变截面倾斜烟道导流板对AIG入口流场的影响

结合某实际电厂选择性催化还原（SCR）系统,对该系统喷氨格栅（AIG）上游变截面烟道处导流板的布置进行研究,以优化AIG入口的速度流场分布.基于fluent软件,对带有变截面烟道的AIG上游的速度流场进行数值模拟,研究变截面处导流板等角度布置方案和变角度布置方案对AIG入口流场的影响,并分析流场分布变化的原因.结果表明,在等角度布置的条件下,导流板的引流作用使Z向两壁面处的速度分布随角度变化呈现相反的趋势,并在布置角度为64°时标准偏差系数Cv值最低达到15.4%,但靠近两壁面处的速度分布仍不均匀.针对这种情况对导流板进行了变角度优化布置,结果发现,优化方案可以提高两壁面处速度分布以及AIG上游整体速度分布的均匀性Cv值从15.4%降至12.4%.     

发电机组流场数值模拟及优化分析

发电机组在运行过程中会产生较大热量,其散热性能不好会直接影响使用性能和寿命。文章以某发电机组为研究对象,采用流体力学计算方法,利用STAR-CCM+软件对其流场特性进行数值模拟分析。流场分析发现,机组内发动机各冷却风道风量分配不均匀和消声器局部区域存在速度死区,不利于散热。依据流场分析结果提出相应的结构优化方案,优化后机组发动机各冷却风道风量分配得到明显改善,消声器表面平均速度得到明显提升,不存在速度死区,变频器、定子及发动机表面速度分布更均匀。发电机组流场分析及优化结果为后续整机产品开发和系统级热管理匹配提供了参考。     

气流式微机械倾角敏感元件的建模及流场分析

针对三维模型下气流式微机械倾角敏感元件内部流场分布和铂丝热敏电阻的辐射情况,利用FLUENT-CFD软件,通过建立模型、划分网格、求解等途径,采用Boussinesq假设对微机械倾角敏感元件内部流场进行了计算。计算结果表明:微机械敏感元件水平状态时,距离2铂丝热敏电阻上对称等距离的2节点气流速度都等于1.85×10-3m/s;在倾斜状态下2节点的气流速度差会随着倾斜角度的增加而变大。选择离散坐标下DO辐射模型,定量计算出铂丝热敏电阻对空气的辐射量为1 682 W/m2。     

叶栅风洞试验段与收缩段间二维收缩型面曲线的选择

采用数值模拟方法研究沈阳航空航天大学高速叶栅风洞试验段流场,由于试验段上下壁板间的垂直高度是随着叶栅攻角的改变而变化的,这就造成了过渡段上下壁收缩曲线的不对称,这其中的气流流场是不均匀的,通过对CFD数值模拟计算结果的比较和分析,最终选择合适的过渡区上下壁面收缩曲线,使得叶栅试验段处得到均匀稳定的流场,达到预期的效果,...     

四座敞篷轿车的座舱流场特性仿真分析及改进

采用计算机流体力学对某双门四座敞篷轿车流场进行了数值模拟,研究发现敞篷轿车特殊的车身造型导致气流在前挡风玻璃后缘处分离,并在座舱内产生一对大尺度涡流和多个小尺度涡流.通过对比不同车速下敞篷轿车流场发现,随着车速的提升,由于舱内负压的增加,车身两侧气流向内弯曲的趋势明显,座舱中间区域的逆向回流范围变大.车辆在低速行驶时,座舱流场环境良好;车辆中高速行驶时,后排乘员头部两侧受车身两侧气流和逆向回流的影响较大.通过在头枕后方增加适当高度挡风板,可有效改善后排头部附近的流场环境,但导致了车辆风阻系数的增加;将后背高度提升至220mm时,后排座舱两侧气流和回流速度明显下降,整车风阻系数没有增加.     

立式集热板太阳能热气流电站流场的数值模拟

用Fluent软件对立式集热板太阳能热气流电站流场进行数值模拟,获得立式集热板太阳能热气流电站空气流速、压力场分布。结果表明,流道内部中间速度最大,压力从地面到出口逐渐减少,预测在出口处有较小回流现象。速度与系统功率成正比关系,速度大小对功率影响较大,而集热板高宽比对烟囱内主流速度影响显著,当高度、宽度与入口直径比值为10∶2∶1时,主流速度最大,在其它条件不变的情况下,系统功率最大。     

电除尘器气流分布仿真研究

本文用CFX11.0软件对电除尘器内部气流分布进行了数值仿真,流场采用欧拉-拉格朗日多相流模型,在气流中引入了粉尘,更加真实的模拟了电除尘器内部流场的分布,证实了粉尘对气流分布均匀性的影响,为电除尘器的设计提供了依据。     

