电解车削加工流场的数值模拟及工艺试验研究

针对电解车削加工的流场设计,基于内喷式阴极结构和电解液流道的物理模型建立了相应的数值模型,应用计算流体力学方法进行求解,得到了流场的速度和压力分布。根据求解结果,分析了阴极内部结构对流场的影响;通过改进阴极的内部结构,得到了相对较好的模拟结果;结合工艺试验,验证了数值模拟的准确性,表明可将计算流体动力学的方法用于流场的模拟和指导阴极结构的改进设计。     

电喷镀阳极喷嘴的流场仿真及试验

针对平面式和直纹曲面的电喷镀阳极喷嘴流场设计,以电镀液的流道为物理模型建立了相应的数值模型,应用计算流体力学方法对流场的数值模型进行求解应用。单相流模拟喷嘴内液体流动情况,VOF多相流模型模拟分析喷射液柱与空气混合状态,研究工件表面镀液分布情况。根据仿真结果,并结合试验,确定最优的阳极喷嘴设计结构。     

基于CFD技术的新型液气缓冲器流场计算分析与试验研究

该文基于CFD技术,利用动网格模型,同时采用标准k-ε模型和SIMPLEC算法,运用CFD软件FLUENT对新型节流芯轴式液气缓冲器进行几何建模、数值模拟和可视化研究,分析模型关键部位的流场特性,得到内部流场压力和速度分布特性以及缓冲特性曲线,分别对不同缓冲间隙,节流芯轴形状和冲击速度进行仿真实验,获得各参数对液气缓冲器缓冲特性的影响,为新型液气缓冲器关键部位参数的确定和内部结构的优化提供了参考依据。同时将仿真结果与试验进行对比分析,结果表明采用CFD方法对缓冲器流场进行仿真分析是可行的。     

圆形出液口悬浮阴极平面电化学加工间隙建模及实验研究

提出利用极间电解液液膜支撑阴极悬浮形成加工间隙,通过调节流量和电流实现极间间隙的调节和控制的新方法。以圆形出液口悬浮阴极平面电化学加工为例,基于流体力学和电极过程动力学理论建立加工间隙的数学模型,得到间隙与流量、压差及电流之间的关系。利用Fluent软件对间隙模型流场特性进行分析,得到间隙中电解液的压力场和速度场的分布情况,进而得到进出口压差和出口流速;实验获得不同流量、电流条件下的加工间隙。理论模型计算结果和实验数据结果相近,变化规律基本一致。     

拖拉机电液比例提升阀静态特性仿真与试验

电液比例提升阀由定差溢流阀和二位三通比例节流阀组成。定差溢流阀使节流阀两端压差稳定,从而稳定提升阀的输出流量。在对比例提升阀建立静态仿真模型时,由于定差溢流阀与节流阀的阀芯节流口形状和流动状态较复杂,使用传统的液动力公式难以准确计算阀芯所受的稳态液动力,从而影响阀的静态性能计算精度。为了准确地通过计算获得比例提升阀的静态特性,采用Fluent软件进行流场仿真计算节流阀与定差溢流阀在不同阀口开度和压差下的稳态液动力数值,并对其进行插值处理得到阀口稳态液动力与阀口开度、压差之间的插值模型,再代入仿真模型中解得比例提升阀的静态性能。试验结果表明,稳态液动力采用流场仿真插值法所获得的静态性能仿真结果与试验结果具有很高的吻合度。     

基于CFD方法的钻井液锥阀流场模拟及结构分析

本文基于计算流体力学方法,采用幂律流变模型和RNG k-ε湍流模型对钻井液锥阀阀口处的内部流场进行数值仿真计算.通过对流场内流线形状、压力和流速的大小及其分布情况进行分析,着重研究了阀芯半锥角、阀芯结构、阀座倒角等对锥阀流场的影响.研究结果对以钻井液作为介质的液压锥阀的设计和优化具有一定的借鉴意义.     

基于计算流体动力学软件的型腔电解流场仿真

针对型腔电解加工中阴极流场设计分析的难点,应用计算流体动力学软件对型腔电解加工的流场进行仿真,得到加工间隙中流场的速度和压力分布,用以指导阴极的流场改进设计。经工艺试验验证,仿真结果较准确反映了型腔电解加工过程中的流场压力和速度分布,从而可以显著减少阴极流场设计中试验修正的次数,实现高效、低成本设计工具阴极流场之目的。

