角型空化喷嘴撞击流流动特性研究

为探究空化撞击流条件下流体的流动特性,本文利用Fluent数值模拟软件考察了单喷嘴入口压力及靶距对空化射流轴心线上冲击压力、射流轴心线上速度分布,喷嘴入口压力为10 MPa时冲击靶面上径向压力分布、喷嘴出口处流线分布、湍动能及空化效果;确定了角型空化喷嘴的最优撞击喷距,模拟了空化撞击流撞击性能、撞击面湍动能及速度分布。结果表明,当空化撞击喷嘴间距在10 d时,空化撞击效果良好;空化撞击流撞击面上径向速度分布及湍动能分布呈m型,在撞击区呈较大的速度梯度,及湍动能大且集中的湍流区,有利于空化撞击区流体的混合;在撞击区,相向的空化射相互撞击,产生强烈的压力波动,大量空泡随射流到达撞击面,聚集在碰撞面两侧溃灭。     

带有弯曲静子的压气机数值仿真

针对某两级低速轴流压气机第一级静子通道小流量范围内存在轮毂-角区失速现象,为了提高压气机的效率,采用计算流体力学方法,对第一级静子进行了不同的弯曲变化数值仿真,分析研究了静子弯曲对压气机性能和轮毂-角区失速的影响。结果表明,弯曲叶片能够通过改变静子轮毂表面静压分布,减缓低能流体的横向流动,从而有效地抑制小流量范围内的轮毂-角区失速,压气机的压比和效率得到较大的提升。     

CSTR反应系统中物料流动的随机模拟

对于器内物料微团的流动处于理想混合状态的单个或多个CSTR组成的反应系统,物料微团流出反应系统的状况具有统计特征,用示踪剂模拟物料微团在反应系统中流动特性是常用的方法。由于示踪剂微团数目和单位时间中的时间微元数目均符合大数定理,单个示踪剂微团的流出反应系统成为随机概率的统计问题。利用Excel表格、函数功能及VBA混合编程,克服了其他编程软件对处理模拟数据不太尽如人意的缺点,与理论推导十分接近的模拟了CSTR反应系统内物料的流动状况,为探索和揭示各类反应器流动特性提供了一种有效解决途径。     

静叶装配误差对发动机性能影响仿真研究

针对某型轴流压气机装配时高压第11级静子叶片的缘板与机匣之间有时出现的凸出或凹下的装配误差对发动机推力和耗油率产生的影响,应用NUMECA软件对其进行了三维数值模拟.利用发动机性能计算程序计算分析了由此引起的误差对整个压气机和发动机性能的影响,寻求出静子叶片最佳的装配方式.结果表明:静叶凸出和凹下机匣内流道对高压压气机压比影响较小,但均使效率降低,凸出时对发动机推力和耗油率的影响大于凹下时的影响.建议在工厂装配某型时为降低耗油率尽量减小装配误差,尤其应避免凸出的装配方式.     

接触角滞后对变截面微通道内水银液滴流动特性影响的数值仿真研究

微通道中气-液两相流的流动特性复杂,影响因素众多,表面效应成为了微流体流动的主要影响因素。在表面张力作用下,静态接触角由固相和液相物性决定,而动态接触角和接触角滞后则受表面粗糙度、表面不均匀性、表面污染等很多因素的影响。本文利用FLUENT中的VOF-CSF模型研究了惯性微流体开关中水银微液滴在变截面微通道内两相流的流动特性。通过动态和静态接触角滞后的UDF函数对变截面微通道中内流动特性的影响进行了数值仿真分析。结果表明,接触角滞后对水银微液滴的流动特性有重要影响,接触角滞后性越大,水银液滴越难通过微阀而进入储液槽闭合信号电极。由于水银液滴在加速度作用下接触线运动速度较低,动态接触角对流动特性的影响可以忽略,动态接触角可由静态接触角代替。     

复方黄连素片的流动注射分析研究

本文报道了黄连素电化学检测器用于复方黄连素片的流动注射分析研究,其线性范围可达10~(-5)～10~(-3)mol/L,平均回收率为98.0%,相对标准偏差为1.2%。该方法不仅可用于复方黄连素片中黄连素的含量测定,还可用于其中黄连素的溶出度和均匀度检查,结果准确可靠,样品分析速度可达120次/小时。     

双流化床全场气固流动的数值模拟研究

以自行设计的双流化床装置为研究对象.以欧拉双流体模型为基础,采用FLUENT软件对双流化床装置的全场气固流动特性进行数值模拟探究.分析了燃烧炉的流化风量对其内部颗粒分布与运行情况的影响.认为随着燃烧炉底部流化风量的增加,燃烧炉内整体颗粒浓度逐渐降低,靠近出口位置的颗粒上行速度增加.     

