基于CFD技术的管道过滤器内部流场模拟及其结构优化设计

采用计算流体动力学(简称CFD)方法对XYZ-100稀油站所使用的2FXG-32型过滤器内流场进行模拟分析,并根据模拟结果对过滤器结构进行优化。结果表明,经过结构优化后的过滤器减小了漩涡、死水区等水流状况,减少了能量损失;增大了有效过滤面积,提高了过滤效率;优化后过滤器结构紧凑,降低了生产和制造成本。     

某发动机复杂油路流场分析及优化设计

以某航空发动机附件齿轮箱“连通折弯式”的复杂油路为研究对象,对油路内部的三维流场进行仿真分析并建立压力-流量模型。基于流场的计算结果,分析齿轮箱进口润滑油流量不足的原因并提出优化方案。结果表明：该发动机因喷嘴结构设计不当,导致齿轮箱油路中局部流通面积较小,局部阻力损失较大,使得油路进口处的润滑油流量偏小。通过对喷嘴结构局部优化,提高了油路中局部流通面积,有效增加了进口的润滑油流量,满足了设计要求。优化后的齿轮箱油路中,压力损失最大的区域在每个喷嘴的喷孔段,但各个管流段压力变化不大,整个油路的压力分布更加合理。建立齿轮箱工作压力范围内的压力-流量的数学模型,为不同进口压力下的润滑油体积流量选择提供了数据支撑     

滤芯褶数对气体过滤器流体动力学性能影响的研究

基于三维褶模型,采用CFD技术对空气过滤器性能进行数值模拟计算,使用FLUENT软件中的多孔介质模型对空气过滤器进行了流体动力学分析。结果表明,增大进口风量会使过滤器阻力增大;增加滤芯褶数会增大过滤器的有效过滤面积,增大有效过滤面积可以降低过滤速度,从而减小滤芯过滤阻力。然而这种增加不是无限制的,增加褶数会减小褶间距,过小的褶间距会导致气流局部紊乱,气体间摩擦阻力增大,从而使得整个过滤器阻力增大。对于一定尺寸的过滤器存在一个最优的褶数使得过滤阻力最小。     

多孔介质单元区域的流场模拟及分析

利用三维软件对多孔介质排气管道进行模拟,通过CFD软件STAR-CCM+对多孔介质单元区域进行数值模拟,得到多孔介质单元区域的流场(速度流场、压强流场).结果表明:管道中间的多孔介质区域吸收了一部分气体,使得管道内部的压强降很小,同时管道内部的气体流速也在减小,说明多孔介质区域的吸附作用很强.为今后废气的排气管道的研究提供参考.     

大型多孔介质太阳能储能器的优化设计

基于k-ε湍流模型和多孔介质的定性损失模型,用ANSYS CFX软件对大型多孔介质太阳能储能器进行稳态流动的模拟分析。在给定边界条件的情况下,通过改变多孔介质孔隙率和储能器的结构参数,分析储能器输出功率的变化,从而得出储能器直径对介质的速度和温差乘积影响的局部灵敏度为0.45,孔隙率为0.12,多孔介质厚度为0.07,出口高度为0.001。以太阳能储能器输出功率最大为目标,通过优化得到三组参变量的设计点和一组响应点,其中设计A点对应的输出a值最大。     

基于CFD分析的某发动机进气歧管结构优化

进气歧管对发动机各缸进气均匀性和发动机动力性具有重要的影响。利用CAD/CFD相结合的手段对某发动机进气歧管的流通性能和进气均匀性进行分析和结构设计优化,结果表明:优化后的进气歧管具有良好的进气均匀性,满足发动机最大进气量、最大功率和扭矩的要求。并且,进气歧管的均匀性对发动机整体进气均匀性具有关键作用。     

四角切圆煤粉炉含过热器冷态流场数值模拟研究

由于数值计算网格量的限制,已有的针对炉膛内流场的数值模拟大多把过热器忽略掉。现提出把过热器简化为多孔介质模型,在计算过热器气动特性的基础上,有依据的设置多孔介质模型气动特性参数,使炉膛内流场仿真更接近于实物模型。湍流模型采用Realizable k-ε湍流模型,可以形象地再现炉内空气动力场。     

发动机冷却风扇性能的优化设计研究

针对面向性能的发动机冷却风扇叶片几何形状优化的问题,将参数化建模技术应用到对冷却风扇叶片安装角的描述中,建立了冷却风扇的参数化模型,以多学科优化平台Isight和商业流体模拟软件Fluent为基础,建立了一种模型参数化、网格划分、CFD分析和多目标优化相结合的发动机冷却风扇优化集成平台,并运用非支配排序遗传算法对冷却风扇进行了优化。对优化结果与试验结果进行了对比,分析了冷却风扇的内部流场。研究结果表明,优化后的风扇模型静压提高了12.840 6%,动压和风扇效率也有所提高,冷却风扇的整体性能得到了优化。     

空气滤清器的CFD分析及空气流动性优化

针对主机厂对某种空气滤清器的性能要求,运用CFD方法对某种空气滤清的内部流场进行了分析与改进.研究表明,未经改进的空气滤清器由于结构原因造成气流比较紊乱,流阻损失也比较大,经过设计改进后的空气滤清器流场分布相对均匀,流阻损失降低约7%.     

