低速风洞洞体设计

介绍了低速风洞洞体各部分几何特性对风洞流场品质的影响,并应用流体仿真软件对设计的低速风洞流场品质进行了验证。     

汽车模型风洞研究

汽车缩比模型风洞对汽车空气动力学性能的正向开发、造型设计起着至关重要的作用。对国内外多座先进的模型风洞技术能力进行深入研究,对这些模型风洞的风洞结构、流场品质和试验能力进行了详细总结。结合模型风洞基本理论,提出先进的模型风洞技术指标。     

直流式低速风洞收缩段收缩曲线的仿真分析

风洞收缩段的收缩曲线设计是直流式低速风洞设计至关重要的部分,直接影响试验段核心区域的气流品质。使用Matlab绘制了现行的维氏曲线、双三次曲线、五次方曲线及6种五次方曲线的改进形式,比较它们在轮廓上的差别,并初步预测它们对风洞气流品质的影响。利用Fluent软件对比分析不同收缩曲线的直流式低速风洞模型的收缩段和试验段风速轮廓,综合比较了不同风洞模型试验段核心区域气流的动压系数、速度不均匀度和轴向静压梯度特性。结果表明:双三次曲线风洞模型综合性能最优,五次方曲线改进形f(ε)=x/L次之。     

背压下旋转分配器间隙流场特性分析

旋转分配器工作时保持回油通路一定的背压能够提高其使用寿命。本文首先推导出间隙流场中流量、压力、承载能力和油膜刚度的计算公式,得出在增加背压的情况下间隙流场内流体特性的变化,然后运用fluent对间隙流场进行有限元分析,验证了理论公式。在满足旋转分配器工作变载荷的情况下,可以适当增加背压。     

水平振动抛磨颗粒介质流场特性分析

目的 探索不同振动参数下水平振动抛磨颗粒介质的流动模式和流场特性.方法 基于离散元法(DEM),对水平振动抛磨工艺下的颗粒介质运动特性进行模拟,分析颗粒介质的流场特征和不同参数下颗粒介质的流态变化,研究颗粒介质床层高度比、空区变化和对流面积比对整个颗粒系统对流强度的影响,以及颗粒介质的平均速度对流场的影响,并通过高速摄影速度测试实验验证模拟的有效性.结果 在外部振动作用下,颗粒介质流场可分为对流区、混流区和稳流区3个区域.随着频率的增加,颗粒介质的平均速度在18 Hz达到最大,然后减小.随着振幅的增加,颗粒介质的平均速度增大.颗粒介质的床层高度比、空区和对流面积比的变化与平均速度随振动参数的变化趋势一致.结论 随着振幅增大或是频率达到18 Hz左右时,平均速度变大,颗粒介质床层逐渐由上层到下层从只有稳流类固态转变为有对流与混流的类液态.颗粒介质的平均速度与对流强度的变化趋势一致,因此可通过前者预测后者的变化,而且增加振幅比增加频率能够更有效地提升对流的流化程度.     

镀膜机雾化喷枪喷涂流场特性分析研究

空气雾化喷涂技术在手机屏幕的防水防油防指纹涂层、防爆涂层喷涂等工艺上有着极为重要的作用。为了提高手机玻璃屏幕防水涂层的喷涂稳定性和涂层均匀性,对空气雾化喷枪的喷涂流场特性进行仿真分析与研究。对某公司一款纳米镀膜机的KA-2自动喷枪进行拆解,根据测量的数据和喷枪实物的零件形状,建立喷枪的三维模型。在Fluent软件中建立雾化流场的双相流物理模型,使用VOF-DPM模型分析气相和液相在流场中的相互作用,对雾化压力和扇面控制压力做出改变,研究在不同参数下喷涂流场中气流速度的变化和流场分布,进行CFD流场仿真分析。最后得出当扇面控制气压在0.02~0.04 MPa、雾化气压在0.1~0.15 MPa时,喷涂图案效果最佳的结论。     

基于流场特性分析的电解去毛刺试验研究

针对机加工相交孔会产生毛刺的问题,基于有限元分析方法建立带有毛刺的T型孔二维模型,采用CFD(Computational Fluid Dynamics)软件分析毛刺对孔内流场的影响。提出利用电解法去除相交孔相贯线处的毛刺,运用ANSYS软件对T型孔模型进行电场的仿真,计算出不同加工时间阳极边界成形轮廓曲线。通过试验校验阳极成形曲线后,再次运用CFD软件仿真分析去毛刺后的T型孔内的流场,对比验证电解去毛刺对孔内工作液流场的改善作用。     

小型风洞放气特性的数值计算及试验研究

为了研究小型风洞瞬时放气的工作性能,通过数值计算和试验对风洞的放气特性进行研究。建立了风洞放气模型,并进行了数值计算,结果表明:在声速放气过程中,容器内压力以指数方式减小,风洞出口质量流量梯度较大;在亚声速放气时,容器内压力以近似二次曲线减小,风洞出口质量流量近似线性减小。在风洞试验段内设置试验模型进行放气试验研究,试验结果与数值计算结果吻合良好,验证了数值计算的正确性。     

