膜式燃气表内部流动数值模拟研究

采用CFD数值模拟方法对有柔性膜片的膜式燃气表内部流动进行数值模拟研究,解决了皮膜和旋转阀之间的联动关系以及旋转阀转动与皮膜运动的仿真实现等技术问题;运用滑移网格、动网格及用户自定义函数(UDF)技术实现了膜式燃气表内部流动的动态数值模拟,获得了旋转阀与阀座存在1mm间隙的情况下膜式燃气表内部流场和仪表压损数据.结果表明,数值模拟技术用于膜式燃气表这种复杂结构的内部流动研究是可行的.     

射流泵平板速冻过程数值模拟与实验研究

为了验证射流泵供液平板速冻机的节能效果,利用Fluent 6.3.26和Gambit 2.4.6(CFD)软件对水在射流泵供液平板速冻机中冻结过程进行了数值模拟,对水的物性参数进行分段线性处理,选取第1层、第6层和第11层蒸发平板几何中心处托盘,分别进行了模拟与实验数据的对比。结果显示,三层托盘中水的冻结时间模拟值与实验值相对误差绝对值分别为0.7%、1.4%、1.3%,冻结过程的温度模拟值与实验值的最大相对误差绝对值分别为5.6%、4.2%、5.6%,模拟结果与实验吻合较好。此外,对射流泵平板速冻机的节能特性进行了试验研究,结果表明,与传统的热力膨胀阀供液相比,射流泵供液节能达9%,冻结时间减少14%,同一层平板不同托盘的温度不均匀性仅为3.6℃,底层托盘的冻结速度快于上层,射流泵适用于平板速冻机。     

旋风式除尘器内部气固两相流流动数值模拟

本文利用流体力学计算软件star-cd对旋风式除尘器内部气固两相流进行了三维数值模拟,通过对计算结果的分析,讨论了气固两相流的速度分布,压力分布规律,以及固体颗粒的运动轨迹,进一步阐述了旋风除尘器的工作原理.     

高压喷嘴内部空化流动的数值模拟研究

高压柴油喷嘴入口流动分离产生的局部低压会诱发空化现象。该文利用k-ω SST 两方程湍流模型和k-kl-ω湍流/转捩模型对某喷嘴内无空化及空化流动进行数值模拟。结果表明k-kl-ω模型可有效预测喷嘴入口回流区分离转捩过程, 且喷孔内空化流的空泡位置、形态及出口质量流量与实验结果吻合很好, 能更准确模拟喷嘴内空化流动, 而k-ω SST 模型忽略了分离转捩过程, 难以预测喷嘴内部的初生空化及流动特性。进而采用k-kl-ω模型探讨了喷嘴入口回流区流动结构及转捩过程对空化初生及发展的影响, 揭示出回流区长度、压力及脉动能强度分布特性, 为深入研究喷嘴射流雾化机理提供依据。     

低温液氮泵空化模型修正及内部流动数值研究

为了研究低温泵内的空化流动,考虑热力学效应,对现有Zwart空化模型进行了修正,并通过NACA0015水翼的空化实验验证了修正后模型的可行性。同时采用数值模拟的方法分析低温泵在输送液氮介质时所产生的空化流动现象,获得了低温泵的空化性能、叶片表面中间流线上的载荷分布情况和流道内的温度分布规律。研究结果对准确预测低温泵的空化性能,提高低温泵的抗空化能力具有意义。     

低温节流阀流动过程数值模拟和实验研究

对弯折型、旋转型两种节流阀进行数值模拟,研究不同工质下节流阀的温降以及流量特性,结果发现与液氮与液氧相比,甲烷在节流阀内的空化更为严重,汽相出现的较早,汽液分布较为混乱.搭建低温节流阀流动换热实验台,以液氮和甲烷为实验工质研究不同工况下的节流阀的流动特性,将进口过冷度作为影响因素提出新的质量流量关联式,可以准确预测节流...     

