后向台阶圆柱绕流的区域分解有限元数值模拟

研究钝体绕流这一燃烧、传热领域的基本流动现象 ,针对圆柱绕流问题 ,给出了求解粘性不可压缩定常 Navier Stokes方程的区域分解算法 ,证明了其收敛性 ,并用区域分解有限元方法对后向台阶圆柱绕流问题进行了数值模拟。     

不同角度下方形钝体绕流的特性研究

针对水流作用下三维钝体绕流的尾迹演化特性,采用大涡模拟法模型四种不同迎流角度,分析其受力情况、频率特性、分离形式和3D流动状态,揭示了钝体绕流现象的形成机理,提出了涡旋形态变化的一般规律。研究表明,随着迎流角度的增加,升力和阻力系数呈先降后升的趋势,当θ=12°时两者均达到最小值;分析了四种角度下流体在钝体周围的运动规律,结果表明其流动分离位置和回流区长度各不相同;雷诺数一定时不同角度下的绕流涡旋频率基本一致。该计算结果对类似工程设计有重要参考意义。     

圆柱表面沟槽减阻的大涡模拟研究

为了降低钝体绕流的阻力,以圆柱为研究对象,考虑在圆柱表面布置沟槽来实现减阻。研究采用大涡模拟(Large Eddy Simulation, LES)方法对雷诺数Re为3 900的圆柱绕流进行数值模拟,通过表面沟槽影响近壁区流动来达到流动控制的效果。分析了V型和L型两种沟槽分别以横向和纵向形式布置时对圆柱阻力系数的影响,通过对比粗糙圆柱与光滑圆柱的壁面摩擦力系数、流动分离点及近壁区流场结构,研究了表面沟槽对于钝体流动的减阻机理。数值模拟结果表明：表面布置特定深度与间距的沟槽后,粗糙圆柱的阻力系数与光滑圆柱相比最多可降低12.5%,边界层分离点也更延后;流体在流经沟槽表面时,会在沟槽底部形成稳定的旋转小涡,减少了壁面摩擦阻力。     

离体小结构诱导涡抑制圆柱绕流流动分离的数值模拟

以圆柱绕流为代表的钝体绕流是工程实践中非常普遍的流动现象,推迟和抑制圆柱尾部涡脱落是流体力学研究的热点之一。在Re=100下,本文模拟了在圆柱附近加装两个对称的微小圆柱后的圆柱绕流,探究对称控制微小圆柱安装位置和直径对圆柱绕流的流场和整个系统的升阻力系数的影响。数值模拟结果表明:在圆柱附近加装对称控制的微小圆柱后,圆柱附近存在一个有效流动控制区域,且该区域的范围随着对称控制微小圆柱直径的增大而减小;在有效的流动控制区域内,添加对称控制的微小圆柱后,整个系统的升力幅值和时均阻力都减小,圆柱气动性能明显改善;在有效的流动控制区域外,添加对称控制小圆柱后,整个系统的升力幅值和时均阻力都增大,圆柱气动性能变差。     

开式热源塔在热泵系统中的应用分析

采用氢气泡技术并结合高速摄像技术,对双圆柱绕流进行可视化实验研究。实验结果分析表明,来流对称、流速一定的情况下,间距比的改变将出现偏流。随着间距的减小,偏流现象更加明显,且流动的偏向是随机的。改变圆柱位置使来流方向与两圆柱连心线平行,当间距比为1．5时,两圆柱的流动相当于一个钝体的绕流,且前后圆柱均有对称涡出现。当间距比增大到一定值时,前排对后排的扰动将消失,此时涡脱落比较显著。这些结论可对换热器中又排、顺排管间距的布置提供参考。     

超临界雷诺数下旋转圆柱绕流的三维大涡

超临界雷诺数状态下,圆柱下游紊流边界层的分离会导致RANS算法在求解过程中遇到一定的困难,而在工程实际中,特别是在海洋能发电塔架、风力机钝尾缘处发生的钝头体绕流均处于超临界雷诺数状态。因此,文章基于Fluent模拟软件使用大涡模拟(LES)方法,对超临界雷诺数为3.5×106时,不同比转速的旋转圆柱进行三维数值模拟,并分析其水动力学特性。文章将模拟结果与相关文献的研究结果进行比较,验证了模拟结果的准确性。研究结果表明,由马格努斯效应产生的升力对旋转圆柱下游卡门涡街的发展具有抑制作用,当比转速大于10时,旋转圆柱下游不再发生有规律的卡门涡街。     