基于CFD技术的发动机水套选型及优化设计

水套是发动机冷却系统的重要组成部分,良好的水套设计能够使得各缸冷却液分布合理,换热均匀。在水套设计过程中工程师常常面临多种水套方案的选型工作,因此明确各方案的流动特点是非常关键的工作。介绍了一起在发动机的正向开发中利用CFD手段确定水套流场及在此基础上进行水套优化选型的实例。     

基于GT-Power和CFD的某发动机消声器结构优化与分析

针对某四缸发动机消声性能在某些工况下不理想的状况,本文通过在GT-Power中建立发动机及消声器耦合模型,同时联合使用CFD仿真,在不增大压力损失的前提下,对其消声器进行了优化.通过对消声器消声扩张比,扩张腔个数及长度,内插管长度的优化改进,提高了消声性能.结果 表明:优化后的消声器在260-690Hz范围内,消声量平...     

某功放模块的强迫风冷散热设计

介绍了某功放模块的强迫风冷设计方案,并通过CFD热仿真软件对温度场和风速场进行了计算分析.讨论了建模过程中常见的一些问题（如材质的选择、接触热阻的计算、风机的建模等）,并对该系统的风道阻力特性进行了分析,提出通过降低风道阻力,合理调整风机的工作点,或改变散热器的结构形式,对原有的设计方案进行了优化.     

某缸内直喷发动机进气歧管CFD模拟分析

进气歧管控制着发动机各缸的进气,尤其对于多缸发动机,进气控制对发动机各循环变动的影响非常大。对于四缸以下发动机的进气歧管采用稳态CFD分析完全满足优化设计要求,但对于四缸以上发动机需要采用瞬态CFD分析方法更为合适。进气歧管是发动机最关键进气系统部件之一,其核心功能是为发动机各缸提供充足均匀的混合气,是影响发动机动力性和经济性的关键因素;除此之外,电喷系统主要传感器和执行器均安装在进气歧管上,导致进气歧管结构复杂和高成本。计算机模拟可以降低开发成本,文中用三维CFD软件对某缸内直喷发动机进气歧管进行了稳态流动分析,通过CFD分析基本可以确定进气歧管结构要求,指导实际产品设计。     

基于STAR-CCM+的发动机冷却风扇CFD仿真分析

为了分析发动机冷却风扇的运行性能,对其进行了仿真分析。先将实体模型导入Hypermesh中划分面网格,再导入STAR-CCM+中生成体网格;然后建立风扇的CFD模型并进行仿真分析,对该风扇的流场和压力场进行了模拟,得到了流量和噪声的影响因素,同时验证了CFD仿真分析的可靠性。     

基于OptiStruct软件的某发动机空滤器支架拓扑优化分析

基于某发动机空滤器支架一阶模态不合格问题,利用OptiStruct软件对空滤器支架进行了拓扑优化,并对前后一阶模态频率进行对比分析.结果表明:在支架质量无明显变化的情况下,优化后结构的一阶模态频率增加67％,优化效果明显,提高了支架性能和结构效率,为发动机支架类模态优化问题提供了可借鉴的方法.     

侧进风袋式除尘器分风屏组合优化设计

为了更好的提高侧进风袋式除尘器的分风均匀性并降低袋室运行阻力,以分风屏的布局,开孔率为研究对象,通过拉丁超立方实验,径向基神经网络模型(RBF)与退火模拟算法(ASA)和序列二次规划法(NLPQL)的组合优化算法,在Isight集成优化平台上,对其完成了协同优化。结果表明:优化模型与原模型相比分风均匀性改善了10.17%,阻力降低了3%;分风屏能有效减少迎风面滤袋的气流速度,提高滤袋寿命;采用组合优化的方法能为侧进风袋式除尘器研究设计提供有效参考。     

基于CFD的滤材仿真参数研究

在滤清器开发的过程中引入计算流体力学技术。根据流体流动的基本规律,将滤清器中的滤层等效于多孔介质进行三维流场计算。以Darcy方程为基础,通过滤材厂商提供的材料特定参数计算出CFD计算所需的多孔介质开孔率、粘性阻力系数和惯性阻力系数,并在实验台上对比验证了仿真结果的精确性。