动力舱排烟管引射口外形结构优化研究

以某车辆动力舱热流场为研究对象,使用虚拟仿真技术对动力舱结构和内流场进行建模,计算车辆本身引射口的流场分布,通过改变引射口的长度和扩散角度改善舱内的温度环境。分别对比原长度和原角度与优化后长度和角度的流场分布云图,综合分析这些计算结果,获得合适的结构优化结果。最终实现降低舱内工作温度、优化舱内流场的目标,为车辆动力舱的设计奠定了一定的基础。     

航空发动机试车台排气引射器性能的数值模拟

利用数值模拟的方法,研究了地面试车间内喷管-引射器流动规律。改变引射器直径及引射器与喷管距离,得到16种尺寸组合的几何模型并分别计算了相应的压力场及引射流量,分析尺寸变化对推力测量及引射流量比的影响,对引射器直径及引射器与喷管距离的匹配关系给出了建议。仿真结果表明,最佳匹配的与成非线性关系,引射流量比与引射器直径近似成线性关系。     

喷管通道内气体流动特性的实验分析与数值模拟

简述了喷管性能测量分析系统的组成结构。对喷管性能数字化测量的硬件和软件的设计及配置做了描述;实验分析了管内气体的流动特性。运用CFD软件FLUENT模拟了喷管在不同工况下的流场,将数值模拟结果和实验分析结果进行对比,确定模拟的正确性和对工程实际应用的指导意义,为喷管的优化设计提出了有效的技术途径。     

单喷嘴冲击式气动旋转驱动器的三维流场数值模拟

文中建立了单喷嘴冲击式气动旋转驱动器的三维几何模型和网格划分，定义了计算域，应用流体动力学方法对其进行了三维流场数值模拟。分析了旋转驱动器内的流场分布情况和局部流场细节，并通过实验对质量流量和输出转矩的计算结果进行了验证，实验结果与计算结果基本一致。三维流场数值模拟结果对旋转驱动器的性能评价与结构改进提供了理论依据。     

基于FLUENT的火箭发动机喷管流场数值模拟

根据火箭发动机喷管设计要求及限制条件,给出喷管型面设计方法。采用计算流体力学(CFD)方法,用单方程(Spalart—Allmaras)湍流模型,借助FLUENT软件对喷管在主要工作状况下的流场特征进行了数值模拟,得到了喷管壁面上的马赫数分布图、压强分布图、流线分布图等计算结果,并对其进行了分析和总结。为固体火箭发动机喷管的设计与研究提供有效参考。     

机载液压系统的燃油/空气引射换热器仿真研究

分析指出某机载燃油/空气引射换热器结构具有大阻力引射特性,通过采用带阻力的大气压力边界条件取代其板翅式换热器模型,实现了整个引射换热器数值模拟。与试验数据间对比结果显示该文给出的数值模拟方法可以获得较好的计算结果,地面试验时换热器存在较大的热平衡误差。     

流量自调式真空发生器流场数值模拟和调节策略研究

针对目前使用的射流式真空发生器耗气量大的局限性,提出了一种带可调锥的流量自调式射流真空发生器的新结构.为了解决该真空发生器在减少耗气量与维持真空度之间的矛盾,以寻求最佳的流量调节方案,需要对调节过程的二维流场和可调锥的受力进行高精度的分析.为此对该型真空发生器内部超音速流场进行了数值模拟,分析了可调锥的不同工况对流道内流场中压力和马赫数分布的影响规律.结果表明,随着可调锥进入真空喷管喉部距离x的增大,可调锥对真空喷管内的流场扰动加剧,真空发生器的引射能力减弱.因此,为了保证正常工作所需的真空度并达到最大的节能效果,应将可调锥进入真空喷管喉部的距离控制在一定的范围内.分析表明,如果可调锥进入喷管喉部的距离不超过2 mm,则可使最低真空度大于65 kPa,并能减少30%的耗气量.     

