全量程燃气流量计的创新与应用

当前市场上使用的流量计多数都有一个测量下限,下限以下是无法计量的.对于峰谷值差很大的燃气流量测量,一般流量计的计量范围很难满足计量需求,小流量多被漏计,产生计量误差,导致计量损失.智能式全量程燃气流量计利用两种计量原理,有效地解决了这一测量下限问题,实现了几乎从“零”计量.本流量计是集涡街及热式两种原理的流量计于一体的高度一体化仪表.由于采用了智能化处理,可直接显示出温度、压力和标准状态下的瞬时流量(m3/h)及累积流量(m3).     

顺向正弦来流条件下圆柱气动力和绕流流场数值模拟研究

为深入了解顺向阵风来流对圆柱气动力和流场特性的影响,开展了雷诺数(Re)为1 000的圆柱绕流三维大涡模拟,研究了不同频率顺向正弦来流对圆柱气动力和流场结构的影响规律,详细分析了升阻力系数、斯特劳哈尔数(St)、回流长度、分离角和尾流结构等参数的变化规律。顺向正弦来流速度为U=U₀+Asin(2πft),其中来流频率f的变化范围为0～0.3 Hz,U₀为平均速度,A为竖向正弦来流的振幅,设为0.15U₀。研究结果表明：圆柱阻力系数卓越频率(即主导频率)与正弦来流频率基本一致,升力系数存在3个明显的频率峰值,分别对应涡脱频率与来流频率之差、涡脱频率、涡脱频率与来流频率之和。随着正弦来流频率f增大,St先减小后增大,在f=0.25 Hz时达到最小值,而回流长度先增大后减小,且在f=0.15 Hz时达到最大值。当f≤St时,分离角不变,而顺流向最小速度逐渐增大;当f>St时,分离角逐渐增大.     

弯管后均速管流量计输出特性数值模拟

采用数值模拟方法对处在弯管附件后均速管流量计的输出特性进行了研究.计算中采用k-ε湍流模型,应用有限体积法对控制方程进行离散.计算得到了弯管后管道中不同位置处流量计采用平行、垂直、45°(相对于弯管平面)三种安装方式情况下的差压输出,结合管道及流量计内部流场分布对流量计输出特性进行了分析.结果表明,数值计算结果与实测结果具有很好的一致性.对比三种安装方式的误差,流量计采用垂直于弯管平面的安装方式最优.     

四电极电磁流量计磁场分布特性数值模拟

文章开展了四电极电磁流量计磁场分布数值模拟研究工作.采用有限元分析方法计算了四电极电磁流量计磁场分布特性,考察了四电极电磁流量计权重函数分布.分析了仪器偏心、流体磁导率对磁场分布影响.为正确理解注聚井中四电极电磁流量计测量响应特性提供了理论分析基础,指出了采用有限元技术是分析电磁流量计测量特性的较好途径.     

小麦气力输送流场颗粒流化特性数值模拟

目的 探索仓泵式气力输送小麦颗粒时不同输送压力下罐体及引出管内颗粒的流化特性,从而得出最佳操作压力。方法 利用Solidworks建立简易的等比例发送装置三维模型,采用模拟仿真软件Fluent对0.25、0.3、0.35 MPa等3种不同输送压力进行数值模拟,并利用CFD–Post进行数据后处理。结果 当进气口压力为0.35 MPa时物料最先输送完毕,用时为10 s。整体发料过程从引出管入口至出口处三者压力分别降低了97.1%、96.8%、98.1%,其中当进气口压力为0.3 MPa时,压力降低最小,能量利用率最高。结论 输送压力越大输送速度越快,其压降也最大。考虑经济性与高效性可得,最佳进气口压力为0.3 MPa。     

涡轮分级机分级轮流场的数值模拟与分析

为进一步研究涡轮分级机流场中的分级轮径向速度和分级区流场分布情况,更好地指导涡轮气流分级机的设计、优化和运行,通过用FLUENT6.2中的分离-隐式求解器对涡轮分级机的流场进行了模拟与分析。主要针对分级机径向速度的均匀性分析,并与实验进行比较。结果表明:进入分级轮的气流径向速度不均匀,分级轮的高度越高,径向速度越不均匀,较高的分级轮会有部分气流外溢,外溢位置、大小与分级轮的高度相关,从而引起进入分级轮的径向气流速度反而增大,高径比最好为0.3～0.5。     