考虑油液特性的齿轮泵内部流场仿真分析研究

为提高液压动力系统的可靠性和性能的稳定性,运用FLUENT软件对齿轮泵的二维内部流场进行了瞬态仿真分析,研究了油液的压缩性、黏度等特性对齿轮泵内部流场以及泵出口压力和流量脉动的影响。仿真结果表明:齿轮泵在运转过程中,内部油液的密度、黏度、温度和压力等随环境工况改变发生变化;在齿轮啮合处,油液会发生明显的气穴现象;在转速为600 r/min,负载压力为2.5 MPa时,泵出口的流量脉动特征值较不考虑时增大了1.2倍;经试验验证,泵出口压力脉动动态误差在4.2%以内,为开展齿轮泵的减振降噪及优化设计等方面的研究提供了有效的工具。     

平整机喷淋流场射流特性的研究

平整工艺润滑广泛应用于冷轧带钢平整工艺中。平整机中喷嘴位置参数和工作辊工况的改变会影响平整润滑性能。运用数值模拟的方法分析了喷嘴高度和工作辊旋转角速度对喷淋流场和乳化液分布的影响。研究表明:工作辊旋转角速度的增加会使乳化液在辊面分布不均匀,部分乳化液脱离辊面使工作辊出现欠润滑的状态;喷嘴高度的合理选择可以有效地改善涡流卷吸作用对辊面上乳化液分布的影响,减少乳化液的消耗,提高润滑效率。     

汽车数字风洞中的虚拟现实技术

研究并实现了一种基于粒子系统的烟雾气流模拟显示方法，能很好地适应双视差立体显示功能，使得用户能直观、形象、动态地观察车身不同位置的空气流线情况。实践证明，该方法实现的烟雾模拟效果较真实，且在普通PC上能达到动画的实时性要求。     

基于COMSOL的摆线泵流场特性研究

基于COMSOL建立摆线泵模型,对旋转域采用动网格技术、动静区域采用一致对方法实现数据传递。设置相应的边界条件后对泵进行CFD仿真,并通过试验验证仿真模型的可行性。对比不同温度下摆线泵的流场特性。结果表明:试验与仿真误差略微超过5%,仿真模型可行。对比油液在不同温度下的出口流量、压力特性,结果表明:随着油液黏度降低,摆线泵的出口流量均值降低,流量脉动率增加;摆线泵出口压力均值变化很小,但压力脉动率得到较大幅度增加。分析不同温度下摆线泵旋转域截面,结果表明:由于油液黏度降低,使得油液流动性变好,造成在吸油区产生的负压较低,在排油区径向和轴向泄漏增大,使得泵出口流量降低。研究结果为其他泵的仿真提供参考。     

唐钢薄板坯连铸中间罐流场分析

介绍用中间罐内流体力学分析的方法分析中间罐内钢水的流场,并根据流体力学模型分析了唐钢薄板坯连铸中间罐流场,经与其他模型的比较及实际生产的应用情况看,达涅利公司设计的中间罐流场合理,钢水流场得到了优化,能满足薄板坯连铸的要求.     

圆弧面空气喷涂的喷雾流场特性

针对喷涂成膜气液两相流动过程,采用欧拉—欧拉法建立喷涂成膜模型,模型包括喷雾流场模型和撞击粘附模型。采用非结构化网格划分控制域求解。对比分析表明,圆弧面静态周向喷涂喷雾流场形状与平面喷涂喷雾流场形状基本相同,轴向喷涂喷雾流场形状与平面喷涂喷雾流场形状有较大的区别。周向喷涂圆弧面时,喷锥宽度和液相碰撞角度受形面影响较小。轴向喷涂圆弧面时,外壁喷涂喷锥宽度大于平面喷涂喷锥宽度,喷锥边缘区域液相与壁面碰撞角度很小;内壁喷涂喷锥宽度略小于平面喷涂喷锥宽度,整个喷锥内液相与壁面始终保持较大的碰撞角度。试验证实喷涂成膜模型用于研究喷雾流场特性是可行的。     