运动参数对回转体倾斜入水流场特性影响

为分析回转体低速倾斜入水过程中入水空泡形态及流体动力特性演化规律,基于Fluent流体计算平台,并利用动网格技术,针对小型回转体以不同入水速度和入水角度的倾斜入水过程开展数值仿真研究.数值仿真结果与试验结果良好一致性,证明了文中数值仿真方法的正确性与有效性.基于该数值仿真方法,针对不同入水速度和不同入水角度回转体低速倾斜入水过程流场特性进行分析.数值计算结果表明:在距离自由液面相同位置处,回转体倾斜入水产生所产生的入水空泡,其直径随着入水速度的增加而小幅增大,随着入水角度的增加而减小;入水速度对流场中压力分布规律有较大影响,在同一入水深度处不同入水速度回转体入水过程中流场的最大压力随着入水速度的增加而增大;入水角度对回转体附近流域的最大压力影响较小,但最小压力随着回转体入水角度的增加而增大;不同入水角度回转体,母线压力峰值位置随着入水角度的增加而逐渐向母线右端点偏移,但其值差别较小;不同入水速度回转体其阻力系数峰值差别不大,不同入水角度阻力系数峰值随着入水角度的增加而增大,但稳定后的阻力系数值随着入水速度的增加而减小.     

升气管倾斜对旋风分离器分离效率影响的仿真研究

采用雷诺应力模型,研究了在升气管发生倾斜的情况下旋风分离器的分离效率及其内部流场变化的情况,并与正常工况进行了对比。研究表明,升气管倾斜对分离效率有明显的影响,倾斜方向、倾斜角度不同对分离效率产生的影响也不同,随着倾斜角度的增大,虽然有时会出现分离效率的提高,但是总体的趋势是降低的。升气管倾斜对不同尺寸的固体颗粒的分离效率的影响也不同,被分离的固体颗粒越小,倾斜角度的影响越显著。     

板翅式换热器入口结构的改进

利用Particle Image Velocimetry(PIV)粒子图像测速仪对板翅式换热器入口结构改进前后的流场进行了实验测试,获得了入口结构内部不同剖面处的流场速度矢量和流线分布图。发现对在入口结构1/2高度处添加打孔挡板的改进型结构,其物流分配的均匀性有了很大改善,速度场分布更加合理,从而验证了PIV技术非常适合于研究复杂的流动结构。进一步的换热实验表明,入口结构改进之后的换热器,温度分布更加均匀,换热效率也提高了约15%。     

建筑幕墙倾角构型对聚氨酯逆流火蔓延影响的实验探究

针对建筑幕墙倾角构型对于聚氨酯泡沫(FPU)逆流火蔓延行为进行实验研究,探究受限空间约束条件变化对FPU板燃烧过程中火焰形态、高度和熔滴率等特征参数的影响.实验结果表明:幕墙倾斜角度变化影响火焰周围的气流卷吸,火焰高度峰值与幕墙倾斜角度呈负相关,而熔滴率随着倾斜角度增加而增大,且板材表面的侧边温度普遍大于中心区域温度.实验研究结论可为建筑幕墙设计和安装以及高层建筑外立面保温系统的防火设计提供理论指导.     

基于PIV技术对换热器入口流场的可视化研究

为了提高板翅式换热器物流分配的均匀性,本文利用粒子图像测速仪(PIV),并采用两帧互相关的分析方法,对换热器封头结构改进前后的流场进行实验测量.经过大量的实验数据处理,获得封头内部不同剖面处的流场速度矢量和流线分布图,发现了原始封头内部流场的流动与分布规律.由于封头结构的不合理导致漩涡、回流等现象存在,使得封头内部轴向以及径向的物流分配极不均匀.而对于在封头1/2高度处添加打孔挡板的改进型封头,物流分配的均匀性有了很大改善,速度场分布更加合理.在相同的入口条件下,全局不均匀系数S由改进前的1.210降至0.209,最大流速与最小流速之比由23.163降至1.756.此研究结果对于板翅式换热器的优化设计具有重要意义,同时也验证了PIV技术非常适合于研究复杂的流动结构.     

袋式除尘器进风风道流场分析及优化

进风风道作为袋式除尘器的重要组成部分,其结构直接决定气流流动与分布状态,进而影响各袋室处理风量。针对袋式除尘器进风风道内各袋室分风量不均匀问题,建立袋式除尘器进风风道CFD参数化模型,依据均分管理论,选取进风管道口面积、袋室入口面积、进风管道口速度为影响因素进行流场数值模拟。结果表明:在研究的3个因素中,对气流均匀性影响最大的因素为进风管道口面积,其次为袋室入口面积,最后为进风管道口速度;在此基础上,采用调整袋室入口面积的措施来优化流场分布,优化后各袋室分风量的最大流量偏差值从23.60%减小至-12.52%,各袋室单元流量分配获得极大改善。     