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挖掘机多路阀回转联阀口流场仿真分析

针对挖掘机多路阀回转联阀口部位采用CFD仿真的方法对阀口流道进行数值模拟。在Fluent软件中采用基于压力基求解模型、绝对速度公式方法和Realizable κ-ε湍流模型对多路阀回转联阀口流场进行稳态数值模拟,分析不同阀口开度、入口速度和出口负载下的速度和压力仿真云图,得到具体影响效果,并进行了相关的试验。结果表明:阀口开度的改变会显著影响阀口处流体的速度场和压力场的分布,阀口对流体具有节流作用,阀口开度越小节流作用越大;入口速度的变化对流体的速度场和压力场的分布影响不大,但是会明显影响流体的速度, 而对于压力大小的影响较弱;在 Fluent 仿真软件中,当设定边界条件为速度入口和压力出口时,对于出口压力,只改变压力的大小,对压力场分布基本不产生影响,最后通过试验验证了仿真的正确性。     

基于相位场模型的稀疏液固两相流场特性分析方法

针对在模具结构化表面精密加工过程中稀疏液固两相流场特性参数难以求解的问题,提出了一种基于相位场模型的稀疏液固两相流场特性分析方法。相位场模型中速度场和压力通过Navier-Stokes方程控制,两相流的分界面动力学方程由Cahn-Hilliard方程控制,从而建立了面向软性磨粒两相流流型分析的动力学模型;采用传统的二阶中心差分格式逼近粘性项和表面张力项,同时采用五阶WENO格式近似的对不可压缩两相流进行了空间离散化重构,并采用TVD Runge-Kutta方法提高了求解过程中时间的离散精度;以加工常用的长方形直流道为具体仿真实验对象,研究了稀疏液固两相流流经不同尺寸流道过程中的速度场与压力场变化。研究结果表明,两相流数值仿真结果与理论分析相符,且与国外仿真结果相吻合,从而验证了该方法的有效性,为软性磨粒流精密加工方面的研究提供了可靠的理论依据。     

一种液控单向阀阀口流道分析及改进

介绍了一种液控单向阀．并通过流体仿真软件Fluent对液控单向阀的流道进行可视化分析,并得到阀口流场数值仿真结果,最后对其流道进行结构改进,得到优化后的仿真结果,取得了良好结果。     

Research on the cathode design and experiments of electrochemical machining a closed impeller internal flow channel

In order to improve the electrochemical machining (ECM) precision and efficiency of a closed impeller internal flow channel, the internal flow channel cathode shape and structure were optimized by gap flow field simulation. Firstly, the theoretical model and three-dimensional gap flow field simulation geometric model were set up. Next, the inter-electrode gap flow field simulation results were draw from the streamline, velocity, and pressure cloud picture. Secondly, the cathode and the frock clamp were designed according to the simulation results. Finally, the verification experiment was carried out to evaluate the cathode structure and the ECM process parameters, and the experimental results were consistent with the simulation results. The whole process is stable and no short-circuit phenomenon with the forward flow field machining pattern. The results show that the method of gap flow field simulation-assisted ECM cathode design is useful and economical for machining closed impeller internal flow channel.     

基于三维瞬态流场分析的液力变矩器改型设计

为了提高液力变矩器的外特性,利用UG建立某型液力变矩器叶栅系统全流道模型。借助滑动网格技术,采用Fluent软件对液力变矩器内流场进行三维瞬态数值模拟,并与原结构的试验结果对比,验证了该方法的合理性。在此基础上,根据性能要求对原有变矩器作改型设计,改进了涡轮进口角和出口角等关键参数。结果表明,改型后的液力变矩器具有更加合理的内流场分布和更高的效率,改型设计效果良好。     

基于Flow Simulation的油气分离器流场分析及优化设计

用数值模拟的方法研究喷油螺杆压缩机油气分离器部件内的流场,对气液两相流场采用离散相模型计算。通过对油气分离器建立多个单一变量模型并设定相应边界条件,对计算结果分析发现,除合理设定内筒内外截面面积比外,油气分离器入口截面形状及出气口相对位置对提高分离效果也具有积极作用,据此提出优化设计方案和为认识油气分离器内部流场提供参考。     

T型管流场混合多相流与欧拉多相流模型的数值研究

以计算流体动力学(CFD)的多相流数值计算理论及方法为基础,对处于复杂工况的T型管连接装置腔内流场进行了数值模拟分析,采用标准湍流模型和标准壁面函数对T型管接头内部流场进行了数值模拟;同时以混合模型求得的解作为用欧拉多相流模型的初始条件,采用欧拉多相湍流模型进行了对T型管接头内部流场数值计算.最后对两种模型计算得到的T型管接头内部流场的压力场、速度场及气相的体积分数(VOF)分布进行了对比分析.计算结果将指导的结构优化设计及失效分析.     