三螺杆泵流场动力学特性数值模拟

目前对三螺杆泵的研究目标是实现高速、高压、大流量,其中提高三螺杆泵工作压力的重要途径是提高泵螺杆的型线设计和加工精度,严格控制各传动间隙以减少泵的内部泄漏。利用数值计算方法生成主、从动螺杆型线,并在MATLAB软件进行编程验证。在UG软件中建立了主、从动螺杆的三维模型,导入Fluent软件进行流场仿真分析,获得了主、从动螺杆在不同中心距、不同齿顶间隙条件下流道压力的变化和不同螺杆转角所对应的泵内流场压力和流线的分布规律。仿真结果显示:当齿顶间隙由0.1 mm增大至0.2和0.3 mm时,沿轴向距螺杆端面80～100 mm的三螺杆泵压力分别减小3.85%和8.1%,而不同压力差所对应的压力值依次减少16.9%、16.6%和15.4%,且压力差越大,泄漏越大;三螺杆泵的泵腔压力随中心距的增大而波动,当中心距从45 mm增大到45.3 mm时、输出设定压力差为5 MPa的压力值下降10%,而输出设定压力差为4 MPa和3 MPa压力值则分别下降9.7%和9.6%。     

液压集成块典型转弯孔道流场仿真分析

针对液压集成块中典型转弯孔道结构,应用前处理软件GAMBIT建立不同孔道结构模型,采用FLUENT软件提供的k-ε湍流模型对其孔道内流场进行数值仿真,并分析工艺孔容腔及偏心距对管道流场的影响.结果表明:在布局布孔条件允许的情况下,采用无工艺孔容腔正交直角转弯结构的连通方式,流体流经孔道的压力损失及能耗最低.     

高压隔膜泵单向阀阀隙流场的冲蚀磨损特性分析

目的 探究高压隔膜泵单向阀阀隙流场冲蚀磨损产生的原因及主要影响因素。方法 基于固液两相流基本理论和冲蚀模型,考虑颗粒保护效应及磨蚀效应,采用计算流体力学(CFD)方法模拟单向阀阀隙流场的冲蚀磨损行为,探究矿粉颗粒体积分数、颗粒粒径、单向阀半锥角、胶垫突出高度等参数对单向阀冲蚀磨损特性的影响。结果 矿粉颗粒紧贴阀芯壁面的剪切运动是造成阀芯发生冲蚀磨损失效的主要原因。当矿粉的体积分数由0.1增大到0.5时,由冲蚀造成的最大冲蚀磨损速率随之减小,由磨蚀造成的平均冲蚀磨损速率随之增大。当矿粉粒径为0.025~0.048 mm时,随着矿粉粒径的增大,平均冲蚀磨损速率随之增大。当矿粉粒径超过0.048 mm时,平均冲蚀磨损速率逐渐减小。当单向阀半锥角由30°增大到45°时,阀隙流场的最大流速由12.23 m/s减小至9.19 m/s,矿粉颗粒对阀芯壁面的最大冲蚀磨损速率减小了41.16%。阀隙流场的最大流速和冲蚀磨损速率随着胶垫突出高度h的增大而增大,同时位置也发生了相应变化。结论 矿粉颗粒体积分数的增加会加重粒子对阀芯壁面的损伤程度,随着粒径的增加,泵阀的最大冲蚀磨损速率先增大后减小,增大半锥角可以缓解颗粒对壁面的冲蚀磨损,增大胶垫突出高度会导致冲蚀磨损区域逐渐向胶垫突出位置集中。     

超音速火焰喷涂流场有限元分析

在液体火箭发动机原理的基础上,建立了超音速火焰喷涂过程全流场分析模型,对KY-HVO(A)F多功能超音速火焰喷涂系统进行了流场分析,得到了HVOF与HVAF两种状态下燃气的速度、温度分布,分别体现了燃气欠膨胀与过膨胀的特点。在HVOF状态计算结果中有8个马赫锥而实际焰流照片中有8～9个马赫锥,所处位置基本对应,可以合理解释喷涂过程的激波现象,不同截面上的速度分布,体现了燃气速度在径向截面上的自模特性。     

基于CFD的泥水盾构舱体流场特性研究

为解决泥水盾构机舱体结构设计不合理导致的刀盘胶结泥饼问题,以济南黄河隧道工程为例,建立泥水盾构机舱体简化模型,并基于CFD数值模拟方法探究泥水盾构机舱体内刀盘开口率和刀盘厚度对舱内泥浆流动性能的影响。结果表明：刀盘开口率的增大会使得刀盘受力与舱内流体速度减小;当开口率为50%时,开挖舱内的平均压力明显大于其他开口率方案中的压力;刀盘厚度与刀盘受力的关系随着入口速度的变化而变化,开挖舱内的压力基本不受刀盘厚度变化的影响,舱内流体速度随着刀盘厚度增加呈增幅减小的增大趋势。根据仿真结果得出舱内刀盘受力、流体速度、开挖舱平均压力与进浆流速的函数关系以及推荐的刀盘结构参数,并成功应用于济南黄河隧道工程。     

阀座带锥的圆锥阀流场分析

对阀座带锥度的锥阀流场进行了数值模拟,通过分析得到了流场内部的压力场、速度场值等流场特征参数.根据锥阀在不同工况下的流量和阀口压力分布,可求得阀芯受到的轴向力和流量系数.所得结果为求得锥形阀芯溢流阀特性提供了依据.