中间包两相流场的数值模拟和操作优化

为了提高20#碳钢连铸管坯的产品质量，通过对气泡和非金属夹渣的形成机理以及对中间包内钢水流场数值模拟的研究分析，发现中间包的结构与操作对20#钢连铸坯的生产质量具有较大影响，因此，对中间包的结构与操作进行了优化研究，研究结果显示：(1)通过对中间包的结构优化提高了中间包的钢水液面高度，增加了钢水在中间包内的滞留时间，有利于夹杂物和气泡的消除，从而提高了钢水的均匀性；(2)改进钢水流入、流出中间包的操作，能避免钢流与空气的直接接触，减少钢水的二次氧化；(3)连铸钢水过热度的严格控制，有利于减少钢水的二次氧化和对包衬耐火材料的浸蚀，从而起到降低铸坯中非金属夹渣物的效果。采取这些措施后，2#钢连铸坯的质量取得了显著提高，设备寿命明显延长。     

某型压气机抽气对气动性能的影响研究

通过对某型压气机两级半在不同抽气量下的数值模拟,定量地分析了抽气量变化对压气机性能影响规律,得出了在不同抽气量下压气机性能参数沿叶高的变化规律以及气流冲角变化的规律,为进一步的优化设计指明了方向。     

离心式压缩机蜗壳优化设计

基于蜗壳一维气动设计理论,经过参数修正后,获得等内径的不对称圆形蜗壳结构。应用计算流体动力学专业软件NUMECA对流动十分复杂的蜗壳内部流场进行了三维粘性数值计算分析。根据蜗壳内部气流流动特性分析,合理设计并改进蜗壳结构,改进后离心式压缩机整级性能得到提高。     

压气机级间抽气对下游叶片排气动性能影响的数值研究

以某重型燃气轮机压气机的级间抽气段为研究对象,数值研究了轴流压气机级间抽气对下游叶片排气动性能的影响。数值研究结果表明:随着抽气流量的增加,下游动叶上端壁附面层厚度逐渐变薄,进口轴向速度逐渐增加;上端壁动叶前缘的高压区范围扩大,吸力面低压区范围增大;动叶叶顶附近效率升高明显,整体效率略有增大。     

直接空冷凝汽器抽气系统的优化设计

介绍某国外公司在直接空冷凝汽器抽气管道上设滤汽阀所产生的问题，分析原因，提供抽气带汽计算方法，结合计算对直接空冷凝汽器抽气系统提出优化设计建议。     

基于遗传算法的离心压缩机蜗壳参数化及多目标优化

排气蜗壳对离心压缩机的整体性能、工作范围有直接且不可忽视的影响.排气蜗壳由于其完全三维的、湍流的内部流动会引起蜗壳进口周向压力畸变,从而影响上游部件的流动稳定性.本工作针对先进压缩空气储能系统离心压缩机排气蜗壳进行多目标优化设计,提出了一种可变截面形状的参数化设计方法.以总压损失系数和静压恢复系数为优化目标变量,采用多...     

双蜗壳混流泵内部流场数值模拟与叶轮改型设计

以某双蜗壳混流泵为研究对象,利用计算流体动力学(CFD)商用软件CFX中RNG κ-ε湍流模型及全隐式多网格耦合求解算法对其3种工况下的内部三维湍流流动进行数值模拟,分析了3种工况下叶轮内的相对速度和压力变化及设计工况下蜗壳内部流动的冲击、二次流现象,并探讨了提高混流式叶轮水力性能的改型方法.     

八流中间包控流装置数值模拟研究

基于某钢厂八流中间包的挡墙设计方案进行了数值模拟研究,通过分析不同方案中间包内钢液的流动情况、温度分布和RTD曲线获得较优方案。结果表明,原型中间包加入控流装置后流场趋于合理,包内钢液温度分布均匀,方案2死区体积分数小,活塞区体积分数较大,综合效果好。     

基于RTD曲线优化八流中间包控流装置的研究

控流装置对钢液流动特性的影响较大,采用物理模拟结合数值模拟的方法对某钢厂八流中间包进行了挡墙优化,分析了不同挡墙方案中间包的RTD曲线并进行相关计算,根据计算结果选取较优方案。水模型实验和数值模拟结果表明,原型中间包加入控流装置后流场趋于合理,钢液的停留时间比较一致。其中,V-2方案的死区体积分数小,各流一致性好,有利于均匀钢液的成分和温度,促进夹杂物上浮,综合效果好。     

非对称二流中间包夹杂物碰撞长大行为研究

采用数值模拟方法考察了非对称二流中间包内夹杂物碰撞长大行为,计算结果表明:挡墙对中间包流场影响较大,有利于控制中间包内钢液湍流流动;安装挡墙后中间包内湍动能耗散率分布更均匀,最大湍动能耗散率为无挡墙时最大值的I/5;挡墙对中间包夹杂物空间分布影响较大;挡墙的安装有利于提高夹杂物去除率,可有效地增强对直径＞ 50的大尺寸...     

