水力喷砂射流器切割效果数值模拟

为了有效地保持油田的稳产增产,科学工作者提出了用于切割、破岩和清洗的水力喷砂射流技术。它能增加弹道的穿透深度,减少压实伤害,改善压裂效果。因为对水力喷砂射流机理、影响因素研究的不够深入及成本高等因素,在很长一段时间内水力喷砂射流技术未能得到广泛应用。迅速发展的计算机技术与日益成熟的计算流体力学,为水力喷砂器的数值研究提供了可靠途径。采用计算流体力学的方法,利用仿真软件,对不同磨料密度﹑粒径和喷射速度下的喷砂器工作情况进行了数值研究。切割口处的压力随颗粒直径和射流速度的增加而增加,随粒径的增加而减少。这一研究结果,可为水力喷砂射流器优化方案的研究提供理论基础。     

单微射流作动器定向控制主流数值模拟

采用Beam—Warming近似因式分解法求解二雄、粘性、非定常、可压N—S方程,对单微射流作动器定向控制主流的合成流场进行数值模拟。计算结果揭示了主流在单微射流旋涡对的影响下会产生偏转,并初步探讨了其产生偏转的原因。分析了主流的偏转程度与主流和微射流作动器之间距离的关系。     

液体射流与空气交叉流动喷雾的数值模拟

采用气相的时均雷诺方程,在拉格朗日框架下求解离散相的运动方程,对水与空气交叉流动的喷雾流场进行了数值模拟研究.湍流模型为标准κ-ε模型,通过在气相方程中添加源项的方法,对两相间存在的质量、动量和能量交换过程进行了模拟;还添加了描述液滴的破碎及其碰撞聚合过程的计算模型;参考实验中的实测入口风速大小,添加用户自定义函数定义气相入口边界风速.计算时,交替求解气相和离散相方程直到两相都达到收敛来实现两相间的双向耦合.并将计算网格分割为两部分,在拥有两个处理器的工作站上并行运行.模拟结果与实验结果的对比显示,喷雾轨迹和液滴粒径大小与实验结果符合较好,也较合理地模拟出了液滴的空间分布情况.     

微射流作动器外流场数值模拟

采用隐式高阶紧致差分格式结合Beam-Warming近似因式分解法术解全N—S方程，对二维、粘性、非定常、可压报作动器外流场进行数值模拟。内置似牛顿子迭代用来消除因近似因式分解、线性化、显式边界条件及隐式一边采用低阶空间离散所带来的误差，以提高精度。隐式高阶紧致差分格式具有高的精度和强的稳定性。与其它人工粘性方法相比，隐式高阶数值过浇方法，尤其对马赫数很低的流场计算有明显优越性。计算结果揭示了报射流的特点及其产生、发展与耗散的过程。     

磨料射流的Fluent模拟及喷嘴尺寸影响研究

设计某种尺寸的喷嘴,并用Fluent软件模拟磨料流体在喷嘴中的流动,研究磨料射流在喷嘴中的流动规律以及喷嘴尺寸对磨料粒子的加速性能的影响。     

淹没前混合磨料射流的数值分析

利用CFD方法对淹没条件下前混合磨料射流流场进行了数值模拟,研究了喷嘴内外液固两相流的速度规律.仿真结果表明:磨料水射流在淹没条件下的耗散较大,磨料粒子速度最大值出现在一定喷距处;对于圆柱、圆锥、锥直型3种不同形式喷嘴,以锥直型喷嘴效果更优;仿真结果与实验结果基本一致.     

有限空间双孔平面射流的数值模拟及试验验证

用物理试验和数值模拟两类方法，揭示定常的二维双孔层流射流在有限开空间内的流动结构，数值模拟是用混合有限分析格式求解相应的边界条件下的纳维－斯托克斯方程，计算结果和试验资料吻合良好，均发现双孔射流混合为单股射流后，其主流稳定地向一侧偏移。     

横流中紊流射流的三维数值模拟

从空间平均的非恒定三维不可压缩Navier-Stockes方程出发,采用Smagorinsky涡粘性模型模拟湍流,对横流中的射流进行了数值模拟.数值计算中采用了原始变量法,偏微分方程组的空间离散采用Galerkin有限元法,时间离散则采用半隐式.结合水槽实验,对比分析了无浮力和存在浮力两种流动情况下的射流流速场、射流轨迹线以及轨迹线上的流速.计算结果与PIV的实测流场比较表明,计算基本反映了实际的射流流动特点.计算与PIV实测流场得到的射流轨迹线基本一致,轨迹线上的流速两者相差一般在5%左右.     

射流泵内部流动的数值模拟

全面考虑了射流泵的不规则几何形状和各结构尺寸对其性能的影响 ,采用贴体坐标变换技术 ,结合混合有限分析法和k-ε紊流模型 ,给出了一套有效的射流泵内部流动计算的数值方法 .算例表明 ,其结果与实验值吻合较好 .     