基于Lighthill声类比理论的喷水推进泵不稳定流动诱导噪声的数值研究

喷水推进泵内部不稳定漩涡流态对舰船推进系统的稳定性和噪声具有重要的影响,为了研究多工况下的流动特性及流致噪声机理,采用了计算流体力学(CFD)与计算声学(CA)耦合数值模拟的方法,针对喷水推进泵的不同的运行工况进行了精细化非定常数值模拟,并与实验结果进行了验证。基于非定常数值模拟结果,将叶轮表面旋转偶极子与导叶表面固定偶极子的CGNS数据作为声源,采用BEM法开展了一系列的内声场及外声场声振耦合计算。研究结果表明:喷水推进泵压力脉动的幅值从叶轮进口处到导叶出口处逐渐减小;在额定工况下,喷水推进泵内部的压力脉动系数的最大值都出现在一阶叶频附近,叶片通过率是幅值的主要影响因素;随着流量工况减小,一些监测点在低频范围内的压力脉动超过一阶叶频处的值,成为主频;随着流量减小,喷水推进泵内部压力脉动幅值明显增大,内声场的声功率级随之上升,外声场声振耦合的声压级也随之增大,且呈现出明显的偶极子特性,本文的研究结果为舰船喷水推进泵的低振低噪设计和运行提供了理论基础。     

毛细管中聚乙烯熔体流动的数值模拟与实验

分别采用2种微分型黏弹性本构模型——DCPP模型和S-MDCPP模型模拟了线型低密度聚乙烯熔体在毛细管中的流动情况,并与实验结果作比较.为了保证数值计算的稳定性,采用离散的弹性黏性应力分裂方法(DEVSS)/迎风流线方法(SU)在动量方程中引入椭圆型算子,并抑制高Weissenberg数下的对流占优情况.一种改进的FI...     

绕管换热器壳侧气相流动实验与数值模拟

搭建了绕管换热器壳侧流动实验平台,并对一个竖直布置的4层绕管式换热器进行了壳侧空气流动实验。与关联式进行对比,包含换热器结构参数的Messa压降关联式,平均绝对偏差12.82%。同时,针对绕管式换热器壳侧几何结构的周期性,利用周期性边界条件,简化了绕管换热器壳侧的几何模型。并应用简化后的三维微元结构对绕管壳侧的传热和压降特性进行了数值模拟。模拟结果与实验较为吻合,压降的平均绝对偏差为16.81%。     

固体推进剂药浆收缩流动数值模拟与实验验证

利用Phan Thien-Tanner(PTT)黏弹本构模型,通过CFD黏弹性流体软件Ansys-Polyflow对固体推进剂药浆4∶1收缩流进行数值仿真模拟,研究了固体推进剂药浆在不同松弛时间,流道收缩口处的等值线流体形态、流动速度、法向应力效应等特性。研究表明,随着松弛时间延长,流体的韦森堡效应逐渐增大,在收缩流道入口的角落处产生涡流或二次流现象越明显;在收缩流道入口处,由于流动面积减小,为保证流体质量守恒,流体沿着中心轴流动方向加速,且速度梯度方向与流体的流动方向一致,即中心轴处产生了大应变速率的拉伸流动,远离中心轴靠近壁面处流动以剪切流动为主。     

液环泵喷射器性能的数值模拟研究及实验验证

本文应用CFX软件及k-ε湍流模型,实现了液环真空泵喷射器三维动传热的数值模拟.并分析喷射器内流场的压力分布、马赫数分布和温度分布,了解其内部的复杂流动,利用仿真结果计算出液环真空泵喷射器在不同压力下引射气体流量的变化,并与实验曲线进行对比验证,为优化喷射器结构,实现喷射器与液环真空泵的最佳匹配提供依据.     

模拟转子不平衡响应数值分析及实验研究

对模拟转子进行了不平衡响应的有限元计算，并进行了相应的实验研究。在转速为９６０ｒ／ｍｉｎ和１５６８ｒ／ｍｉｎ时，不平衡响应的计算结果与实验结果的误差近似为１．７％和２．１％，计算结果与实验结果相符。     

