具有旋芯的高效雾化喷嘴仿真和实验研究

雾化喷嘴广泛应用于动力机械工程领域。在煤矿湿式除尘系统中,喷嘴的雾化性能决定了除尘效果,开展雾化喷嘴结构参数研究,对提高除尘效率具有重要意义。基于喷嘴气穴等因素,首先阐述了雾化机理;随后设计了一种旋流雾化喷嘴,并利用Fluent对雾化过程进行数值模拟,得出了两相流的运动规律;最后实验测量了不同入口压力下的粒径分布情况,验证了仿真结果的正确性。研究表明:旋流雾化喷嘴可以有效阻止气穴现象的产生,可提高喷嘴的喷雾效率。     

新概念车外流场数值仿真研究

使用Yakhot等的新版RNGk-ε湍流方程，首次对菱形新概念车车体气动特性进行了数值仿真。仿真中由于考虑了地面移动边界条件和轮胎转动对流场的影响（这与现实的物理环境基本上一致），因而具有较高的数值精度。对新概念车外流场进行数值仿真研究，揭示了新概念车车身的低阻气动特性的原因，为今后进行具有良好气动特性的车身设计提供参考思路。     

基于准k-ε-v~2/LES模型的汽车外流场数值模拟

采用RANS/LES混合模式对汽车外部的平均流场进行计算分析。采用三方程的k-ε-v～2湍流模型作为RANS/LES混合模式中的RANS部分。针对k-ε-v～2湍流模型中的正应力(v 2)输送方程以及用于构造松弛函数f22的椭圆方程引起数值计算不稳定等问题,根据Boussinesq假设和量纲一分析对微分形式的v 2方程进行合理的简化,推导出代数形式的正应力v 2方程以及新的湍动粘度方程。最终获得新的准k-ε-v～2/LES混合模型,并将其应用于汽车外部流场计算仿真中。准2k-ε-v～2/LES模型的控制方程借用商业软件Fluent中的Realizable k-ε/LES模型中的k方程和方程,并采用Fluent UDF将代数形式的v 2方程以及新的湍动粘度方程写入计算程序中。计算结果与其他RANS/LES混合模型、完全大涡模拟以及风洞试验进行对比分析,结果表明,在同等的计算条件下该混合模型能更加准确且高效地模拟车身表面的气流分离以及尾部流场。     

前混合磨料水射流喷嘴外流场磨料加速过程研究

前混合磨料水射流与后混合磨料水射流相比,磨料粒子速度松弛情况和混合均匀性好得多。磨料在系统中加速情况影响系统的能量传递效率和切割能力,加速过程可分为管内加速、喷嘴加速以及喷嘴外流场核心段加速三个过程。本文应用液固两相流理论,对喷嘴外流场磨粒进行受力分析,建立外流场加速模型,研究表明,磨料粒子在喷嘴外流场核心区加速,达到速度最大值,在过渡段和空气掺混,粒子速度下降,在喷嘴外流场速度松弛比大于喷嘴内流场,但喷嘴外流场核心段速度增量远远小于喷嘴段。     

三方程在汽车外流场仿真计算中的应用

汽车外流场仿真计算有多种模型,通过仿真和试验研究找到计算精度和效率高的模型对汽车外流场的仿真计算具有十分重要的意义.在使用三方程模型进行汽车外流场的计算中,由于涡粘系数μt考虑了湍流空间尺度和湍流时间尺度对湍流输运的影响,k-ε-ν2湍流模型更多地反映了湍流输运的物理机理,有着比切应力传输、k-ε湍流模型更高的计算精度,是汽车外流场较为理想的数值仿真模型.运用涡粘型k-ε-ν2湍流模型、切应力传输(Shear stress transport,SST)模型、k-ε湍流模型对汽车绕流进行数值仿真,将计算的阻力系数和试验数据进行对比,结果证实k-ε-ν2湍流模型的优越性.给出汽车纵对称面上的压力系数与试验值的对比曲线,使用湍流k-ε-ν2模型所计算的距车尾0.1 m处的湍动能分布、速度矢量线及外部流线图.     

