基于Fluent的均流孔板阻力特性数值模拟研究

均流孔板作为空气净化设备送风系统的气流均布元件,在增大腔体气流均匀性,提升设备净化效果方面具有明显优势。为了研究均流孔板结构及相关参数对其阻力特性的影响,基于流体力学理论,以空气为介质,在入口风速为0.5～8 m/s范围内,对开孔率为0.07～0.48、孔数为286～3185、相对厚度为0.17～0.75的均流孔板进行了阻力特性数值模拟分析。分析结果表明:开孔率对均流板的阻力特性影响显著,相对厚度次之,在高开孔率条件下入口风速对孔板阻力特性影响较小,并且开孔间距与开孔孔径对湍流强度有着重要影响。     

车用压缩机管道内部流场分析与优化设计

针对某电动客车的往复式压缩机组振动明显,本文就其中一段管路进行气流脉动研究,而孔板是抑制气流脉动最简单有效的方法,虽然在相关行业中已被广泛应用,但是目前孔板的各个设计所需参数还处于靠经验取值阶段.针对这种情况,根据计算流体动力学(CFD)方法建立了管道系统的流体力学模型,选择了合理的边界条件,通过数值模拟,分析了不同孔径比、孔板厚度、孔板位置对管道系统气流脉动的影响,并与无孔板的情况进行了比较,表明添加适当尺寸参数的孔板确实对管道系统的气流脉动具有良好的抑制效果.     

分流板开孔面积对微通道换热器流量分配的影响

以水为工质,试验研究了3个结构相同但开孔面积不同的分流板的流量分配性能。结果表明:当雷诺数小于2500时,开孔面积对分流板的流量分配均匀性有明显影响,流量分配均匀性最好的是分流板B(开孔面积为150.7mm2),最差的是分流板C(339mm2)。随着雷诺数的增加,分流板A(45.6mm2)和C的均匀性会提高,而B的均匀性几乎不变化。当雷诺数大于2500时,开孔面积和雷诺数的变化对分流效果的影响很小,3个分流板的流量分配均匀性很接近。分流板B的流量分配稳定性最好,安装分流板后试验件的流量分配均匀度比无分流板时提高1倍以上。     

电除尘器内气流分布板参数对气流均布性影响

气流分布板开孔率及孔径对电除尘器电场区域内气流均布性和除尘效率有着重要的影响,利用计算流体动力学(CFD)软件,采用实际建模的方法改变气流分布板开孔率、开孔直径,对某型号电除尘器内部气流分布状态进行数值模拟分析.结果表明:使用三层气流分布板,开孔率设置为40％-30％-30％,孔径为60 mm,在电除尘器电场区域内可以...     

带孔板超声波喷丸成形研究

为探索超声波喷丸成形技术对带孔板铝合金的单曲率喷丸成形效果,通过对喷丸成形后带孔板的成形曲率半径和成形缺陷进行研究,分析了带孔板的喷丸成形特点;构建了带孔板喷丸成形质量评估体系;探讨了喷丸工艺参数对带孔板喷丸成形质量的影响。结果表明:孔的存在使带孔板孔周围残余压应力得到一定程度的释放,导致孔区域曲率半径变大;采用(5%~10%)D的喷丸孔边距可以有效避免孔边缘轮廓的变形,大于1.5 A的电流强度可以显著的提高喷丸成形能力,3 mm撞针喷丸轨迹间距为1.5~2.4 mm时带孔板的喷丸成形效果最佳。     