气力分级叶片长度对分级区流场的影响的数值模拟研究

利用Phoenics流体力学软件对转子型气力细分级机不同长度的转子叶片间的流场进行了数值模拟,对不同长度和不同角叶片间流场的数值模拟结果表明,叶片长度增加,叶片间进行的层流状态也增多,而保持叶片间流场的层流状态是进行超细分级的先决条件,因此,增加叶睡长度可以改善分级机的分级的先决条件。因此,增加叶片长度可能改善分级的分级效果,对该模拟结果进行的理论分析证明了模拟的正确性。     

高拱坝表孔宽尾墩流道内水流特性的数值模拟研究

宽尾墩应用于高拱坝表孔后,其下泄水流的空中扩散特性与宽尾墩流道内的水流特性密切相关。采用k-ε双方程紊流模型对宽尾墩应用在高拱坝坝身泄洪表孔时的水流特性进行了3维数值模拟,给出了孔流道水面线、压力、流场等水流特性。计算值与模型试验值对比,两者吻合较好。计算结果发现,坝面中线压力分布与侧墙压力分布存在相似规律,所不同的是侧墙压力在宽尾墩转折点位置存在局部增大;墩尾压力分布受墩内水流流线弯曲影响,其分布不再符合净水压力分布规律;墩尾水流流速大小沿水深方向变化不大,但流速方向变化比较明显。     

基于FLUENT的超声波流量计水流特性分析

研究运用FIUENT软件中标准的k-ε模型,模拟了在同一进口流速下采用不同的超声波反射装置和不同通道结构时,对U型时差式超声波流量计过流通道内水流特性的影响;通过模拟结果,分析各通道内流体的流场分布和速度矢量分布规律,进行对比并从中选取最优方案模型。模拟结果与实际相符,对流量计结构的优化设计有一定的指导作用。     

城市管廊燃气爆炸动态响应的数值模拟研究

为更好的进行城市管廊结构抗爆优化设计,深入研究管廊燃气爆炸动态响应特性极为必要.利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,建立管廊结构的有限元计算模型,采用等效内能法模拟燃气爆炸荷载,研究燃气爆炸激发冲击波传播衰减规律及其对管廊结构的动态响应规律,分析管廊结构破坏和反应特征.结果表明:燃气爆炸冲击波随传播距离的增加,峰值压力逐渐降低,同时超压持续作用时间逐渐变短.冲击波在受限空间壁面的反射叠加造成其峰值压力在传播后期呈现略微增加趋势,但整体上以多项式形式衰减.爆炸损伤部位主要集中在燃气仓墙角或结构突变位置,燃气仓顶部设置泄压口,可有效避免上部通行仓混凝土的损伤破坏效应.管廊结构墙角处刚度较大导致其振动响应程度较弱,而墙面中部区域节点振动合速度可达到0.4 m/s.满仓燃气爆炸工况下,管廊结构局部混凝土产生贯穿裂纹,但并未出现整体结构性损坏.     

Numerical study of bluff body flow structures

Our recent progress in numerical studies of bluff body flow structures and a new method for the numerical analysis of near wake flow field for high Reynolds number flow are introduced. The paper consists of three parts. In part one, the evolution of wake vortex structure and variation of forces on a flat plate in harmonic oscillatory flows and in in-line steady-harmonic combined flows are presented by an improved discrete vortex method, as the Keulegan-Carpenter number (KC) varies from 2 to 40 and ratios ofU _m toU ₀ are ofO(10⁻¹),O(1) andO(10), respectively. In part 2, a domain decomposition hybrid method, combining the finite-difference and vortex methods for numerical simulation of unsteady viscous separated flow around a bluff body, is introduced. By the new method, some high resolution numerical visualization on near wake evolution behind a circular cylinder at Re=10², 10³ and 3×10³ are shown. In part 3, the mechanism and the dynamic process for the three-dimensional evolution of the Kármán vortex and vortex filaments in braid regions as well as the early features of turbulent structure in the wake behind a circular cylinder are presented numerically by the vortex dynamics method. This study was supported by the National Natural Science Foundation of China and the Laboratory for Nonlinear Mechanics, Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences, as well as by the National Basic Research project “Nonlinear Science”.     