基于ANSYS/FLOTRAN的喷头流道压力损失的有限元分析

ANSYS / FLOT RAN 是基于有限元技术的CFD 软件, 是求解二维、三维流体流动和传热问题的强有力的工具。通过使用大型有限元分析软件ANSYS / FLOTRAN, 激活标准K -ε湍流模型, 对不同工作压力下的安装不同型式稳流器的中压摇臂式喷头内流场进行数值模拟分析, 得到摇臂式喷头内流场的速度矢量图及压力等值线图。此分析直观地反映了摇臂式喷头内流场的压力变化, 并且, 通过比较分析, 可得到一定工作压力下压力损失值最小的摇臂式喷头, 即最佳结构摇臂式喷头, 为摇臂式喷头的优化设计提供了理论参考。     

直齿圆柱齿轮ANSYS仿真分析

应用ANSYS软件对38SiMnMo调质直齿轮进行仿真分析,并与试验结论进行比较验证仿真分析和试验结论的一致性,同时验证理论计算的合理性.     

砌块墙体裂缝ANSYS数值模拟方法的研究

利用通用有限元分析软件ANSYS,采用混凝土材料模型,在一定的温差及水平荷载作用下,对砌块墙体进行非线性分析,研究了砌块墙体裂缝和变形的分布规律及发展特点。理论分析与试验结果对比分析表明,砌块墙体裂缝的分析模型是合理可行的。     

基于ANSYS／LS—DYNA的二辊矫直过程数值模拟

应用非线性有限元分析技术,利用ANSYS／LS—DYNA动态模拟二辊矫直机矫直过程,得到了二辊矫直机矫直过程的应变场、应力场等参数的变化特点;分析了不同倾斜角度对矫直质量和矫直精度的影响,可指导现场工程人员迅速调整好矫直辊斜角;给出了矫直过程的矫直力和导板力,为新设备的开发提供理论依据。     

基于ANSYS的YQK-1250液压机结构优化

在Por／E中建立YQK-1250液压机的框架模型,并利用有限元软件ANSYS10．0将Por／E模型导入,建立有限元模型;然后对其进行分析,得出YQK1250液压机一般工况下的8阶共振频率、最大应力、最大变形量;再提出多组合理方案,利用ANSYS10．0对其进行分析,得出最佳方案。     

斜拉桥索力调整在ANSYS中的实现

为了在ANSYS平台上模拟斜拉桥索力调整,提出了一系列的等效方法,即用多段直杆法代替斜拉索以模拟拉索的垂度效应,用温度的变化代替应变变化以模拟拉索张拉,用悬链线公式计算拉索的无应力索长.基于这些等效方法,编制了与ANSYS相匹配的功能模块,并通过算例验证了这些方法的有效性.     

基于ANSYS/Fluent的FSAE赛车限流阀的仿真优化研究

为设计赛车进气效果最佳的限流阀,本文采用Solidworks软件,建立赛车发动机限流阀三维实体模型,利用ANSYS中Fluent模块对限流阀模型内流场进行分析,得到限流阀内部的压力场和速度场分析云图,根据分析结果选取锥形口的限流阀结构,并对限流阀的设计参数进行优化分析.分析结果表明,为保证发动机气流流量的供应和进气气流的稳定,选择出口锥角为14°,进口直径为50 mm,渐缩长度为50 mm,渐扩长度为90 mm的限流阀,发动机气流流量的供应和进气气流较为稳定,进气效果最理想.该研究改善了FSAE赛车限流阀对发动机动力性能的影响.     

Pro/E与ANSYS数据接口的研究

以Pro/E和ANSYS数据接口为核心,以Pro/E和ANSYS软件为平台,应用No Defeaturing选项将Pro/E建立的部分复杂实体输入到ANSYS软件中的方法,实现Pro/E软件的CAD系统与ANSYS之间数据的传送,解决了直接将PRT格式的文件输入到ANSYS系统中容易造成图元丢失或者模型不适合网格划分的问题,为ANSYS与Pro/E软件联合建模时数据接口的使用及数据转换方法的选用提供了参考.     

一种基于ANSYS的改进结构优化设计方法

针对ANSYS优化设计中零阶算法和一阶算法存在的不足,结合两种算法对其进行了改进。首先,根据最小二乘逼近原理,选取一个函数面来拟合解空间,采用不易陷入局部极值点的零阶算法确定最优解的基本位置,然后执行优化设计的重启动,在目标函数中添加一个惩罚函数将其转换为非约束优化问题,最后通过基于梯度寻优的一阶算法对最优解进行修正。运用ANSYS10.0和MATLAB7.0软件,建立了斜拉立体桁架的模型并用改进后的方法进行了验证,分析结果表明该方法是一种行之有效的算法。     

基于ANSYS的储热室隔热性能数值模拟

采用能量平衡方程建立了储热室壁中钢壳及隔热材料稳态传热的数学模型,应用有限元软件ANSYS热分析功能对储热室壁的隔热性能和温度场分布进行了稳态热分析,模拟结果与理论计算结果吻合良好。分析结果对储热室设计中隔热体材料及结构的选择和设计具有积极意义。