涡流燃烧室碰撞喷雾模拟分析

应用FIRE软件,对一种吊钟型涡流室式柴油机的压缩、喷雾过程进行模拟,考察气流运动、喷雾方向对混合气形成、分布、扩散过程的影响.对于喷雾过程,主要通过缸内的燃空当量比分析了燃油的分布情况;由油滴在涡流室内的粒径云图观察喷雾的形态.模拟结果表明:涡流室内强烈的气流运动对燃油的雾化作用很大,由于气流的阻尼作用,油滴不断破碎...     

燃烧室内空气运动三维数值模拟

采用IPIC-CFDⅡ源码,对内燃机不同燃烧室内的空气运动进行了详细地三维数值模拟,着重研究了不同燃烧室结构、燃烧室偏心、涡流比对燃烧室内空气运动、特别是对纵向滚流结构的影响,说明通过数值模拟手段可以完全透视内燃机工作过程的细节,为优化设计提供理论基础.     

复杂配筋静载试桩桩帽数值模拟分析

以驻马店未来科技城工程基础桩试验方案为例,基于钢筋混凝土有限元分离式模型及William-Warnke五参数混凝土强度准则,应用有限元分析软件ANSYS对形状优化后的复杂配筋静载试桩的桩帽进行了数值模拟分析。结果表明,桩帽的位移、混凝土强度、钢筋强度均满足要求;桩帽的最大位移发生在千斤顶作用位置;桩帽内环向钢筋的应力较大,桩帽设计时应适当增大环向钢筋的配筋率;桩帽裂缝主要出现在千斤顶作用面周边,可在千斤顶下部设置钢垫板,以避免裂缝的产生。     

多级压气机快速三维数值模拟

发展了一套用于多级轴流式压气机的快速三维计算程序。对某涡扇发动机风扇/增压级算例的计算结果显示,本程序能够快速的模拟复杂结构压气机内的流动,并得到变工况的特性参数。但在激波捕捉上有一定的偏差,因此在高跨音速或超音速情况下,计算结果不是很准确。     

液滴撞击等温斜面的数值模拟

采用基于volume of fluid (VOF)方法的计算流体力学二维模型,在考虑表面张力及壁面黏附的情况下,研究水滴在撞击浸润性不同的倾斜表面的铺展过程.结果表明,不同的壁面润湿特性对液滴铺展的影响存在差异.计算所得结果与实验测量值相吻合,表明了VOF方法研究液滴碰撞的可行性.     

动车组隧道交会三维数值模拟

建立了动车组隧道交会三维数值模拟的计算模型.利用有限体积法求解三维、可压、非定常N-S方程和k-ε双方程湍流模型,通过动网格技术实现动车组的相对运动.建立了适用于气动性能分析的计算模型,模拟其隧道交会运行工况,对其进行外流场分析,得到了外流场的速度分布、压力分布等流场特性.     

多级涡轮三维黏性流场的数值模拟

采用多叶片排网格生成技术，利用实质为标准κ-ω模型的改进型BSL双方程湍流模型对一个四级低压动力涡轮进行了数值模拟，其中多叶片排间参数传递采用“混合平面”方法。通过设计工况下计算结果和设计参数的对比，分析了此型多级涡轮的气动特点。末级导叶正弯优化设计显示弯叶片提高了此型多级涡轮的通流性能，同时也表明了弯叶片优化设计时进行多级黏性流匹配计算的必要性。     

潘口水电站泄洪洞三维数值模拟

为研究采用数值模拟方法分析岸边泄洪洞水力特性的可行性,采用Fluent商业应用软件对潘口水电站岸边泄洪洞进行了三维数值模拟,得到了泄流能力、典型断面流速、沿程底板压力、水面线及洞顶富余等水力要素的分布特点。数值计算结果与模型试验结果比较表明,两者吻合较好,可见采用数值模拟方法研究潘口水电站泄洪洞的水流特性具有可行性,各种边界条件的设定较为合理,能够模拟出真实情况下的各项水力指标,研究结果对体型优化有一定指导作用。     

内燃机缸内空气运动的三维数值模拟

本文对内燃机进气和压缩过程中的缸内流场进行了三维数值模拟计算,得到了合理的结果.这些结果表明,从多维数值模拟,可以获得较大的信息量,能够较好地反映几何形状的影响.计算中发现,在进气过程后期和压缩过程中,燃烧室内的涡流中心存在着进动现象.由于燃烧室的偏置,挤流和涡流的相互作用将使燃烧室内的涡流呈现非对称结构;反喷或逆挤流主要集中在燃烧室边缘上.     