Numerical simulation of gas flow around a passive vent in a sanitary landfill

A numerical model, based on the Darcy law, was used to simulate the two-dimensional gas flow around a passive vent in a sanitary landfill. We follow Findikakis and Leckie [ASCE J. Environ. Eng. 105 (1979) 927] in modeling the biodegradation of the solid waste and assume the first-order biodegradation kinetics. The numerical results from the Fresh Kills landfill, New York, show that the well’s ability in extracting the landfill gas by the passive vent decays quickly with the increase of the radial distance from the well. The influence radius of the well is generally less than 20 m. The effects from the final soil thickness, well depth, and other parameters on the gas flow are also discussed.     

Evaluation of LES models for flow over bluff body from engineering application perspective

Three SGS stress closure LES models are evaluated for turbulent flow over a square cylinder. Emphasis is placed on solving engineering-application-type problems on affordable computer resources and within reasonable turnaround times. Results are compared with available experimental data and previously published workshop results. Numerical strategies are kept the same for all the cases. Results are also discussed keeping in view limitations of LES methodology of modelling for practical problems and current developments. It is concluded that a one-equation model for subgrid kinetic energy is the best choice.     

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.     

灯泡贯流式水轮发电机通风系统流场的数值模拟

以计算流体力学(CFD)软件FLUENT为工具,对灯泡贯流式水轮发电机通风系统的流场进行数值模拟。建立了灯泡贯流式水轮发电机通风系统的三维几何通风模型,用标准κ-ε湍流模型作为气流的物理模型,并对计算出的电机空气风量分配情况与实测数据进行比较,验证了数值模拟的可靠性。研究表明,在合理的简化条件下,采用CFD能准确地模拟灯泡贯流式水轮发电机的通风系统流场,为进行灯泡贯流式水轮发电机通风系统设计和优化提供有效的依据。     

径向流分子筛吸附器流场数值模拟

介绍了径向流分子筛吸附器的主要结构和工作原理。采用CFD软件对径向流分子筛吸附器流场进行了模拟计算,分析了径向流分子筛吸附器流场压力分布和气体流动速度分布,比较分子筛层和氧化铝层中不同位置处的速度分布曲线,预测径向流分子筛吸附器吸附工作时吸附饱和临界突破位置。     

无机膜管气体除尘流场分布的数值模拟

先进的多孔无机膜管为高温、高腐蚀烟气净化提供了一种切实可行的新型技术路线,但装置的设计还存在很多急需解决的问题.利用Gambit软件建立了无机膜管二维几何模型,采用FLUENT软件中混合模型对无机膜管过滤瞬间的速度和压力场进行数值模拟.结果表明,通过膜管的压强降分布均匀,并且压强降损失主要发生在膜管的多孔过滤介质中.该模型可以用来分析预报无机膜过滤器内的气体流动情况,并可以为无机膜管收尘装置的优化设计提供理论依据.     

Numerical simulation of the temperature field in the electromagnetic semi-continuous casting of slab

Electromagnetic casting of aluminum is a semi-continuous casting process and the corresponding mathematical model is a non-steady non-homogeneous heat-transfer equation. This paper indicates and testifies that the dynamic temperature field can be calculated with a three-dimensional non-steady homogeneous heat-transfer equation. The software program has universal use. Further, a casting process of 1860 × 510 mm aluminum slab is simulated, the results agreeing well with those reported in the literature.     

泡沫金属湍流射流发泡过程数值模拟研究

应用欧拉-欧拉双流体模型,并采用分别描述气泡和液相湍流的k-ε两相湍流模型,描述制备泡沫金属过程中气体射流发泡过程的两相流动.通过对气泡和液体在流场中的受力分析,详细讨论了阻力、升力等相间作用力对气泡分布和流体流动的影响.预测结果和文献中的实验结果进行的对比表明,在给出合理的相间作用力模型时,该模型预测值和实验结果符合较好.但由于目前尚缺乏气体射流破碎模型,喷嘴附近还存在较明显差异.     

磁性液体管道流动的数值模拟

通过将磁性液体的磁化曲线用一个反正切函数来模拟，并且将磁场体积力写成Az的函数形式来模拟磁性液体在圆管申的流动。结果表明，圆管内的磁性液体有最大流量时，磁性液体流在靠近永磁附近呈紊流状态流动，在圆管的最右端，大致呈层流状态流动；圆管内的磁性液体净流量为零时，靠近永磁的磁性液体在原地呈激烈的涡旋流动状态．