多喷管两级式新型引射器分析

针对传统引射器流体混合程度不均匀、能量损失大、引射效率低的问题,提出一种新型多喷管两级式引射器模型,本结构模型一方面增加了一个进风口,并将其设置为对称式;另一方面创新性的将多喷管引射器与两级式引射器相结合;并建立数值仿真模型,对其关键结构参数与引射性能之间的相关性进行分析,以提升其引射性能。结果表明引射系数随混合室长度的增加先增加后降低,在L=13mm时有最优引射系数,约为0.68;引射系数随混合室直径增加先增加后降低,在D=5mm时有最优引射系数,约为0.65;引射系数随工作流体入口速度增大而先急剧增大后保持平缓、变化不敏感。本结构模型能够有效的提升引射系数,降低能量损失。     

变循环发动机多涵道高隐身排气系统的气动研究

为揭示新型VCE排气系统多模式工作特征,构建了具有高隐身多涵道特征的变循环发动机二元S弯排气系统模型,并对其进行数值仿真。结果表明:单涵道模式下,二元S弯喷管流场呈现特有的二次流流场;多涵道模式结合了引射-混合器与喷管的工作特征。双涵道模式下,S弯喷管流场二次流强度增加,且总压、推力性能随着涵道与主流引射流量比增大而增大;三涵道模式下,随着第三外涵压力增大,喷管总压、推力性能有所降低,且保持在0.6%以内。     

电解车削加工流场的数值模拟及工艺试验研究

针对电解车削加工的流场设计,基于内喷式阴极结构和电解液流道的物理模型建立了相应的数值模型,应用计算流体力学方法进行求解,得到了流场的速度和压力分布。根据求解结果,分析了阴极内部结构对流场的影响;通过改进阴极的内部结构,得到了相对较好的模拟结果;结合工艺试验,验证了数值模拟的准确性,表明可将计算流体动力学的方法用于流场的模拟和指导阴极结构的改进设计。     

二维超音速喷管型线设计仿真研究

采用计算软件FLUENT,对四种经典收缩段型线下的流场特性进行数值模拟,为选择超声速风洞收缩段的型线提供依据。基于特征线理论,利用解析法完成超音速喷管膨胀段型线设计,通过分析总压恢复系数及均匀度等流场参数,确定型线膨胀角角度及喷管长度。结果表明,收缩段型线选用双三次曲线,膨胀角度3.5°的情况下,超音速喷管出口达到了设计要求马赫数,并获得了较好的气流品质。     

两级电液伺服阀双喷嘴挡板阀内流场计算与分析

双喷嘴挡板阀是两级电液伺服阀的前置级,其结构参数对电液伺服阀的性能有着重要的影响。利用流场计算软件,对双喷嘴挡板阀的喷嘴在不同结构参数组合下的流场进行了计算,并分析了其液流特性,如速度特性、压力特性、流量特性等。研究表明:通过喷嘴挡板阀的流量随喷嘴直径、喷嘴端面直径和喷嘴外夹角的增大而增加,喷嘴挡板阀的压差却相应地减小;而喷嘴长度、喷嘴内夹角和腔内径对喷嘴各项性能影响不大。通过比较分析找到最佳结构参数组合,为双喷嘴挡板电液伺服阀喷嘴的工程设计提供理论依据和参考。     

喷嘴雾化流场数值仿真及结构改进研究

针对空气喷嘴形状对雾化性能影响的问题,对不同扇面结构参数下的空气喷嘴的雾化性能进行了研究,对空气喷嘴结构参数与雾化流场之间的规律进行了归纳,提出了一种空气喷嘴的结构模型,基于雷诺N-S方程与标准K-ε湍流模型以及标准壁面函数法,采用CFD方法对不同扇面孔数量及不同扇面锥角下的空气喷嘴的雾化性能进行了数值仿真,分析了空气喷嘴不同扇面参数的改变对雾化性能的影响,并通过搭建喷枪台架实验,对优选的结构模型进行了实验验证。研究结果表明,仿真结果与实验数据基本符合要求,改进后的空气喷嘴雾化性能得到了改善,为今后空气喷嘴结构的优化设计提供了一定的参考。     

3D打印燃气轮机天然气喷嘴的流场仿真分析

开展3D打印天然气喷嘴流场仿真研究,为小型化燃气轮机控制技术的提升奠定基础.利用Solidworks、ANSYS ICEM CFD软件进行3D打印天然气喷嘴模型建模和网格划分,基于FLUENT仿真完成不同压力工况下稳态天然气喷射流场的数值模拟计算.在天然气喷嘴外流场中形成的几何回流区会随着供气压强的增大而消失,中心回流...     