支撑结构对定日镜绕流风场特性的影响分析

为了研究塔式太阳能定日镜绕流风场的各项特性,文章采用计算流体动力学方法对定日镜绕流风场的分布情况进行数值模拟,并通过模拟结果分析了定日镜绕流风场的分布特征及其产生的原因。分析结果表明:来流冲击定日镜后,滞点位置以下的部分流体经定日镜和地面之间的窄隙流出,形成狭管效应并在定日镜背后近地面处产生流动加速区;绕流至定日镜背面的流体在定日镜面板与支撑立柱之间产生二次钝体绕流,在定日镜和立柱之间形成分布情况比较复杂的风场;来流在定日镜背后形成的上、下两个方向相反的涡结构,这是沿来流方向从定日镜背面至远端近地面的大范围高风速区域产生的主要原因。     

混合醇对生物油稳定性影响的研究

将甲醇、乙醇分别与辛醇混合,按不同比例添加至稻壳生物油中,25℃储存6周,研究加入混合醇后生物油的水分、粘度等随时间的变化,探讨混合醇对生物油稳定性的影响,并与加入单一甲醇或乙醇的生物油进行对比。结果表明:混合醇对减缓生物油水分增长的效果优于单一醇,加入混合醇后,生物油的水分增长率分别为4.85%、4.79%,低于添加单一甲醇或乙醇时的水分增长率(分别为7.66%、7.76%);同时,添加混合醇生物油运动粘度的增长率在4.80%~5.30%之间,低于添加单一醇生物油的6.80%~7.25%。生物油储存(6周)前后的GC-MS分析表明:生物油在加入醇类添加剂后,含量较多的醛酮类物质和羧酸类物质和醇反应,从而抑制了其参与的缩合缩聚反应,同时辛醇对生物油的均相作用减缓了大分子物质的生成,从而提升了生物油的稳定性。     

泵站进水泥沙淤积特性及其对泵装置性能的影响研究

含泥沙水流对泵站安全高效运行具有重要影响，开展多泥沙河流取水泵站防淤积研究具有重要意义。以某多泥沙河流泵站为研究对象，采用欧拉-欧拉多相流模型，在不同进口流速、泥沙粒径和浓度条件下，研究肘型、钟型、簸箕型和箱涵式进水流道的泥沙淤积特性，优选出防泥沙淤积效果最好的肘型进水流道进行泵装置性能研究。研究结果表明：前池斜坡段至进水流道底层形成低速区易造成泥沙淤积；设计工况下，肘型进水流道防淤效果最好，而箱涵式进水流道最差，多泥沙河流泵站优选肘型进水流道；流速、含沙量和粒径对泥沙淤积程度影响很大。相同流量工况下，泵装置的扬程在含沙水介质情况下降低，功率增加，效率下降，三者变化的幅度随着流量的增加而增大。本文研究成果可以为多泥沙河道取水泵站防泥沙淤积设计和优化运行提供一定参考。     

绕流圆柱对气固两相流场颗粒聚并效果的研究

采用大涡模拟耦合群平衡模型的方法模拟绕流圆柱流场中颗粒的扩散特性和聚并效果。分析圆柱尾迹的分布,研究流动时间、颗粒St数和颗粒的体积分数对细颗粒聚并的影响。结果发现:随着流场的发展,沿着流动方向涡量值逐渐减小,不同粒径的颗粒受漩涡的影响在流场中的分布不同;增大入口处颗粒的体积分数,可增强颗粒聚并效果,颗粒的体积分数增大到一定值后,颗粒聚并效果变得不明显;当入口颗粒St≤1时,颗粒的St数越小,聚并效果越显著。     

机体和缸盖裂纹修复工艺

机体和缸盖有裂纹后 ,根据裂纹的部位和大小 ,可采用不同修复方法。裂纹不大且发生在工作温度不高的部位 ,可采用填补法 ;裂纹范围集中或有部分破洞的地方 ,可用补板法 ;裂纹破裂较长 ,又不便用补板法修复的 ,可采用补钉法 ;如果裂纹发生在内部且强度要求很高的地方 ,可采用焊接法。目前经常采用的是电焊冷焊法和补板法。1　电焊冷焊法修复工艺(1)清洁 :用钢丝刷子清洁裂纹 (最好用气火烤一下 )。(2 )钻孔 :在裂纹两端各钻一孔。(3)开坡口 :用錾子沿裂缝开 75°～ 85°的“Ｖ”形槽 ,槽的深度要根据工件厚薄而定 ,一般以不超过工件厚度的 2 …     

112缸径柴油机及其气缸套

112缸径柴油机有YC6112和YC4112两大系列，均为直列、水冷、四行程和直接喷射燃烧室。吸气方式除YC4112T型柴油机为自燃吸气式外，其余型号均为增压式。112缸径柴油机为广西玉柴机器股份有限公司生产。     