孔中心距对限流孔板压降的影响

为研究多级限流孔板(MHO)中布孔的中心距对压力降的影响,先根据设计标准计算出多级限流孔板的基本结构参数。在此基础上,基于Fluent的Standard k-ε湍流模型,建立了流体的三维数值计算模型,对降压作用最大的第一级限流孔板(MHO-1)的压降Δp_1进行了调查。数值计算结果表明:等间距布孔时,MHO-1、第二级限流孔板(MHO-2)的孔中心距分别为28 mm、30 mm时,Δp_1最大;MHO-1上孔中心距不变时,只改变等间距布孔的MHO-2上第1层孔中心距d_(2c1)和第2层孔中心距d_(2c2),d_(2c1)的变化比d_(2c2)的变化对Δp_1的影响更加明显;总体趋势是Δp_1随着MHO-1、MHO-2上孔中心距的增大而减小。     

新型人字形组合板式换热器及导流区的数值模拟

基于计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)方法,运用SOLIDWORKS三维建模软件和FLUENT软件对一种新型人字形组合板式换热器及四种新型导流区进行研究。分析了不同设计参数的新型人字形组合板式换热器换热系数和压降,得到优化后的设计参数;从流型、压降、出口流体均匀分配程度等方面对市面上常见的2种导流区进行分析,在此基础上提出4种新型导流区,通过数值模拟研究其导流效果。结果发现:新型人字形组合板式换热器J型板较市面上常见的M型板的综合性能更优。当组合板中大波纹倾角板片(②板片)的倾角为60°,波纹截距为18 mm、16 mm或者14 mm中某一值时,随着组合板中小波纹倾角板片(①板片)波纹倾角增大,无论是冷流体还是热流体,表面传热系数和压降均增大。当①板片的波纹倾角为30°或40°,②板片的波纹截距变化对组合板片的性能影响不大;当1板片的波纹倾角为50°,②板片的波纹截距变化对组合板片的性能影响较大。导流区的设计对流体分布情况起主要影响作用。市面上常见的某种常规型导流区导流效果差,压降大,某公司M系列巧克力块型的导流区导流效果较好,压降小。4种新型导流区比常规型导流区的导流效果更好,压降介于常规型和巧克力块型之间,其中新型导流区Ⅲ的导流效果最好,压降很小。     

基于尾部减阻装置的厢式货车减阻效果研究

为了减少厢式货车的气动阻力,设计了矩形、椭圆形及三角形等3种尾部导流板。研究了尾部导流板安装倾角和尺寸对货车气动阻力的影响,获得了不同减阻方案的风阻系数、速度场、压力场及湍动能分布等流场特性。采用正交试验方法研究了尾部导流板形状、安装角度和导流板长度等3个影响因素对货车风阻系数的影响。在总结减阻机理的基础上设计了两种新型尾部减阻结构,并对其进行数值模拟。结果表明,尾部导流板可以改善尾部的流场结构,使尾部气流延迟分离,具有较好的减阻效果。新型减阻结构的尾部隔板可以将尾部旋涡破碎,减弱尾部涡流强度,使尾部压力增大,相对货车原始模型,其减阻率达到了9.29%。     

制孔钳

这项工具(图1)可在各种金属或非金属薄板上打孔,板厚不超过2mm,孔中心距边缘不超过50mm,孔径不超过5mm。特别适用于仪器,玩具、民用产品箱体内腔边缘,钻床或手电钻无法达到的场所。使用时,将上模顶尖对准制孔位置,操作上下手柄     

直接式火药固钉器消声结构设计及仿真分析

针对直接式火药固钉器射钉过程中膛口噪声过大问题,在其内部设计了开孔式消声结构。基于LS-DYNA与Fluent联合仿真,分析消声结构的孔径和孔距对射钉威力和膛口噪声的影响。在LS-DYNA中基于爆轰理论选用ALE流固耦合算法,对炸药在膛内爆炸射钉侵彻靶板过程进行仿真分析,分析孔径和孔距对射钉威力的影响。提取炸药爆炸瞬间膛内压力值作为膛口噪声分析的初始压力值,以射钉侵彻靶板的速度作为边界条件,基于动网格技术,采用Fluent软件分析了射钉过程中的流场和噪声,并与噪声试验结果进行了对比。结果显示,随着孔径的增加,射钉侵彻深度近似呈线性下降;随着孔距增加,越靠近爆炸中心位置,侵彻深度呈非线性下降。在保证满足射钉威力的前提下,孔径和孔距最佳设计值分别为1.75 mm和23 mm,相对无消声结构可降低噪声约10%。     

