基于流固耦合方法的排气管低周热疲劳分析

针对某6缸发动机高镍铸铁排气管在试验过程中出现的裂纹故障,基于流固耦合方法,利用有限元分析软件对故障排气管进行温度场、应力场和低周热疲劳计算分析.计算结果表明,排气管应力幅值较大区域和低周热疲劳计算寿命较低区域均与试验过程中发生的裂纹故障位置相吻合;冷热冲击工况下较大应力幅值产生的塑性应变是造成排气管热疲劳的主要原因....     

汽轮机末级转子叶片流固耦合计算

对于大展弦比的叶片,流场与结构的相互作用不可忽略。本文利用商业软件CFX和ANSYS对某汽轮机末级转子叶片进行了设计和非设计状态下的流固耦合计算,对两种状态下耦合前后的流场结果进行了对比分析,叶片结构计算采用了双向与单向两种耦合方式。结果表明,非设计状态下流场对结构变形具有更强的敏感性;在稳态载荷作用下,两种耦合方式下的叶片位移、应力值差别不大。     

新型冷却塔用水轮机流固耦合计算与分析

为研究一种新型冷却塔用水轮机结构的稳定性,通过双向流固耦合计算,分析水轮机桨叶在稳定运行时的应力变化及变形,揭示了固体叶轮应力分布与水体压力分布的规律。结果表明,该水轮机的转轮叶片应力分布均匀,且叶片的总变形主要发生在叶片出水边侧;叶片动应力主频、变形主频与叶片通过频率相吻合,可知叶轮结构的动静干涉引起的波动是造成叶片动应力波动及总变形变化的主要原因之一。     

风力机叶片及塔架流固耦合分析

采用ANSYS Workbench软件,对国内某200 kW水平轴风力机流场进行数值模拟,计算出风力机叶片表面的压力分布和旋转域速度分布。通过对X方向不同截面总压、湍动能和涡粘性分布情况进行分析,得到了风力机下风向上述3个物理量的变化规律。将风力机流场的计算结果施加到固体计算中,进行风力机叶片和塔架整体的流固耦合模拟计算,分析得出风力机叶片、塔架应力和变形量的分布情况。最后进行模态分析,得到其前十阶振动频率和振型,为风力机安全运行和叶片的优化设计提供参考。     

基于Abaqus的某发动机排气管有限元分析

以某发动机排气管为研究对象,建立排气管的有限元模型,并将其离散成具有多自由度的系统,利用Abaqus软件对其进行约束模态分析,得到其振动频率和固有振型;建立排气管固体、管内烟气流场与外部空气流场的对流换热模型,通过Fluent软件模拟排气管的内外流场情况,分析三元催化转化器总成内部流场分布情况;并将计算结果映射到ABAQUS中进行流固耦合计算,得到排气管的温度场及热应力分布情况。计算所得结果对排气管的数值模拟计算和生产设计有着重要的参考意义。     

某船用柴油机排气管路流-固耦合计算与保温效果研究

对某船用柴油机排气管路的流动与传热过程开展流-固耦合仿真分析。结果表明:受排气管路结构影响,管内流动方向和流速发生变化,局部区域产生明显的回流现象;排气管路外表面温度分布差异较大,平均温度高达534 ℃。为达到柴油机安全设计要求,在排气管路外壁敷设保温材料。分析结果表明:气凝胶纳米材料的保温效果优于硅酸铝纤维材料,在相同的运行条件和使用要求下,气凝胶纳米材料的敷设厚度更薄。     

水轮机流固耦合振动研究的发展趋势

现代社会水轮机尺寸和容量越来越大,刚性降低,稳定性运行日益重要。随着计算机技术和计算力学的发展,机组的稳定性研究出现了新的特点。本文对此进行了分析回顾,重点介绍了流固耦合的研究现状。最后,对我国水力机组振动特性的研究提出了一些建议。     

基于ALE的汽轮机低压叶片流固耦合数值模拟

采用ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)方法对汽轮机低压叶片与流场之间相互作用下的应力、位移进行了数值模拟,通过计算获得了流场、压力及叶片位移分布,得到应力及叶片位移随时间的变化关系,流体产生的压力波引发了叶片的振动,最大应力发生在叶片根部,最大应力值和最大周向位移随转数增加.模拟结果可对改进叶片性能及叶片材料选择提供相应参考.     

高拱坝流固耦合动力特性研究

高拱坝的动力特性分析是高坝抗震设计的重要内容。结合拉西瓦拱坝,考虑流固耦合作用及粘弹性边界影响,建立拱坝—地基—库水三维有限元模型,以研究库水对拱坝结构振动频率和振型的影响,借助反应谱理论对拱坝进行反应谱计算与分析。结果表明,坝体位移以顺河向为主,位移最大处出现在坝顶;坝体应力主要为拉应力,应力最大处出现在坝顶附近,计算结果与事实情况相符,符合拱坝震动的一般规律;在设计反应谱的振动作用下,该拱坝未出现大范围的破坏,满足《水工建筑物抗震设计规范》要求。     

通道中簧片流固耦合振荡的强化传热

采用任意拉格朗日-欧拉(Arbitrary Lagrangian-Eulerian,ALE)方法,研究低雷诺数下内置倒转簧片通道的流动与传热,模拟不同抗弯刚性系数下倒转簧片的振动现象、流场特性及其对通道传热的影响.结果 表明:随抗弯刚性系数的增大,倒转簧片在均匀来流中存在偏转模式、大幅度拍打模式、小幅度拍打模式和稳定模...     

