,而随着冰浆流速升高,冰粒子的流场及浓度场均呈现出一定的梯级分布:管道近壁面处冰粒子浓度较低,而管道中心处冰粒子浓度较高,并在略偏于管道中心轴线位置处冰粒子浓度达到峰值。竖直管道内冰浆流体的流向变化对速度分布影响较弱,但对冰粒子浓度分布会产生一定影响,进而使得冰浆流体的管道压降在不同流向时存在着一定差异。     

板带式速冻机内部通道流场的数值模拟

用PHOENICS软件对某型板带式速冻机载货板带运动时的内部通道流场进行了数值计算.分析了板带运动、空气进口速度、流动通道高度、空气入射角对内部流场的影响.研究表明:正常工况下板带运动对流动通道空气速度分布没有影响;空气进口速度和通道高度的选取应该综合考虑空气流速大小,流速均匀性,流动阻力损失三方面因素;最佳空气入射角应该为0度.     

多元平行流冷凝器数值模拟

介绍了多元平行流冷凝器的结构特点和前人的研究成果,对平行流冷凝器的流动和传热特点进行了深入分析,在此基础上运用分布参数法建立了稳态数学模型,对某种规格的平行流冷凝器在一定工况下数值模拟,计算得到不同迎面风速下平行流冷凝器流动换热情况。结果表明,多元平行流冷凝器在冷凝换热时较常规换热器具有显著优越性,迎面风速对冷凝换热的影响存在一个临界范围。     

Direct Numerical Simulation of Supersonic Jet Flow

A numerical method is given for direct numerical simulation of the nonlinear evolution of instability waves in supersonic round jets, with spatial discretisation based on high-order compact finite differences. The numerical properties of a class of symmetric and asymmetric schemes are analysed. Implementation for the Navier–Stokes equations in cylindrical polar coordinates is discussed with particular attention given to treatment of the origin to ensure stability and efficiency. Validation of the schemes is carried out by detailed comparison with linear stability theory. The computer code is applied to study the initial stages of nonlinear development of unstable modes in a Mach 3 jet. The modes of instability that are present include strongly unstable axisymmetric acoustic and helical vortical waves, as well as weakly unstable radiating acoustic and vortical modes. Three distinctive wave patterns are observed from the simulations including a cross-hatched internal shock structure. Nonlinear interactions between the vortical and acoustic modes are investigated.     

涡轮流量计内部流场数值模拟研究

利用数值仿真技术对涡轮流量计内部流场进行了研究,目的是为优化涡轮流量计的结构设计提供指导。利用叶轮转速与平均力矩系数存在线性关系,提出两点法确定叶轮在力矩达到平衡状态下的转速。数值分析结果表明,前导流件叶片后形成的尾流影响叶轮人口的流体速度分布,继而影响叶轮的旋转稳定性;叶轮叶片压力面上靠近叶片前缘以及吸力面上靠近尾缘处存在压力突变区,易产生脱流现象;叶轮轮毂前后间隙区内流体受叶轮旋转影响而易产生漩涡流和明显的切向速度分量。     

A Numerical Simulation of Swirling Flow Pneumatic Conveying in a Vertical Pipeline

A numerical prediction for the axial and swirling pneumatic conveying in a vertical pipe was performed based on an Eulerian approach for the gas and a stochastic Lagrangian approach for the particles, where κ – ? turbulence model, the model of particle-particle and particle-wall collisions, was adopted. The numerical results are presented for polyethylene pellets of 3.2mm diameter conveyed through a pipeline of 12m in height with an inner diameter of 80mm. The initial swirl number was 0.0 and 0.68, the mean gas velocity varied from 11 to 17m/s, and the solid mass flow rate was 0.03 and 0.084 kg/s. From the numerical analysis, the swirl decay of the swirling gas-solid flow was found to be rapid in the acceleration region and approached the clean swirling flow in a fully developed region. The turbulent kinetic energy and energy dissipation rates of the swirling gas-solid flow increased near the wall and reduced in other regions. The comparison of predicted values with measured data showed a good agreement.     

涡轮分级机分级轮流场的数值模拟与分析

为进一步研究涡轮分级机流场中的分级轮径向速度和分级区流场分布情况,更好地指导涡轮气流分级机的设计、优化和运行,通过用FLUENT6.2中的分离-隐式求解器对涡轮分级机的流场进行了模拟与分析。主要针对分级机径向速度的均匀性分析,并与实验进行比较。结果表明:进入分级轮的气流径向速度不均匀,分级轮的高度越高,径向速度越不均匀,较高的分级轮会有部分气流外溢,外溢位置、大小与分级轮的高度相关,从而引起进入分级轮的径向气流速度反而增大,高径比最好为0.3～0.5。     

纳米颗粒固液二相流实时观测

为实现对固液二相流中纳米颗粒运动的实时观测,选用荧光显微镜、CCD摄像机及注射泵等设计了一套纳米颗粒固液二相流观测设备．采用此设备对纳米颗粒尺寸为55nm左右的小管道固液二相流动实现了实时观测．实验结果表明,纳米颗粒在小管道中的流动与流体运动基本一致,随动性较好,在流体小管道流动的研究中可作为示踪粒子使用．随着流量的增加,纳米颗粒运动速度出现分散分布．溶液中纳米颗粒浓度对二相流管道横截面上的流动状况有一定影响．     