内混式喷嘴雾化特性的试验与仿真研究

利用马尔文测雾仪对内混式喷嘴在不同工况下的雾化特性进行试验研究。根据试验结果,分析气压、水压以及气液比等因素对液滴粒径及均匀性的影响。利用Fluent软件对内混式喷嘴进行数值模拟,研究喷嘴混合段以及外流场的粒径变化。结果表明:随着气压、气液比的增加,喷嘴的雾化粒径减小,且气压为主要影响因素;内混式喷嘴内部粒径先增大后减小,在喷嘴出口处锐减,外流场中粒径沿轴向方向逐渐增大;将喷嘴出口处模拟粒径与实验结果对比,粒径大小及其变化趋势吻合较好。     

轿车外流场的数值仿真与分析

以一款轿车为算例,介绍了计算汽车外流场的模拟原理和步骤。采用RNG k-ε和大涡模拟(LES)相结合的计算方法,运用CFD软件FLUENT对三个速度下轿车车身外流场进行数值仿真模拟;计算结果反映了汽车外流场的气动特性,较好地模拟了车身表面分离流的运动情况;找到涡流运动相对剧烈的部位。     

移动式高压细水雾灭火器喷嘴的雾化特性实验研究

喷嘴是移动式高压细水雾灭火器的关键部件。文章在不同压力下对几种型号的喷嘴进行了试验 ,利用激光粒度测试仪研究了喷嘴的雾化特性 ,为移动式高压细水雾灭火器及喷嘴的设计奠定了基础     

基于STAR-CCM+的某汽车外流场的数值模拟

以某自主品牌车型为案例,对汽车外流场CFD计算分析过程与结果做了通用性的描述,通过试验和设计数据的对比,得到了比较合理的结果.在此基础上,模拟出汽车外流场尾部的分离流动,从压力场、速度场和流动迹线几个方面分析了模型的数值模拟结果.对汽车虚拟技术平台CFD分析应用流程做了初步的归纳与总结,给相关设计流程以参考性的建议.     

基于CFD分析软件对某轿车外流场三维数值仿真

利用大型计算流体动力学(CFD)分析软件的CFX和UG NX3.0三维建模软件,对某轿车的外流场进行数值模拟.通过计算机求解三维N-S方程组,对其求得结果进行分析和可视化.该仿真的数据为进行汽车气动特性分析提供基础.     

轴对称矢量喷管内外流场的数值模拟

在同一偏转角度下,随着喷管压比的增大,推力系数先减后增再减小,而矢量角先增大再减小;在相同喷管压比下,矢量角与喷管偏转角呈线性关系.利用数值计算结果和人工神经网络,建立该轴对称矢量喷管的性能预测模型,喷管性能预测结果与计算值吻合较好,从而验证了该模型的有效性,为减少计算和试验点数节省经费和时间提供了有效的途径.     

Performance studies on cavitation-resistance turbine flow sensor based on experiment and CFD simulation

Under the technical requirements of expanding measurement range and suppressing cavitation of flow sensors, the performance of a novel cavitation-resistance turbine flow sensor is taken as the research objective in this article. Based on theoretical analysis, a three-dimensional flow field CFD model of the turbine flow sensor with Realizable k-ε turbulence model and Schnerr&Sauer cavitation model is established. The cavitation tunnel experiment is performed to obtain the sensor characteristics. Finally, simulation and experiment results is analyzed and the feasibility of the CFD simulation of the sensor flow field is proved. The results show that this novel turbine flow sensor has the ability to resist cavitation, and the critical cavitation number σ_cr of the turbine flow sensor is below 0.4. Under a wide range of cavitation number (0.33~ σ ~1.6), Reynolds number(5 × 10⁴~ Re ~8 × 10⁵)and inflow angle α(−5°~ α~ 5°), the measurement meets the requirements.     

基于Fluent液压集成块内部流道流场的数值模拟

该文应用Fluent软件对液压集成块内部流道流场进行了仿真研究,通过对一个带有三个直角转向的流道的数值模拟,得到了流道的压力云图、速度矢量图及流线图;分析了液流在集成块内部流道产生能量损失的大小、位置及原因;提出了减少转向结构和工艺孔容腔的数目,能降低集成块内部流道的能量损失的方法,为集成块的内部结构设计提供了依据.     