圆锥形喷嘴结构参数设计研究

为了获取圆锥形喷嘴结构参数与其工作性能的作用规律,建立了喷嘴内部流场的数值仿真模型.通过仿真研究获取了喷嘴结构参数与喷嘴内部射流特性的作用规律.仿真结果表明:喷嘴的收缩角α和长径比cp决定了喷嘴射流的最大出口速度和喷嘴出口射流速度在径向的变化幅值.随着α的增加,喷嘴射流的最大出口速度先增大后减小.当α较小时,喷嘴出口射流速度在径向基本保持不变.当α较大时,喷嘴出口射流速度在径向变化明显.随着cp的增加,喷嘴射流的最大出口速度先增大后减小.当cp较小时,喷嘴出口射流速度在径向变化明显.当cp较大时,喷嘴出口射流速度在径向基本保持不变.圆锥形喷嘴的最优结构参数为α=40°,cp=3.对不同α的喷嘴性能进行了实验测试,实验结果表明:当α =40°时,喷嘴产生的射流出口速度最大.     

基于CFD技术的大容量风冷冰箱流场分析及改进设计

冰箱中食物的保存质量直接依赖箱内的空气流场和温度分布,而流场分布及温度分布取决于冰箱风机系统、风口位置及内部结构,这是当前大容量风冷冰箱设计中的一个难点。本文将CFD仿真技术引入到大容量风冷冰箱产品设计中,建立了某型号大容量风冷冰箱风机风道系统的三维模型,对冰箱风道的流场进行了仿真分析;根据仿真结果采用离心风机替代传统的轴流风机,并对风道系统进行针对性的改进,很大程度上提高了冰箱出风口风量,改善了风道系统流场分布并且有效降低了噪音。物理试验验证了本文研究方法的可行性和正确性。     

轴向迷宫密封性能的流固耦合分析

以往轴向迷宫密封设计时多借鉴旋转迷宫密封的研究成果,而对于轴向迷宫密封,其内部流体变化形式存在较大区别.为探讨轴向迷宫密封流场分布和泄漏特性,对某型号迷宫压缩机活塞气缸部位采用的齿形轴向迷宫密封结构进行研究.建立该轴向迷宫密封结构的三维模型,对迷宫密封泄漏特性进行流固耦合分析,分析迷宫密封流体域内压力分布、流场分布及结...     

Effects of meridional flow passage shape on hydraulic performance of mixed-flow pump impellers

During the process of designing the mixed-flow pump impeller, the meridional flow passage shape directly affects the obtained meridional flow field, which then has an influence on the three-dimensional impeller shape. However, the meridional flow passage shape is too complicated to be described by a simple formula for now. Therefore, reasonable parameter selection for the meridional flow passage is essential to the investigation. In order to explore the effects of the meridional flow passage shape on the impeller design and the hydraulic performance of the mixed-flow pump, the hub and shroud radius ratio (HSRR) of impeller and the outlet diffusion angle (ODA) of outlet zone are selected as the meridional flow passage parameters. 25 mixed-flow pump impellers, with specific speed of 496 under the design condition, are designed with various parameter combinations. Among these impellers, one with HSRR of 1.94 and ODA of 90° is selected to carry out the model test and the obtained experimental results are used to verify accuracies of the head and the hydraulic efficiency predicted by numerical simulation. Based on SIMPLE algorithm and standard k-ε two-equation turbulence model, the three-dimensional steady incompressible Reynolds averaged Navier-Stokes equations are solved and the effects of different parameters on hydraulic performance of mixed-flow pump impellers are analyzed. The analysis results demonstrate that there are optimal values of HSRR and ODA available, so the hydraulic performance and the internal flow of mixed-flow pumps can be improved by selecting appropriate values for the meridional flow passage parameters. The research on these two parameters, HSRR and ODA, has further illustrated influences of the meridional flow passage shape on the hydraulic performance of the mixed-flow pump, and is beneficial to improving the design of the mixed-flow pump impeller.     

海底沉积物静水压力驱动取样器的内部流场数值模拟研究

给出了海底沉积物静水压力驱动取样器驱动单元的基本结构.建立了取样器驱动单元内部流道的流动实体,并对其进行了网格划分.利用CFD软件对驱动单元内部流场进行了数值模拟计算,得到了该内部流场的速度和压力分布.研究结果表明取样器驱动单元排水口的形状对取样器排水流鼍的影响较大,通过改变排水口形状,可以提高取样器取样效率.模拟计算...     

燃气喷嘴出口二维形状参数优化设计

国内外对燃气流道几何形状优化的研究还比较少,而生产企业一般通过尝试得到参数,缺乏理论依据.对燃气喷嘴出口处气体流动就是先采用二维模型进行的有限元模拟,给出出口处通道内流体的二维数学描述及数值处理方法,并采用四边形结构网格,考核了网格数和时间步长,对不同内部流道型线的喷嘴气体流动进行数值模拟.可以得到,对于窄矩形喷嘴,进口处的形状对流场运动的分布有较大的影响,轴对称收缩喷嘴的收缩角大小主要影响气流出口附近的流动,对流动具有不同的阻滞效果.