使用模拟缸盖加工缸体的缸孔变形量的研究

介绍使用模拟缸盖技术与不使用模拟缸盖技术加工缸体的缸孔变形量的对比,试验表明,使用模拟缸盖技术加工的缸孔变形量减小60%左右,使用模拟缸盖技术加工缸体,重要的是确定合适的模拟缸盖螺栓拧紧力矩,选择合适的拧紧力矩,可以使缸孔变形量降到最小。     

机体、缸盖的加工方法和设备

机体和气缸盖是发动机的主要零件,介绍近期机体和气缸盖主要表面的加工方法;适应各种市场需求的加工设备以及国内外机体和气缸盖加工过程的几个实例。     

108缸径的柴油机及其气缸套

10 8缸径的柴油机有六缸机和四缸机两种 ,且都有增压产品 ,为直列、水冷、四行程和直接喷射燃烧室。这种缸径的柴油机具有大功率、大扭矩、低油耗和低污染的显著优势 ,是中轻型客货汽车的理想配套动力 ;其变型产品可作工程机械、船舶和发电等方面之用 ;四缸机还可与农用运输车、拖拉机和收割机配套。目前 ,全国生产 1 0 8缸径柴油机的主要企业有广西玉柴机器股份有限公司和湖南动力集团有限责任公司。1　 10 8缸径柴油机的主要型号1　玉柴 YC61 0 8Q型柴油机是广西玉柴机器股份有限公司在玉柴 YC61 0 5 QC型柴油机的基础上 ,经德国 FEV…     

缸套毛坯减重与缸套加工余量的确定

本文通过对缸套毛坯减重和加工余量的研究,根据铸件机械加工余量与铸件尺寸公差标准确定毛坯缸套基本加工余量与公差,结合生产实际情况以及在确定加工余量过程中应注意问题进行分析,对科学、合理的确定毛坯加工余量,减轻毛坯重量降低产品成本,有借鉴价值。     

缸盖螺栓连接副结构对柴油机铝合金缸体缸孔变形的影响

通过建立缸盖–缸垫–缸体耦合模型，采用数值仿真方法，研究了柴油机铸铁缸体和铝合金缸体在施加相同缸盖螺栓预紧力时，改变螺栓孔设计参数对缸孔关键截面失圆变形和平均圆度、圆柱度、同轴度和漏光率4个评价指标的影响。研究发现，铸铁缸体和铝合金缸体的关键截面在傅里叶变换下变形趋势基本一致，除了漏光率基本不变外，平均圆度、圆柱度、同轴度分别增大了54.40%、38.39%、27.08%；对于铝合金缸体，减小沉孔和螺栓孔比值能减小各截面的综合变形，同时平均圆度、圆柱度、同轴度也会减小，但处于螺纹主要受力段以下的截面在傅里叶四阶变形的极值相位角一致性变差；保持沉孔深度不变，适当增加螺纹旋合长度方案下缸体缸孔平均圆度、圆柱度、同轴度下降速率最明显；保持螺纹不变，减小沉孔深度方案下缸体缸孔平均圆度、圆柱度、同轴度的值最小，相较于原始缸体分别下降了32.74%、31.24%、39.34%。     

某四缸发动机缸盖裂纹分析与解决

某发动机经过600 h交变负荷试验后,气缸盖鼻梁区出现裂纹。主要对缸盖的断口、材料、铸造工艺、冷却等4个方面进行分析。经分析发现缸盖产生裂纹的主要原因为铸造工艺问题导致的金相变质和硬度不达标,缸盖内部严重积瘤,从而导致火花塞周围冷却水通道截面减小,缸盖冷却不足,缸盖内部温度偏高,热负荷偏高。通过改进铸造工艺和缸盖水套圆角结构优化,提高了缸盖自身的机械性能和水套的冷却能力,进而使缸盖的抗热负荷能力提高;经过对优化后的缸盖进行试验验证,优化后的缸盖在600 h交变负荷后未出现裂纹,达到了试验需求。     

多缸柴油机机体结构有限元模态分析

本文应用有限元法，建立较为精细的柴油机机体有限元实体模型。应用ADAMS机械系统动力学分析软件计算激振力，并且在空间和时间上进行了离散等效施加。对激振力激励下的机体强迫振动响应进行了动态分析，考察机体在激振力的作用下的振动情况、振动评级，并联系穴蚀对气缸套外表面振动加速度进行评价。结果表明，本文采用的计算方案合理的反映了机体振动，具有工程应用价值。     

某四缸汽油机缸体螺纹滑扣失效分析

针对缸体主轴承盖螺栓螺纹在试验和装配过程中出现滑扣,对导致此现象的原因进行分析。主要从缸体螺纹设计、加工、缸体铸造质量、螺栓设计、螺栓加工等方面进行详细分析,结果表明,主要原因为缸体螺纹加工工艺选择不合适、螺栓旋合长度偏小、螺栓结构设计不合理和初始力矩选择不合适。