空气冷却塔的设计改造

测定空气冷却塔筛板的孔径、孔数、开孔率、板间距、压降以及漏液速度等流体力学性能参数,并对试验数据进行理论分析及模拟研究,摸索出对大孔径（φ10mm）、大开孔率（〉20％）的无溢流筛板,给定塔径、空气、水量及流速,选择塔板筛板塔的结构（孔径为d0、孔心距为t、开孔率和板间距）进行迭代计算的设计计算方法。     

基于正交试验的风道加热器流场及温度场分析

为提高加热效率,降低气体流过风道加热器的压力损失,通过L₉(3⁴)正交试验法并结合数值模拟对其结构进行优化。以第一、二级导流板的长度和角度为影响因素,以温升和压降为评价指标,采用Fluent对9种试验方案进行定常模拟。通过正交试验得出最优结构,并对优化前后的风道加热器流场和温度场进行分析。研究表明:第一级导流板角度对温升的影响最显著,第二级导流板角度对压降的影响最显著。最优结构时两级导流板角度分别为21°和27°,长度分别为170 mm和150 mm。与优化前相比温升提高2.59%,压力损失降低15.95%,内部涡流减弱,湍流动能减小,气流更加平稳,达到优化目标。     

铣刨机转子安装架的拼焊及机加工工艺分析

正1.结构分析安装架一端为减速机连接孔,另一端为轴承支座连接孔,两端孔同轴度要求为0.12mm;安装架上端与铣刨机车架相连,连接面与两端连接孔轴线平行度0.06mm(见图1)。安装架前后分别是皮带拖斗提升液压缸耳板,后刮板提升液压缸耳板,前后液压缸耳板开档尺寸均与机架中心对称,保证拖斗及后刮板的装配位置(见图2)。     

Al/PTFE活性破片高速碰撞双层间隔铝靶数值模拟

分析Al/PTFE活性破片高速碰撞双层间隔铝靶作用过程,在AUTODYN-2D平台上采用光滑粒子流体动力（SPH）算法,对Al/PTFE活性破片撞击双层间隔Al靶板的过程进行了数值模拟,得到了双层靶板间距对后靶孔径及着靶速度的影响规律。在相同靶板厚度下,靶板间距为120 mm时,活性弹丸贯穿后靶板的孔径最大;80～120 mm孔径逐渐增大,120～160 mm孔径逐渐减小。弹丸前部分的着靶速度随着靶板间距的增加而减少,而后部分的剩余速度先递减,120 mm的靶板间距达到最小,随后递增。利用一级轻气炮加载Al/PTFE破片作用双层铝靶进行实验,验证数值模拟方法的有效性,活性破片的碎裂是由弹丸撞击产生的冲击波和稀疏波相互作用诱发产生,碎片云的爆燃反应增强了对后靶板的毁伤,使得活性破片对后靶板的毁伤效应增强。     

疏水调节阀降压套筒节流孔板射流流动特性数值模拟研究

疏水调节阀运行时产生的流激振动严重影响着稳定性与可靠性。采用降压孔板作为疏水调节阀多级节流内件的简化模型,基于计算流体动力学方法对不同开孔间距、不同开孔形式的孔板模型进行了射流流动特性数值模拟,定量分析不同孔间距、不同开孔形式下孔板的射流流动特性并将数值模拟结果与理论解与实测值进行了对比验证。结果表明:孔板开孔间距超过20 mm时,射流的卷吸作用会逐渐减弱,随着孔间距增加,其介质流速与压力波动程度都有所降低;当开孔间距以及开孔最小直径相同时,开孔形式为缩孔孔板的最大流速与总压均小于扩孔孔板模型,倒圆角模型孔板的最大流速与总压均小于无圆角孔板模型,故带倒角的缩口开孔形式的孔板作为套筒的首选节流件;射流孔中心轴线方向的径向流速分布与施力赫廷理论解和理查德实测值分布趋势一致,且初始段与基本段的径向速度分布并无明显区别。     

