计算机仿真在可压缩流体研究中的应用

通过建立相应的数学模型，用特征线方法对管内可压缩气体的流动进行了数值计算，求得各截面上气体的流动参数。进而运用计算机仿真技术对具有多分支管管道内的可压缩气体流动进行了动态仿真，较为直观地描述了各管段内气体流动的瞬态过程，为管内可压缩流体的研究提供了新的方法。     

带炮口装置时某火炮膛口流场数值仿真

研究炮口装置能控制火药气体从膛口流出后的流动状态,可以改变身管受力及膛口流场射流结构分布状况,对火炮武器系统性能有重要影响。为研究某新型炮口装置性能及其对弹丸运动影响问题,提高精度,采用计算流体力学结合动网格技术,建立了包含炮口装置和运动弹丸的膛口流场数值仿真模型,利用轴对称Euler方程组和有限体积法(FVM),对带炮口装置的某火炮膛口流场进行了数值仿真。仿真结果反映了带炮口装置时膛口流场发展过程及射流结构的主要特征。根据数值仿真结果分析了膛口流场对弹丸受力状况及运动状态的影响。仿真结果表明某新型炮口装置对膛口流场结构有较大影响,并会影响弹丸出炮口后运动状态,从而影响火炮射击精度。     

微型直接甲醇燃料电池CO2气泡排除问题研究

利用CFD方法模拟了微型直接甲醇燃料电池阳极二氧化碳气体在沟道中的流动与分布.结合两相流理论,研究了不同流场布局、沟道尺寸和燃料入口流速对两相流压力降及气体分布的影响,得到了最大残余体积含气率与流道宽度及入口速度的关系.结果表明蛇形流场排泡效果要优于平行流场,尤以流道宽度为600μm时最佳.根据计算结果,分别对蛇型流场、平行流场和三通道蛇型流场中气体聚集的位置进行了预测.研究结果为流场的参数设计和结构优化提供了参考.     

叶顶间隙对离心泵性能影响的数值模拟研究

离心泵的几何结构复杂,所以其内部流场也极其复杂并呈强烈的三维紊流特性,由于目前的理论水甲和实验手段的限制,只能依靠精确的计算机仿真,才能获得其内部流场的详细情况,以便进行设计和优化.为了研究叶顶间隙对叶轮内部流场及性能的影响,对闭式离心泵叶轮和有间隙的半开式离心泵叶轮共同进行了计算机仿真.在所得计算结果基础上详细对比分析了离心泵内部流场的特性,捕捉到了叶轮通道内部的二次流现象.结果表明:随着叶顶间隙增大,叶顶问隙泄漏流动会使叶轮性能下降,二次流强度增加.从而说明计算机数值模拟方法,可以弥补实验方法的不足,用来研究叶顶间隙流动的影响,为离心泵的水力设计和优化提供依据.     

方管铝型材挤压成形过程的计算机仿真研究

首次用刚塑性有限元法对铝型材挤压过程进行了计算机仿真 ,并探讨了其关键技术。与用挤压不同颜色橡皮泥的方法对型材挤压过程中金属质点流动状态所作的物理模拟结果相比 ,发现两者吻合得较好 ,证明了计算机仿真的正确性 ,其结果为制定合理的型材挤压工艺参数及模具设计提供了理论依据。     

离心叶轮内部流场计算机仿真及分析

大型电机的冷却通常采用直叶片的离心叶轮,其内部的流动结构及其随工况的变化对叶轮性能及电机冷却效果有重要影响.为减少对实验的依赖,提高改型设计的可靠性,采用全三维的Navier-Stokes方程,建立了离心叶轮的计算机仿真模型,结合湍流模型及相应的计算网络及边界条件,可以完成对叶轮性能及内部流场的计算.用仿真模型针对一实际应用的离心冷却风机叶轮进行了数值仿真计算.并对计算结果进行了详细的对比分析,得出了不同工况下详细的流场结构,包括相对速度在叶轮通道中的分布及相对速度流线图.揭示了小流量工况下流动分离及效率降低的机理,将冷却风扇叶轮的总体性能与内部的流场结构进行了关联.研究结果表明离心叶轮内部流动分离是导致其性能下降的主要原因.     

内燃机中吸气和压缩过程的二维模拟

进行了发动机中空气吸气和压缩过程的二维计算机模拟．使用二维正交曲线坐标系以考虑燃烧室的复杂形状．采用SIMPLEC算法求解流体力学模型方程．论文中分别采用4个湍流模型：标准的k-ε模型,Realizable k-ε模型,雷诺应力模型和亚网格尺度模型．论文中对模拟计算的预测值进行了分析．计算出的流场与实验测定值进行了对比．通过模拟计算得到了内燃机中重要的流动图象．     

静压止推气体轴承性能仿真

运用计算流体力学软件FLUENT仿真静压止推气体轴承性能,分析轴承的几何参数对系统性能的影响。采用不同几何参数的静压止推气体轴承的气膜建模并划分网格;运用FLUENT软件对轴承的气膜流场进行数值仿真,计算轴承在不同几何参数下的承载能力和气体流量。仿真结果表明静压止推气体轴承的节流孔直径和气膜厚度越小,气腔直径越大,轴承的承载能力和气膜刚度越好,同时气腔深度对轴承性能影响较小。FLUENT软件可以有效的应用于静压止推气体轴承的性能分析,而优化了静压止推气体轴承的设计,达到优化效果。     