泵作透平定常流动数值计算

为了更好地研究离心泵作透平的内流特性,基于标准k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,应用CFX流场仿真软件对不同工况下的泵及泵作透平进行了数值计算,得到了不同工况下泵和泵作透平的外特性,并分析对比设计工况下泵及泵作透平的内部流动规律。结果表明：泵作透平过程中,其内部流场特征较泵发生了较大的变化。在最优工况下,透平的效率要比泵的效率高,且透平内部流场压力、速度等较泵分布更为均匀,在叶轮流道内能量发生了较大的变化,使用CFD技术可以很好地研究泵作透平的流动特性。     

低屋面横向通风牛舍倾斜挡风板流场数值模拟

针对低屋面横向通风牛舍在实际运行时会出现牛舍内气流不均匀的问题,提出了一种改变牛舍上部挡风板倾斜角度的方法来改善牛舍内空气的均匀度.利用fluent软件建立挡风板与垂直方向成不同夹角的牛舍三维模型,设置风机和湿帘为边界条件.利用计算流体动力学方法对牛舍内的空气流场进行三维数值模拟,并获得了挡风板的最佳安装角度.结果表明,当挡风板与垂直方向夹角为60℃时,牛舍中气流分布最为均匀,奶牛生存高度的气流速度也最合适.     

匀速流体横掠管束的流场数值模拟

采用标准k-ε模型对速度分布不均匀气体流经顺排和错排管束的流场进行了计算机数值模拟,SIMPLE算法求解速度场和压力场的耦合,方程离散采用二阶上风格式,管箱进口处气体速度假设符合二次曲线分布,研究不同排列方式管束对气流的影响.结果表明,对于顺排管束,经过5排管子,流速就可达到比较均匀;对于错排管束,由于对流体的扰动加强,只要经过4排管子,流速就趋于均匀;当管束的横向和纵向节距变大时,对流体的扰动减弱,气流需要经过更多排管束,速度才能达到均匀;在管箱顶部和底部,由于流体速度高,管束容易被磨损.     

均匀流场中三维陷落腔流激振荡实验研究

针对均匀流场中,三维等高型陷落腔因分离流而产生的流激振荡问题,开展了系列的实验研究.实验过程中,主要考虑来流攻角为0时,流速变化(Re=2.06×105~1.16×106)对三维陷落腔流激振荡特性的影响.同时,分别测量了三维腔体侧壁周向及垂向流体压力,分析了腔体内稳态压力和脉动压力的周口、垂向分布规律及腔口剪切层自持振荡特性.实验结果表明:均匀流场中三维陷落腔内部压力分布复杂,且当雷诺数大于某值时腔体内稳态压力全都呈现出负压,同时腔口随边处存在着较大的脉动压力,且脉动压力随相对高度增加而减小,但腔口导边及侧面处的脉动压力随相对高度增加而增大.剪切层自持振荡频率的无量纲数St数随Re变化为一常数值,但其值略大于气流场中二维陷落腔的St数.     

基于FLUENT对袋式除尘器气流流场的数值模拟

利用流体动力学软件FLUENT对袋式除尘器内部气流流场进行数值分析,得到除尘器内部气流的速度压力分布云图,验证除尘器内部气流流动的不均匀性.利用FLUENT软件中的离散相模型得出了4种不同直径的颗粒在上进风袋式除尘器中的运行轨迹,针对大直径颗粒的二次返滤现象提出了用下进风袋式除尘器来改进的假设,并利用软件进行了验证分析.     

从扩压因子看叶片倾斜和弯曲对叶栅出口流场的改善

通过具有常规直叶片、正倾斜叶片和正弯曲叶片的三种扩压叶栅的扩压因子和出口轴向速度的分析，对比能量损失系数、叶栅壁面静压系数分布和叶片负荷的变化，讨论了正倾斜叶栅和正弯曲叶栅出口流场的改善情况，结果表明正倾斜和正弯曲叶栅根区流动情况大大改善，正弯曲叶栅气流流通能力提高，扩压因子降低且沿展向分布趋于均匀。     

电子洁净室气流特性分布及颗粒物扩散数值模拟

为研究换气次数ACH、新风比r和空调节能比φ对空态电子洁净室内气流特性分布和颗粒物扩散的影响,构建了简化的三维洁净室模型,并采用数值模拟方法分析了室内典型位置处的气流特性、通风状况和颗粒物浓度变化。结果表明,增大ACH、r和φ均可以增强室内人员和工作台区域附近的气流速度。ACH和r的增加可以促进行人呼吸高度处的通风效果,而φ的改变主要对室内人员和工作台区域处的通风影响较大;颗粒物浓度随ACH增加而减少,室内不同区域的颗粒物扩散受r的影响不同,不同人员处的颗粒物浓度变化差异较大,φ的增大可以降低室内人员附近的颗粒物浓度。