利用CFD技术研究四边形通道内的流场

了解认知隧道内的流体力学的特点对于隧道火灾的研究和隧道安全建设有着非常大的意义。为了对隧道火灾的特点进行研究,我们使用商用CFD程序STAR-CD对速度场和压力分布进行了数值模拟。模拟过程中在同一入口位置的情况下改变四个出口位置,出口位置与模具高度的数值对别分别为L/H=0,0.375,0.75,1.125。同时还介绍了对于火灾救援和人员疏散的有效措施。     

涡轮叶片凸包强化传热的数值仿真研究

为了提高发动机高温涡轮叶片的冷却效率,延长使用时间,通过增强换热技术,采用数值仿真计算方法,在Realizable k-ε湍流模型上对球形凸包壁面的光滑矩形通道进行了换热特性研究,分析了凸包区域流场特性以及导致凸包区域换热增强的机理.在Re=20000 ～60000的范围内比较了三种不同凸包深度的换热性能,研究了凸包深度对换热和流阻的影响,计算结果表明随着凸包深度增加,换热增强因子和流阻增大因子增加,平均综合换热性能也有所增强.计算数据显示Re数对凸包壁面的换热增强因子和阻力增大因子的影响相对较小,对平均综合传热性能的影响也相对较小.仿真结果验证-了仿真模型可为增强换热性能设计提供依据.     

短叶片长度对固液离心泵内流场影响的模拟研究

为了研究短叶片长度对长短叶片离心泵叶轮内固液两相流场的影响,应用CFD软件对5种不同短叶片长度的离心泵中的固液两相流场进行数值模拟,分析并对比5种离心泵中压力及固相体积浓度变化规律.结果显示:5种离心泵中的压力沿着半径增大方向呈增大趋势;且相同半径处,工作面压力总是大于吸力面;在一定程度上减小短叶片长度,压力分布更均匀,颗粒浓度的变化曲线更平缓,同时叶轮中固相颗粒的高浓度区域大大减小,从而能够减弱各种不稳定因素的影响,保持良好的流动状态,提高离心泵的水力性能和抗磨损性能.所得结论为离心泵的改良和设计提供非常有价值的理论基础.     

弹用速率积分陀螺浮子静平衡方法研究

根据速率积分陀螺浮子的结构特点,提出用陀螺在 IA和-IA位置的零位电压之差与陀螺在 SA和-SA位置的零位电压之差来控制激光去重仪在浮子IA轴向和SA轴向的光照电流,使浮子达到完全静平衡状态的闭环工作平衡法;并采用减小力矩器刻度因数来提高浮子的静平衡精度.这种方法的平衡精度高于传统方法1～2个数量级,且平衡效率高、一致性好.     

基于表面吸气的矩形截面涡激振动抑制及机理研究

随着桥梁跨度的增加,其风致振动问题逐渐凸显,发展简单、有效的风振控制措施对于保障桥梁结构的安全具有重要意义.将桥梁断面简化为矩形,通过数值模拟研究了侧表面双气孔吸气对矩形截面的涡激振动的抑制作用.研究表明：无量纲吸气流量是影响涡激振动抑制效果的决定性因素.当无量纲吸气流量■时,表面吸气对涡激振动的抑制效果达到最佳,矩形断面的振动幅值减小了99.73%,升力系数均方根值减小了90.37%,阻力系数平均值减小了32.55%.当■时,矩形截面的振动幅值仍然被有效地抑制,但吸气流量过大,侧表面上的边界层厚度变小,边界层内的剪切效应变强,引起背风面尾流旋涡的增强,最终导致矩形截面升、阻力系数的增加.     

高速列车脱落螺栓对轨道板的冲击损伤数值模拟研究

高速列车运行中存在螺栓脱落风险,可能引起轨道板损伤.为了研究螺栓脱落对轨道板的冲击损伤,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立了螺栓垂直冲击轨道板有限元模型,并和相关文献结果进行了比对,接触力及损伤形貌计算结果与文献结果一致性较好,在此基础上分析了轨道板的裂纹扩展情况及损伤特性.计算结果表明：当螺栓冲击速度在100km/h到350km/h范围内,轨道板均为轻度损伤,其破坏模式基本相同,首先在螺栓与轨道板的接触区域边缘产生环状裂纹,然后形成径向裂纹,随着冲击速度的增加,径向“喇叭状”裂纹从两组增加至四组,最后逐渐合并成十字形.随着冲击速度的增加,冲击作用持续时间越长,损伤变量、径向裂纹最大长度和凹坑深度均有明显增加;轨道板的损伤变量随径向裂纹最大长度及凹坑深度的增加而线性增加,最大线性偏离度在19%以内.     

巷道掘进过程中煤炮现象发生范围及机理研究

为了说明煤炮现象的发生范围和发生机理,采用RFPA2D数值计算软件对某煤矿巷道掘进过程中围岩的变形破坏过程和声发射现象进行了数值模拟研究。研究结果表明,矿井工作面回采巷道发生的煤炮现象是在巷道两帮15 m及顶板约10 m范围内在巷道变形破坏过程中积聚的大量弹性能量释放的过程,是一种能级相对较小的动力现象,不是冲击地压发生的前兆信息。