肺癌呼吸气体检测系统的气室设计

基于卟啉传感器阵列(PSA)的肺癌呼吸气体检测系统是通过采集处理PSA芯片表面图谱信息来对人体呼吸气体进行定性检测,达到早期肺癌诊断的目的。检测过程中,PSA芯片能否与气体分子快速、均匀结合将直接影响气体检测系统的准确度。以系统中PSA芯片与肺癌呼吸气体反应的气室为研究对象,借助CFD专用软件FLUENT对气室进行流场仿真结构优化,在气室理论模型的基础上,进行了气室实物制作,结果表明:通过采用抛物线形气室内腔、安装导流板、减小分流孔通径、适当加大分流孔倾斜角度等优化方案后,气室内呼吸气体呈层流流动状态,流场更加均匀、密集,能达到检测系统中PSA芯片与呼吸气体分子快速、均匀结合的要求。     

不同宽高比的V型随行波表面减阻仿真研究

为获得内壁具有不同宽高比的V型随行波的管道模型的微观流场及减阻规律,使用计算机软件对各模型进行了不同速度下的一系列数值仿真计算。在建模过程中为减小计算量,采用了二维管道剖面代替三维管道模型的方法,并选用了更适于旋转流和近壁湍流的湍流RNG K-ε模型进行计算。仿真结果表明：在流动中,管道内壁随行波产生有利于壁面减阻的旋涡,且旋涡疏密与随行波的宽高比有关。相同高度条件下,减阻效果会随着随行波宽高比的变大而增强。结果为减阻技术的工程化应用提供了重要依据。     

气柱共振和涡轮增压器喘振噪声分析

针对使用废气涡轮增压器带来的振动和噪声的问题,在增压器进气口和中间体上进行噪声与振动测试,在增压器前、后的气体管道上进行压力脉动测试.测试发现,在发动机转速2 000 r/min,85%负荷时,出现强烈的气体共振和增压器喘振.对发生喘振的原因进行流体力学计算分析,结果表明共振产生在气体进入压气机叶轮之前的管道内.推测增压器发生喘振的根源为气体流动呈现轴对称旋转流状态,增压器管道内气体无法继续向前流动,导致气体回流,增压器失速.根据四分之一波长理论,在增压器压前管道上增加一个支管. 测试验证表明,改进后气体共振和增压器喘振噪声均消失,增压器运转平稳,改进效果明显.     

大变形柔性管道两相流流致振动研究

针对柔性管道内段塞流引起的结构大变形流致振动问题,本文采用分区强流固耦合方法建立了面向大变形两相流输运管道的双向流固耦合数值计算模型.基于流体体积法对气液两相流动界面进行追踪并结合任意拉格朗日-欧拉(ALE)动网格方法考虑流体域网格变形,同时采用有限元方法建立了柔性管道动力学模型,根据流体和管道壁面的相互作用构建强流固耦合计算模型.研究表明,在两相流作用下柔性管道的振动主要以类似一阶和二阶振动模态响应为主且会发生模态切换;模态切换与管内的液塞长度、液塞流动频率以及气液塞在管内的轴向分布有关;管道的大变形振动促进了短气塞的融合并显著改变了液塞的长度和频率,进而影响管道的振动和流型转变界限.     

热管不凝气体气塞长度微机测试系统

为了获得热管不凝气体的气塞长度,介绍了一个使用微机控制红外测温仪来检测热管外表温度的新方法。温度数据通过串行口传送给工控机进行处理并显示结果。测试及控制软件采用VB语言编程,可直接在工控机界面上进行操作。使用结果表明:该方法可靠性好,还大大提高了生产率。     

网络性能分析评价方法及其计算机仿真方法讨论

网络性能分析评价的一般方法包括解析法、数值法和仿真法。仿真法是目前计算机通信网络系统性能分析的主流方法。该文讨论了网络性能分析评价的般方法和局域网网络性能的计算机仿真分析方法,并简要介绍了一个专用网络仿真分析软件。     

测量信号微机细分与控制脉冲检测系统

本文以长光栅位移测量技术为例,着重介绍了光栅位移微机细分原理,通过计算机仿真技术对信号求证,并实现了对输出信号的脉冲计数及计算机实时控制。     

封隔器系统工作行为仿真软件的开发

采用有限元和计算机仿真相结合的方法,从系统的角度开展封隔器工作行为仿真研究,开发了封隔器系统工作行为仿真软件.着重阐述了仿真软件的设计思想、系统功能和实现方法,并给出了仿真实例.利用该软件可以完成不同工况条件下封隔器系统工作性能和工作行为的仿真实验,真实地模拟封隔器的整个工作过程,找到封隔器的运动规律、力学性能和工作机理,从而为提高现有封隔器的综合性能、优化结构设计和研制新型井下封隔器提供新的理论和方法.软件仿真精度高,使用维护方便,具有较高的实用价值.     

离散模糊变结构控制在飞行器姿态控制系统中的计算机仿真研究

随着计算机技术的发展,其仿真技术在很多领域都得到了广泛的应用,本文针对飞行器姿态控制系统设计了一种离散模糊滑模变结构控制器,并利用计算机仿真技术做了仿真研究,仿真结果验证了本文所设计的控制率的有效性。     

计算机图像仿真系统中通用算法设计

计算机图像仿真是一个热门研究课题,本文总结仿真系统项目的实际经验,介绍了色相、饱和度、明度调整的通用算法。     

基础激励作用下悬臂输流管的振动实验研究

通过实验的方法对基础激励作用下悬臂输流管的动力学行为进行振动测试分析.设计并搭建了悬臂输流管振动测试的实验平台,深入研究了悬臂输流管在不同流速及不同参数情况下的振动行为,分析了在基础激励作用下,悬臂输流管振幅的变化规律.结果表明,悬臂输流管的物理参数对悬臂输流管发生颤振失稳的临界流速有着极其显著的影响,在基础激励作用下,悬臂输流管的振幅明显增大,并且当激振力频率接近悬臂输流管的固有频率时,输流管的振幅达到最大.