LNG船用蝶阀蝶板结构特征对流动特性影响的分析

为了揭示液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG) 船内低温蝶阀的蝶板结构对流动特性的影响,基于计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD)技术数值模拟了两种不同的蝶板结构在90°~10°不同开度下对阀门流动特性的影响,重点对比分析各开度下的阀门流量系数。结果表明：开度在90°~20°范围内龟背式蝶板会压缩流通面积,使局部流速和湍流强度高于全轴式蝶板,导致压损更大、流量系数更低,且随着开度减小,流量系数差距逐步增大;在开度10°时,由于龟背流线型结构有利于降低开口处压力损失,龟背式蝶阀的流量系数高于全轴式蝶阀。考虑到LNG船用蝶阀在工作时多为全开状态,全轴式蝶阀比龟背式蝶阀拥有更好的流通性能。     

襟翼翼缝结构改进设计控制流动分离的数值研究

翼缝是翼型主体与襟翼之间的缝隙,对翼型气动性能与流场结构有很大影响。以两段式NACA0018翼型为基础翼型,对传统弯曲翼缝进行改进设计与数值模拟,以期增大失速攻角及改善在大攻角下的气动性能。结果表明:在小攻角下,导叶翼缝襟翼翼型的升力较原始NACA0018翼型小,阻力较大,但在大攻角下,导叶翼缝可减小翼缝中流体的速度损失,为翼型上表面边界层提供更多动能,从而改善流场结构及失速特性,弯曲翼缝可增大1°失速攻角,而导叶翼缝可增大8°,攻角为18°时升力系数较弯曲翼缝提升43%。因此,导叶翼缝可极大地改善翼型在大攻角下的气动性能。     

基于有限元热-流耦合场仿真的变压器风道结构改进

变压器的热点温升是影响变压器正常运行的一个重要因素,合理的风道结构改进可以在一定程度上降低热点温升。为此,首先建立变压器的二维有限元模型,采用有限元磁场分析得出各部分的热源荷载;再通过有限元热-流耦合仿真计算,得到变压器绕组的温度分布,确定绕组的热点位置;然后针对热点分布位置提出了风道结构改进方案,并再次进行仿真分析。对比分析改造前后绕组的温度和热点情况,表明改造后热点温升降低15%,证明了改造方案的可行性。     

基于协同仿真环境的活塞三维耦合场分析与结构改进设计

基于ANSYS Workbench11.0协同仿真环境,运用第3类热边界条件与间接耦合分析方法,完成了某大功率150型柴油机活塞的热机耦合分析。分析发现,活塞销孔处综合应力偏高,在此基础上改进了活塞销孔结构,并采用DOE（Design of Experiments）优化设计方法对改进结构进行了尺寸优化设计,优化后活塞销孔部位应力降低22.6%。