圆锥形喷嘴结构参数设计研究

为了获取圆锥形喷嘴结构参数与其工作性能的作用规律,建立了喷嘴内部流场的数值仿真模型.通过仿真研究获取了喷嘴结构参数与喷嘴内部射流特性的作用规律.仿真结果表明:喷嘴的收缩角α和长径比cp决定了喷嘴射流的最大出口速度和喷嘴出口射流速度在径向的变化幅值.随着α的增加,喷嘴射流的最大出口速度先增大后减小.当α较小时,喷嘴出口射流速度在径向基本保持不变.当α较大时,喷嘴出口射流速度在径向变化明显.随着cp的增加,喷嘴射流的最大出口速度先增大后减小.当cp较小时,喷嘴出口射流速度在径向变化明显.当cp较大时,喷嘴出口射流速度在径向基本保持不变.圆锥形喷嘴的最优结构参数为α=40°,cp=3.对不同α的喷嘴性能进行了实验测试,实验结果表明:当α =40°时,喷嘴产生的射流出口速度最大.     

喷头内部流场模拟及结构改进

分析了一种典型的高压水射流喷头的内部流场，并利用流体仿真软件对其进行数据仿真，根据仿真结果对其内部结构进行了改进。     

基于CFD的锥直喷嘴的过渡圆弧优化分析

利用计算流体动力学(CFD)的方法对高压磨料水射流系统的喷嘴内外流场进行了两相流的数值模拟.比较分析了不同的过渡圆弧半径对流场的影响.并对可视化的图形图像和计算结果进行了分析研究,结果表明,锥直喷嘴的过渡圆弧半径为80mm左右时流场效果较好.这为喷枪的进一步设计和改造提供了理论依据.     

基于VB的喷气织机主喷嘴结构尺寸优化

基于VB软件,将喷气织机主喷嘴内部流场建模、流场仿真计算、设计变量与优化目标关系的拟合以及遗传寻优等6个模块进行集成,开发了针对主喷嘴结构尺寸的自动优化设计平台。分析表明:喷嘴芯外端径向距离、喷嘴芯内孔半径、锥形套高度、环形气室径向高度和喉部长度对纱线所受牵引力影响较为显著;纱线在优化后的主喷嘴内部流场中所受牵引力较优化前提升了10.6%,并通过3D模型打印及优化前后的实验测量、分析,验证了优化结果的正确性,提高了主喷嘴的引纬效率。     

Numerical simulation ultrahigh waterjet (WJ) flow field with the high-frequency velocity vibration at the nozzle inlet

This paper presents an investigation of ultrahigh pressure waterjet (WJ) flow field with the high-frequency velocity vibration at the nozzle inlet by computational fluid dynamics method. The velocity field of the flow inside the WJ nozzle is obtained. The influence of vibration parameters, such as amplitude and frequency on the flow field are studied. The results of investigation indicate that the flow velocity at the WJ nozzle outlet has almost the same vibrating type with the inlet velocity vibration. During a vibration cycle, the velocity field of the flow is changing greatly. The serials value of the vibration frequency and amplitude are taken to test their influence on the flow field. The simulation results show that the flow field also changes greatly with the different frequency and amplitude. Based on the obtained results, the mechanism of system pressure vibration influence on the water jet flow field inside the WJ nozzle is obtained, and a new method is provided to optimize the machining process with the aim to improve the machine efficiency and surface quality of the work piece.     

伺服阀前置级流场气穴现象的仿真及试验研究

针对液压阀中的气穴现象会引起液压阀的噪音、性能恶化,甚至导致液压阀失效等问题,对伺服阀前置级喷嘴和挡板之间流场中的气穴现象进行了研究.利用Pro/E软件对流场进行了三维建模,用前处理软件Gambit对三维模型进行了网格划分及边界条件设置,利用标准k-ε模型和混合气穴模型建立流场的数学模型,运用FLUENT软件对不同喷嘴入口流速下流场的分布特性及气穴特征进行了仿真分析;同时利用高速摄像机对喷嘴挡板之间的流场分布进行了观测和记录.研究结果表明,在低雷诺数流动条件下,气穴开始在喷嘴外壁和挡板前端的边缘形成;随着雷诺数的增大,在挡板弯曲的附体气穴逐渐长大并随着射流流速的增加出现云状的气穴.将不同流动条件下流场结构和气穴分布的数值计算结果与试验观测结果进行比较,两者基本吻合,说明伺服阀前置级流场气穴仿真模型和数值计算方法是可靠的.