U型管内部流场运动数值分析

空调制冷器U型管内部流动特性对空调制冷器对流换热的影响很大,利用FLUENT软件,选用RNG k-ε湍流模型对U型管内部流场进行数值分析,得出了在U型管弯管处的流体具有二次流以及外侧流速和压力大于内侧的流动特性,在弯曲段内、外侧边界层厚度出现差异,解释了空调制冷器中U型管内外侧换热的差异,对改善制冷器性能以及制冷器的设计具有一定的参考价值。     

竖直通道内降膜流动数值模拟

降膜蒸发是一种高效的传热技术,平均液膜厚度是考察降膜蒸发传热性能的一个重要影响因素。本文基于VOF算法,建立了水和空气沿二维竖直通道降膜流动的CFD模型,模拟研究了液膜速度、工质种类、同向和逆向气流对平均液膜厚度的影响。结果表明：提高液膜速度会增大平均液膜厚度;气相工质对液膜厚度影响不大,而液相工质对液膜厚度影响较大,液膜厚度随液相黏度增大而增大;同向气流对入口段和发展段的液膜厚度影响不大,稳定段液膜厚度会随着同向气流速度的增大而减小;平均液膜厚度随逆向气流速度增大而降低,当逆向气流速度达到2.5 m/s后,气流速度对液膜厚度的影响减小。     

T型三通管道不同流向的数值模拟分析

在管道使用过程中,由于管道介质中夹带微小固体颗粒易产生冲蚀磨损造成管道穿孔而发生泄漏等问题,为此,运用Fluent软件中的DPM冲蚀预测模型,对不同气流方向下的T型三通管的冲蚀、应力和形变量进行数值模拟,从而得出受冲蚀磨损比较严重的区域以及产生最大应力和形变的区域.结果表明:经过分析,三通管在使用过程中易出现冲蚀磨损、...     

科氏流量计气-液两相流的数值模拟

针对科氏流量计在测量含气-液两相的流体时,流量计随着气体含量的增加,测量稳定性逐步变差的问题,采用流固耦合有限元技术,对科氏流量计进行了模态分析和流固耦合振动分析。作为一个实例,使用该方法模拟气泡含量以及分布对测量稳定性的影响,在气泡含量1%左右时测量相对稳定,气泡含量大于5%时测量稳定性很快变差。     

Numerical Simulation on the Flow Field of a Four-channel Coal Burner

In this paper,the numerical simulation on the flow field of a four-channel coal burner was investigated with Fluent software.The three-dimension model was created with UG software.The structure was meshed by using Gambit software.The realizable κ-ε turbulence model and simple method were adopted.The variation of the inner flow field of the burner was studied and analyzed.The results simulated to the burner by the realizable κ-ε turbulence model show that the contours of the flow field accord with the actual...     

搅拌摩擦焊焊缝塑性流动规律的数值模拟

使用FLUENT流体工程仿真软件对搅拌摩擦焊缝金属的塑性流动进行了数值模拟;初步得出了搅拌摩擦焊焊缝塑性流体流动规律.实验结果表明:随着距轴肩和搅拌针距离的增大,速度场开始减弱,焊缝金属由顶面向底面、由搅拌区向旋转区的流动也随之减弱.     

纺锤体流量计的流场数值模拟

介绍了一种新型的节流式差压流量计——纺锤体流量计（又名槽道流量计）。数值模拟结果表明,在来流规则或畸变情况下纺锤体等直径段部分均能很好地形成环形槽道流动,使测量重复性和精确度得到大幅提高成为可能;同时,由于完全避免了流动分离,在高雷诺数下的压力损失与所得差压之比可小于孔板流量计的二分之一。实验结果验证了数值模拟的可靠性。     

固液两相流下离心泵内特性和颗粒分布的数值模拟研究

基于计算流体动力学(CFD)和数值模拟的方法,研究固液两相流下的离心泵内特性变化规律、颗粒分布和速度,从而进一步探索离心泵的磨损规律。计算结果表明,颗粒的浓度和密度对离心泵内特性存在一定的影响,总压和湍动能系数k(液相)随着θ角度增大呈现出周期性波动的现象,并且总压和湍动能系数k(液相)在不同的工作条件下的波动的规律比较相似。在不同的颗粒浓度下,蜗壳中固相颗粒浓度沿着蜗壳半径方向向外逐渐增大,其中隔舌出口附近的蜗壳内边缘处的浓度最高,且在隔舌出口附近颗粒分布较为不均匀。此外,颗粒密度对颗粒在离心泵内分布的影响较为明显。相比于大密度颗粒工况,当颗粒密度较小时,离心泵流道内颗粒分布较为均匀。颗粒速度大小和浓度的分布在叶片的工作面和背面有着明显的不同,在叶片工作面上,颗粒在叶轮进口附近易集中,在叶片背面上,颗粒在叶轮进口附近和叶片末端易集中,从而推断在叶片工作面入口上边缘处和在叶片背面的末端磨损更有可能被磨损。