排气管路一维稳态热传递计算

本文阐述排气管路的一维稳态热传递。在层流和紊流两种流动状态下,对废气和内管壁的对流换热、以及外管壁与环境的对流换热和辐射换热进行研究,从而获得一维稳态热传递的控制方程。最后讨论各种参数对排气温度和管壁温度的影响,例如,管路直径、长度,管壁周围环境温度等,从而掌握其影响规律。     

发动机排气歧管总成热应力及疲劳计算

本文以某型排气歧管总成为研究对象,建立了排气歧管总成固体与内部烟气以及外部空气的对流换热模型,运用Fluent软件对排气歧管内外流场进行数值模拟,在Abaqus软件中进行排气歧管固体的温度场和应力场的计算,并且运用Femfat软件对排气歧管进行疲劳计算。     

一种文丘里EGR方案的废气流量计算方法

针对废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)控制方法瞬时响应性差、跟随性差的问题,提出利用文丘里流量公式计算EGR阀的需求开度,根据经过EGR阀的废气需求流量与实际废气流量的偏差进行闭环修正,得到EGR阀的控制开度。通过MATLAB/Simulink软件平台对EGR控制策略进行离线仿真,将该控制策略集成在发动机控制系统中并在硬件试验台架上进行验证。结果表明,基于废气流量闭环的文丘里EGR方案能够更好地提高空气系统控制准确度及瞬时响应性。     

排气管特征参数优化设计研究

对某型柴油机强化后的排气管的主要特征参数进行优化设计;分析了排气管特征参数总管直径、喉口收缩率以及入流角对总体性能及换气损失的影响,其中,排气总管直径对性能影响较大,喉口收缩率次之,排气入流角的影响甚微;并得出满足总体性能指标的排气管特征参数的合理范围。     

基于气体流动计算的摩托车净化系统设计

排气管内的流场和温度场分布对排气净化系统的性能具有很大的影响,因此弄清楚摩托车排气 管内流场的分布情况十分必要。本文利用FLUENT软件对152QMI摩托车排气管内的流场进行模拟计 算。根据得到的流场分布合理布置催化转化器和二次空气喷射的位置,从而获得比较好的催化净化效 果以降低有害物的排放。     

外部EGR和内部残余废气对汽油HCCI燃烧的耦合控制

基于可变气门机构的内部废气重压缩策略为HCCI燃烧模式的实现提供了有效的手段,但是对HCCI燃烧过程的控制也受到r很多限制,缺乏灵活性.引入外部废气再循环,利用外部废气对HCCI燃烧过程中缸内充量温度和成分的影响,可以有效地控制缸内的温度条件和热力过程,进而使发动机的燃烧过程得到优化.在确定的工况下,通过优化发动机的燃烧过程,可以降低发动机的机械负荷,减少燃油消耗率,并使HC和Nox放得到改善.     

单缸二冲程汽油机排气管结构形式与参数对排气压力频谱的影响

本文建立了带有锥形管的排气管系中气流所满足的波动方程.在频域中分析了结构形式不同的排气管系中压力波动频谱特性,并研究了结构参数变化对频谱特性的影响,为二冲程发动机排气管系的设计提供了新的方法.     

锅炉过热器管道应力分析及改造方案

用Ansys软件对某600 MW锅炉分隔屏过热器的应力进行了分析计算,并根据实际情况用3种不同的物理模型进行计算比较,得出了相应的结果.同时用Goodman图解法评估分隔屏的安全性,发现屏晃动单侧值在0.3 m内时,3种方案中最大应力幅值在60.3 MPa以内,过热器屏是安全的,若屏晃动单侧值超过0.4 m,应力幅值将超过80 MPa,超过了锅炉所能承受的应力极限78 MPa.进而提出了改造方案,以限制在运行中锅炉屏式过热器之间发生晃动.改造后经初步计算,其最大应力达到安全范围.     

煤质变化对排烟热损失影响的计算与分析

在煤粉锅炉中,锅炉效率的高低对电厂热经济性的影响很大,而锅炉煤质的变化对锅炉效率的变化起着很大的作用.其中,影响锅炉效率最大的一项,是排烟热损失.针对排烟热损失的计算公式,推导出了煤质变化对排烟热损失影响的矩阵方程.通过与传统的计算方法进行对比,该矩阵方程可以直接计算出煤质中各种成分的变化对排烟热损失影响的大小.计算过程简单,累积误差小,计算结果能够满足工程精度的要求,对电厂锅炉经济性的分析,具有现实的意义.     

关于废气再循环(EGR)技术

简要介绍废气再循环技术的原理、废气再循环的技术发展状况及EGR阀的结构和系统控制形式,并针对EGR阀的结构形式,指出了EGR技术主要存在的问题和设计控制的原则,使废气的再循环量在每一个工作点都达到最佳状况,保证排放污染物中的排放值最低。