光学实验的计算机仿真

提出了一种综合利用视频编辑技术、MatLab语言和Flash动画,设计光学实验的计算机仿真方法,并以牛顿环测曲率半径的实验为例详细介绍了实现仿真实验的全过程。实验结果表明,设计物理现象突出,操作性强,仿真度高,测量结果与现实相符,取得了较好的仿真效果。     

低速电驱离心压气机特定工况下内部流场的数值模拟

以压气机的三维流场作为主要研究对象,离心式径流风机为基础模型,确定车用增压器压气机蜗壳和叶轮大致尺寸参数,在此基础上,建立三维整体装配模型,对其进行了数值模拟,对各种离心压气机模型的性能进行预测,分析不同数量、形态叶片的叶轮对效率性能和内部流场压力速度分布的影响。通过计算结果的校核以确定离心压气机叶轮的合理配置方案,了解该离心压气机特定工况下的内部流动情况,以达到设计目标的要求,并为实现快速设计提供依据。     

循环泵内部流场数值模拟及研究

从流体动力学理论基础出发,对循环泵的运用和性能进行分析,利用软件UG和Gambit对循环泵全流道进行了三维建模和网格划分,并利用FLUENT软件对循环泵的吸入室、叶轮及压出室进行了模拟流动计算与分析,得到模拟分析的叶片、叶轮及泵体的速度分布图、压力分布图和绕流图。这种CFD技术在泵水力设计中的应用可以比较准确地了解泵叶轮及通流部件内部的水流运动规律,依据三维紊流场的预测结果调整叶轮内的相关的几何参数,可以保证叶轮内良好的流态,提高叶轮在全运行区域内的性能。     

基于Micro-CT不同孔隙结构的陶瓷材料重建与内部流场模拟研究

为了探究不同孔隙结构下多孔羟基磷灰石陶瓷材料内部结构的连通性,结合三维重建技术,并从以下三方面评估多孔材料的连通性:1)基于扫描数据重建多孔材料内部结构的三维特性;2)基于重建模型定量分析孔隙参数对连通性的影响;3)采用Fluent数值分析软件重构多孔材料二维模型,建立液体流动模型。结果显示,孔隙率的变化很大程度影响多孔材料的迂曲度,孔隙迂曲度的提高内部渗透性也相应提高。液流模拟(流速分布)发现,孔径的大小以及孔隙率的变化都会影响多孔材料的渗透性。     

离心泵内流场的数值模拟

运用Cfdesign流体分析软件,对离心泵内三维不可压缩斋流流动进行了数值模拟.分析了离心泵吸入室、蜗室内流体不同截面处的压力及速度特性;并得到了泵的流量及扬程值,其结果与实验值达到了很好的吻合.通过对泵内流体数值结果分析,可以揭示其内部的流场特性,从而为今后泵的性能预测、设计提供依据,缩短开发周期及其成本.     

高速机车运动流场仿真分析及噪声研究

通过对高速机车车头运动过程进行流程分析,研究分析了高速机车车头压力随速度的变化情况,通过仿真得出高速机车车尾流线和湍流变化。由进一步仿真分析得出机车在高速运动中产生的噪声,以及在不同位置机车噪声的变化及噪声随机车速度的变化情况。此研究可对机车的设计及减小噪声等方面给予一定的指导。     

螺旋式纸浆离心泵内部流动的数值模拟

为分析螺旋式纸浆离心泵内部流动状态,给优化过流部件结构的优化设计提供基础,采用CFD分析软件Fluent对螺旋式离心泵内部单相流动和固液两相流动进行了数值模拟。给出了螺旋式叶轮建模方法和流场分析方法,分析了泵内流体速度和压力的分布特性,并基于流动模拟结果预测了水力性能,单相输送条件下的计算结果与试验结果取得了较好的一致。通过对一定体积浓度和颗粒粒径下固液两相流的研究计算,分析了螺旋式离心泵叶片表面以及流道内的固液相分布状态,对螺旋式结构的优化具有一定的参考意义。