微穿孔板的吸声特性研究

微穿孔板是一种防火性能强,吸声效果好的共振吸声体,由于其吸声性能好,结构简单,所以被广泛的应用到吸声降噪领域,但是目前对其特性的研究还不够完善,因此研究微穿孔板的吸声特性是很有必要的。采用传递函数法利用声望SW系列驻波管通过测量微穿孔板不同参数下的吸声系数,得出了微穿孔板在不同孔径和孔间距以及在不同的空腔深度下的吸声系数,并结合实验数据分析说明了孔径、孔间距及空腔深度对微穿孔板吸声特性的影响。结果对微穿孔板性质的研究有一定的指导意义,为吸声材料的研发提供了参考,有利于降低噪声污染,改善环境。     

压缩机出口处导流板的模拟与改进

针对压缩机出口处导流板内流场的不均匀性,提出了几种导流板改进的方法来削弱漩涡的影响,提高均匀性。改进的方法为:添加短导流板、改变导流板的几何安装角、切割导流板以及降低导流板的弯曲度。借助Fluent软件对导流板改进前后的流动进行数值模拟,结果表明:降低导流板弯曲度或添加一半的导流板,均对漩涡削弱明显,效果好,其余方法的效果较差。     

开孔折流板对列管式换热器传热性能的影响研究

针对由传统弓形折流板结构带来的壳程流动死区,从而引起的流动阻力大、传热效率低等问题,本文对折流板进行开孔,通过数值模拟的方法研究开孔折流板结构对列管式翅片换热器壳侧流体流动、传热及阻力性能的影响。研究发现,折流板开孔后,壳程流动死区明显减小,壳程传热系数及压降同比开孔前降低了;综合换热性能同比开孔前提升了。壳程压降随开孔率及板间距的增大而减小,壳程努塞尔数Nu随板间距的增大逐渐增大。从综合换热性能及场协同的角度分析发现,开孔率x=0.229、折流板间距H=85 mm的列管式换热器综合传热性能最佳。     

基于FLUENT的孔板消减气流脉动的数值模拟

在输流管道内的适当位置添加孔板作为一种简单有效的消减管道气流脉动的方法,已经在生产实践中得到广泛应用,但是对于孔板开孔率和开孔数这两个主要设计参数的共同研究很少。针对这一问题,现以弯管为例,采用数值模拟软件Fluent建立管道三维定常流动模型,分别计算单孔不同开孔率孔板下以及不同开孔数相同开孔率下管道内部的脉动状况,并与不加孔板时的情况进行了对比。通过数值模拟,表明添加适当尺寸孔板能够起到一定的脉动消减作用,同时得出在开孔率为30%和开孔个数为1的情况下,穿过孔板的气流不均匀度由23.12%下降到0.60%。     

汽车外流场数值模拟及优化设计

利用三维建模软件UG建立阶背式轿车几何模型,并采取CFD技术进行汽车动力学分析。得到轿车气动力分析结果以及轿车压力分布和尾部速度分布结果。分析结果显示气流在尾部发生了分离,产生了涡流区,增加了汽车前后部的压差,使汽车阻力和升力增加。为了提升轿车的流场性能,采取了安装扰流板和导流板对汽车流场进行优化设计,并再次对其进行有限元分析。通过对比优化前后的有限元仿真分析结果,结果表明安装扰流板和导流板的汽车模型的尾部上方阻力明显增大,升力同时也减小了,大大增加了汽车行驶时的安全性以及汽车的易操控性。