轴流压气机多叶片排的气动优化设计

对某多级轴流压气机前三排叶片径向积叠方案进行了气动优化。该方案以商用软件iSIGHT作为平台,利用试验设计方法对整个搜索空间进行初步探索,采用逐次序列二次规划算法进行局部寻优,利用商业软件NUMECA进行粘性流场数值评估。对压气机全工况性能的计算表明,在流量和压比不减少的情况下,优化后的叶型设计工况和非设计工况性能均得到了改善。     

某氦气压气机三维优化设计

对某氦气压气机设计方案三维数值模拟计算结果特点进行分析,指出了三维优化改型设计方向和指导原则,通过调整叶片厚度分布、叶片尾缘型线曲率和采用端弯技术等方法,对原型氦气压气机气动设计方案进行了全三维优化设计,对比分析三维优化设计前后数值模拟计算结果,三维优化设计后压气机效率提高2个百分点,有效控制了二次流动进一步发展。     

多级轴流压气机级间引气的数值模拟研究

以某多级轴流压气机的中间级为研究对象,研究了外机匣端壁处级间引气对压气机总体性能及局部流场的影响.根据要求的最大引气量,设计了矩形、圆形及异形三种不同的引气槽结构,并对流场进行了详细的数值计算.结果表明,本文所设计的矩形和圆形引气槽对压气机总体性能及主流流场的影响基本相同,其中,矩形槽造成的引气损失小于圆形槽;异形引气...     

轴流压气机叶片优化设计

开发了基于梯度法的数值优化程序,并与三维粘性流场求解程序相结合对跨音压气机动叶片进行了以绝热效率最大为目标的三维气动优化设计。先对其进行了沿弦长方向掠设计,绝热效率可提高约0．65％。再对所得掠叶片进行叶型中弧线优化设计得到最终叶片,与初始叶片相比绝热效率提高达1．05％。优化结果表明,动叶片的单纯掠型叶片改进气动性能有限,而弦向掠与中弧线的联合优化设计可以显著改善叶片排内流动状况,并具有良好的变工况性能。     

一种离心压缩机叶片优化设计方法

针对叶轮机械数值优化过程中常常需要大量耗时的CFD计算,发展了一种基于近似模型的优化设计方法.该方法的核心是一个用于建立样本点几何信息与其性能之间的近似模型的样本数据库.将该优化方法应用于某离心压缩机叶片优化设计,以极大化等熵效率为目标函数,在保证流量和总压比不减小的情况下,优化后叶轮的等熵效率提高了2.7%,优化后的叶片型线变得更平直,且顶部型线变化较根部明显.     

轴流压气机盘轮毂优化设计与分析

为解决清洗水在轴流压气机盘轮毂凹腔内无法排出的问题，对轴流压气机盘轮毂进行优化设计，并 对优化后的轴流压气 的排水功能、零件 、振 寿命 。结果表明，优化后的轴流压气 ： 排水效果明显，零件变形 储备系数变化 ，振型及振动频率变化 ，且疲劳寿命变化 。 优化后的轴流压气 型 的使用要求，优化方案可行。     

Optimized heat transfer fin design for a metal-hydride hydrogen storage container

This paper presents a heat transfer fin optimization for a LaNi₅ hydrogen storage container. In this simplified approach, a one-dimension fin model is proposed in order to avoid geometrical restrictions and constrains associated to a particular technological solution. Therefore, the presented model can be utilized as a general framework for the development of containers with inner fins.     

Numerical Study of the Air Bleeding Caused Non-Uniformity in Axial Compressor

Bleeding in the compressor is getting more and more attractive because the increasing demand of bleeding rate as the temperature of the first stage of turbine gets higher and needs more cooling air. Though plenty of work has been done about bleeding, however, most of the work is studied with a single passage or ignoring the real structure of the bleeding system. In the present study, multi-passage calculation was used through ANSYS CFX to consider the finite duct holes in the whole blade row, an...     

遗传算法在离心压气机叶轮结构优化中的应用

利用遗传算法对离心压气机叶轮的结构进行优化设计。通过叶轮三无了流动的准正交面法计算得到离心压气机叶轮的增压经,以离心压气机叶轮增压比作为遗传算法优化设计的目标函数进行计算,获得最佳的离心压气机叶轮的结构设计参数,分析计算结果和流动曲线,验证遗传算法在离心压气机叶轮结构优化中的可行性。     

波浪发电系统专用水轮机的优化设计

文章结合青岛某地的波浪发电系统,研发了一种新型的超低比转速混流式水轮机。通过对水轮机全流道进行三维定常不可压缩湍流流场的数值模拟,分析了不同导叶、不同出水边叶片转轮及不同尾水管锥度对水轮机性能的影响,在满足某地波浪发电系统设计的要求下,通过数值模拟的方式,设计出合适的波浪发电系统专用水轮机。模拟计算结果表明:在设计转速为180 r/min时,水轮机出力和效率均满足波浪发电系统的要求;在设计工况下,尾水管内涡与尾水管中心线接近同轴,确保了水轮机的运行稳定性;在全年波高的变化范围内,设计的波浪发电水轮机具有良好的水力特性和运行稳定性,适合波浪发电波动大的特点。