半管水位下余热排出系统的漩涡数值计算

余热排出系统(RHR)在半管运行状态下,可能与主回路连接处产生漩涡吸气现象,该现象会对余热排出泵产生汽蚀。该文建立了余热排出系统接口处的简化物理模型,利用CFD软件ANSYS CFX对不同流量、不同水位情况下的漩涡现象进行详细研究。根据计算分析得出以下3个结论 :1)华龙一号堆型在半管最低水位为84%的情况下,工程中设定的最大流量为1 050 m~3/h(291 kg/s),在稳定的情况下,并没产生连续穿透的漩涡。2)在45°接管的情况下,接管侧出现气体吸入的情况,而在出口非接管侧则没有出现气体吸入的情况。3)对不同水位进行计算,当水位为50%和60%时,都产生了贯穿性漩涡,而当水位为70%时,未产生贯穿性漩涡。总的来说,通过计算初步论证了在华龙一号设定的运行参数下余热排出泵能正常运行,并且具有一定的防漩涡裕度。     

RTM工艺树脂流动过程数值模拟及实验比较

树脂充模是RTM工艺成型过程中的重要一环。研究了RTM工艺树脂流动过程的特点,建立了树脂渗流控制方程。采用贴体坐标/有限差分法模拟了树脂渗流过程,给出了不同时刻树脂流动前沿曲线及终止时刻压力场分布,计算结果与试验结果吻合良好。     

低温堆余热排出系统的算法研究

为了用数值计算的方法对低温堆余热排出系统中各个关键点的温度、压力、流量进行模拟计算，选择C 语言作为具体实现的程序语言，采用VisualC 5．0和Mat-Com科学计算工具。本文介绍了应用VisualC 5．0和数学工具MatCom实现低温堆余热排出系统的数值计算，并用DDE技术实现了和Excel报表的接口。整个计算软件具备友好的人机界面，易于维护的计算模块以及计算结果的可视化。     

大流量工况下核主泵内部不稳定特性分析

为了研究大流量工况下,核主泵内部流动不稳定特性,基于RNG k-ε湍流模型,利用ANSYS CFX对大流量工况下核主泵内部流场进行三维非定常数值模拟,分析了大流量工况下在导叶不同位置9个监测点上压力脉动的时域和频域特性。研究结果表明:由于漩涡的存在,H~Q曲线在1.0Qd~1.1Qd内出现正斜率现象。核主泵导叶流道内最大压力脉动出现在导叶进口处,随着流量的变化,主泵运行偏离最优工况越远,导叶进口处的压力脉动系数越大,在1.3 Qd工况时导叶进口处的压力脉动系数最大且为出口处的2.5倍;蜗壳壁面的径向力受流量变化影响最大,在一个旋转周期内蜗壳壁面所受到的径向力随流量的增加平均值逐渐增大,偏离额定工况越大,蜗壳壁面受到的径向力最大,导叶次之,叶轮最小。试验与数值对比分析发现大流量工况下二者吻合较好,证明该数值模型可较准确地描述泵内流场特征。     

单屏温度传感器内部流场数值模拟研究

单屏温度传感器普遍应用于航空航天领域中的气流温度测量,本文对单屏温度传感器的内部流场进行了数值模拟研究,获得了单屏温度传感器内部的速度分布、温度分布以及压力分布等参数,为该型传感器的结构设计和使用提供了理论支持。     

整流器内部流场的数值模拟研究

利用数值计算方法对Laws整流器、NEL整流器内部流场进行了研究,整流器前的管线结构为不在同一平面内的双弯头.并将计算得到的整流器下游不同管段处轴向流速分布和文献[3]提供的实验结果进行了比较.结果表明,计算结果和实验结果基本上吻合.这说明了数值计算方法可应用于整流器的优化设计,以替代部分实验,节省研究成本.     

涡轮流量计内部流场数值模拟研究

利用数值仿真技术对涡轮流量计内部流场进行了研究,目的是为优化涡轮流量计的结构设计提供指导。利用叶轮转速与平均力矩系数存在线性关系,提出两点法确定叶轮在力矩达到平衡状态下的转速。数值分析结果表明,前导流件叶片后形成的尾流影响叶轮人口的流体速度分布,继而影响叶轮的旋转稳定性;叶轮叶片压力面上靠近叶片前缘以及吸力面上靠近尾缘处存在压力突变区,易产生脱流现象;叶轮轮毂前后间隙区内流体受叶轮旋转影响而易产生漩涡流和明显的切向速度分量。