凝汽器喉部流场三维数值模拟

采用SIMPLE算法和κ-ε模型对国内某600MW凝汽器喉部进行数值模拟。旨在考虑小机排汽对喉部流场的影响。     

碎石桩加强软土地基的数值模拟研究

用碎石桩加强软弱土地基是水利工程中最常用的地基改良技术之一,但桩土界面处的显著水力梯度会促使粘土颗粒迁移到碎石桩孔隙中,导致阻塞,进而对软土的固结速率产生不利影响。同时,碎石桩的承载力大小主要取决于周围软土提供的侧向约束,而在深度较浅处所受围压较小,碎石桩可能发生侧向变形进而凸胀破坏。因此,基于快速拉格朗日有限微分数值模型,深入研究了碎石桩加固软土地基的荷载-沉降和固结特性,且分析了阻塞和侧向变形因素的影响。另外,模型还引入了时间变量,探讨了阻塞效应、荷载传递、横向变形随时间变化的特性,计算结果与实际情况有很好的一致性。     

涡轮叶栅三维气热耦合数值模拟

本文借助数值模拟技术,通过气动热分析耦合计算研究了某型航空用涡轮第二级静叶在绝热及实心叶片耦合换热情况下的流道温度场分布,并分析了流场结构,特别是对叶片温度场分布结果进行了分析。通过对三维计算结果的分析表明,耦合计算得到的流场温度场分布更符合实际。耦合与非耦合计算的差别主要体现在温度场的不同上,进而导致了马赫数、压力场、波系及临界流量的不同。因此在气冷涡轮设计中使用多场耦合技术进行数值模拟是非常必要的。     

HCCI甲醇发动机燃烧过程三维数值模拟

以AVL-FIRE作为三维瞬态模拟软件,对HCCI甲醇发动机在1500、3000和5000r/min三种工况下燃烧过程进行了数值模拟。结果表明:这三种转速下燃烧过程混合气的速度和浓度分布相似;转速越高,火焰前锋的速度越大,燃烧越迅速,而缸内混合气当量比越小。结果还表明:在排气门开启时刻缸内未燃甲醇的量较高,碳烟的排放量很低,小于1×10-9。计算结果可为HCCI甲醇发动机的燃烧和排放性能改善提供一定的理论依据。     

基于AVLFIRE的发动机进气道三维流场数值模拟研究

利用软件AVLFIRE对4个不同气门升程下进气道的流动特性进行分析研究,揭示某发动机进气道及缸内的流动特性．得出各升程下气体流动的流线图、湍动能、速度等值线图及流量系数和涡流比,直观地表明了进气过程气道及缸内的流动特性,为进气道性能优化、评价和再设计提供了方法和依据。     

拉力作用下钢管桩剪力键的数值模拟研究

剪力键是连接钢管桩与其上部结构横梁的构件,目前对其受力的计算主要是参照腿柱与导管架之间剪力键的计算方法,即假设各键对荷载均匀分配,但在拉力作用下,剪力键位置处易产生剪切、拉伸、曲屈等破坏模式,说明各键对荷载均匀分配这一假设有待进一步商榷。为探寻各键在拉力作用下对荷载的分配规律,采用数值模拟方法建立了多对钢管桩剪力键的受力模型,通过3种不同的设计方案对实际的工程案例进行分析,得出各方案下各键的受力情况。研究发现各键对荷载并非均匀分配,越靠近桩帽处的键受力越大;各键之间存在相应的分配系数,分配系数这一概念的提出,为剪力键设计提供了一个新的方法与视角。     

基于有限元数值模拟的深基坑支护桩优化设计

利用有限元方法对不同几何尺寸及变形参数下的某深基坑支护桩受力及变形特性进行了数值模拟,分析得出了深基坑开挖和支护过程中支护桩几何参数对该工程开挖变形的影响程度和灵敏性。最终确定了影响深基坑开挖与支护过程支护桩的主要设计参数,为同类地质条件下的相似基坑工程支护桩设计提供了参考的依据。     

2维,3维可压缩流体分支流场的数值模拟

本文提出了一种分析质量、动量和能量传输问题的ＴＧ有限元法。该法保留了空间的３阶精度，隐含了流线迎风的耗散作用，可很好地用于高Ｒｅｙｎｏｌｄｓ和高Ｐｅｃｌｅｃｔ数的流动中，采用了压力修正法，使计算格式同时适应可压缩流体和不可压缩流体。为了适应现有计算条件，将内存和速度进行了均衡选择，提出了相应的算法和贮存方式。最后给出了２维、３维分支流场的计算结果。     

h型抗滑桩加固边坡的优化分析

采用HyperMesh程序建立h型抗滑桩加固边坡的三维有限元数值模型,即综合考虑h型抗滑桩桩-土、梁-土及桩-梁的共同作用,并基于有限元强度折减法,通过ABAQUS有限元软件对三维模型进行数值模拟,同时引入参数q来判别h型抗滑桩的加固效果。根据此参数,并考虑安全系数、桩身最大滑坡水平推力,对h型抗滑桩夹角θ、桩间距、桩排距等设计参数进行优化分析。结果表明,达到较好加固效果时的最优夹角为15°,最优桩间距为5倍桩宽,最优桩排距为5倍桩宽。     

大加速度场中二维层流燃烧过程的数值模拟

用SIMPILER方法，对大加速度场中的二维轴对称预混层流燃烧过程进行了数值模拟，分析了当加速度场方向与对称轴方向一致时，加速度场强度和进口流速等因素对燃烧过程的速度场、温度场及燃烧稳定性的影响。模拟燃烧为C3H8和空气，燃烧室壁面绝热。计算结果表明，在大加速度场中，火焰面附近的温度梯度所产生的“浮力”作用会显著改变流场结构和火焰面形状，直至流动和燃烧过程失去稳定性。