考虑人体散热的轿车座舱内流场数值仿真研究

研究提高轿车热舒适性,汽车座舱空气的对流和人员体温,都会影响舒适度,有必要在开发前期,用数值方法对轿车座舱内流场进行仿真.根据雷诺平均的方法,应用RNGc-E湍流模型,为了控制舱内舒适性能,采用分区域划分网格的方法,对座舱内空气三维流场和温度场进行了数值仿真研究.引入人体模型,考虑车内人体散热对座舱内环境的影响,建立了轿车座舱舒适性研究的模型.给出了座舱内不同位置的速度分布和温度云图,分析了空调给风角度、空调给风口位置以及空调回风口位置对座舱内气流组织及温度场的影响.结果表明,采用前-中给风的给风口布置和后回风形式以及上攻角的给风口设计,均可以提高轿车座舱内乘员的热舒适性.     

轴流涡轮转子下游多边界盘腔燃气入侵数值研究

研究涡轮燃气入侵对发动机性能和可靠性具有重要意义,但现有研究多集中于动叶上游盘腔,需要深化对动叶下游盘腔燃气入侵问题的研究。以某高压涡轮及其下游二次空气系统为研究对象,采用三维定常数值模拟探究了适用于转子下游多边界盘腔燃气入侵仿真方法,分析了不同压比下封严流量和燃气入侵特性,并研究了盘腔内部流动机理。结果表明：采用压力边界条件的仿真结果更符合多边界盘腔流动现实。各封严流量随盘腔进口压力增加而增大,但梯度逐渐减小,轮缘封严达到最小流量后基本呈线性变化,而盘腔内部封严流量趋于稳定。在阻止主流入侵的最小封严流量附近,轮缘封严压力分布难以判断主流是否入侵盘腔内部,而轮缘封严齿间流体温度是判断主流燃气入侵盘腔内部的重要参数。     

离心泵叶轮内流场的计算机仿真

离心泵由于其复杂的几何结构,所以内流场结构也极其复杂,呈强烈三维紊流特性.在目前的理论水平与实验条件下.只有依靠精确的计算机仿真,才能获得其内流场的详细分布.文中通过求解三维紊流N-S方程、利用标准紊流模型封闭方程组,运用多重网格法、残差光顺等加速收敛技术,对一低比速离心泵叶轮进行了仿真计算.得到的计算结果与实验值吻合,证明了文中所用模拟方法的正确性;在此基础上详细观察、分析了其内流场特性,得到了其流速与压力分布规律,并捕获到了二次流现象.     

锤击实验台冲击盘三维流场数值仿真

在锤击实验台控制优化的设计中,引信的性能直接影响到弹丸发射的精确性,通过测试引信性能的锤击实验台高速旋转受到空气阻力的作用,对冲击盘有重要影响,从理论上分析锤击实验台冲击盘的外流场非常重要。通过数值仿真,可以大大缩短冲击盘的改进设计周期,减少研制经费。建立了实验台冲击盘的三维计算模型,采用Navier-Stokes理论、以AN-SYS/FLOTRAN流场计算软件为平台对实验台冲击盘进行了三维流场数值仿真。得到了冲击盘外流场的速度及压力的分布图并对其进行了分析,仿真结果为实验台冲击盘的优化设计和三维旋转物体的流场模拟提供了理论参考。     

针栓式变推力火箭发动机内流场数值仿真研究

发动机推力室的工作过程直接影响到发动机的性能,在设计过程中,从理论上分析推力室内的燃烧流动过程具有非常重要.通过数值仿真,可以大大缩短发动机的研制和改进设计周期,减少研制经费.针对自燃推进剂针栓式变推力液体火箭发动机燃烧与流动的特点,借助CFD计算软件FLUENT,采用标准k-ε湍流模型及有限速率化学反应模型,对采用针栓式喷注器的变推力液体火箭发动机的推力室喷雾燃烧过程进行了数值仿真.计算结果得到了压强分布,温度分布,牛成物的摩尔分数分布,粒子轨迹分布、流强、混合比分布以及流动码赫数分布等,并对流场结构和影响发动机性能的喷注器参数进行了分析.数值计算结果可为变推力发动机喷注器和推力室的设计和优化提供参考.     

微型保鲜库预冷气流组织的仿真分析

为了解保鲜库预冷降温过程的流场分布特性,以某实验保鲜库为研究对象,建立了二维湍流数值计算模型,采用SIM-PLE算法和壁面函数法通过FLUENT流体动力学软件,对预冷降温过程进行了仿真.仿真结果表明,降温过程中库内的流场特点是速度场的变化不大且存在一个中心大回流区,温度场有明显的变化且中心区温度高、贴壁处温度低.因而数值模拟能够较好反应保鲜库预冷过程的流场分布特性,可为保鲜库的制冷设备及结构优化提供参考.     

带炮口装置时某火炮膛口流场数值仿真

研究炮口装置能控制火药气体从膛口流出后的流动状态,可以改变身管受力及膛口流场射流结构分布状况,对火炮武器系统性能有重要影响。为研究某新型炮口装置性能及其对弹丸运动影响问题,提高精度,采用计算流体力学结合动网格技术,建立了包含炮口装置和运动弹丸的膛口流场数值仿真模型,利用轴对称Euler方程组和有限体积法(FVM),对带炮口装置的某火炮膛口流场进行了数值仿真。仿真结果反映了带炮口装置时膛口流场发展过程及射流结构的主要特征。根据数值仿真结果分析了膛口流场对弹丸受力状况及运动状态的影响。仿真结果表明某新型炮口装置对膛口流场结构有较大影响,并会影响弹丸出炮口后运动状态,从而影响火炮射击精度。     

超音速扩压器喷雾冷却数值仿真研究

为了探讨研究喷雾冷却中冷却水流量、喷射速度及喷嘴轴向分布位置等因素对超音速扩压器壁面温度的影响,借助CFD计算软件FLUENT,采用标准k-ε湍流模型,对喷雾冷却下超音速扩压器内流场进行了数值仿真。通过计算,得到了扩压器内压强分布及壁面温度分布。分析了喷雾冷却中冷却水流量、喷射速度及喷嘴轴向位置对超音速扩压器壁面温度的影响。研究表明：随着冷却水流量的增大,扩压器壁面温度降低。同时,扩压器入口处静压升高,对应仿真高度降低;减小冷却水喷射速度,可以有效降低扩压器入口处壁面温度;喷嘴的轴向分布位置对扩压器壁面温度有较大影响,仿真结果证明,喷嘴沿轴向呈对数分布有利于降低扩压器壁面温度。     

有冲击的受限通道内流场的数值仿真

采用数值模拟的方法对简化后的涡轮叶片冷气通道进行了数值模拟,着重研究端壁对有错排射流冲击的冷气通道的影响.结果表明:通道内的横流把射流推向下游并阻止其冲击到靶面,横流作用对通道下游流场有很大影响;射流的冲击反卷和诱导作用在射流两侧形成方向相反的漩涡,漩涡把靶面部分高速区卷到左右侧壁,甚至达到射流孔板附近,产生较大的速度梯度;上游横流作用使射流下游形成低速区,随着横流的发展低速区逐渐减小,并向射流孔板方向偏移.     

基于FLUENT的气液分离器内流场仿真研究

基于计算流体动力学(CFD)方法,应用流体仿真软件FLUENT对两种气液分离装置内部流场进行仿真研究,得到分离器内部流场速度分布规律和相分布规律,发现合理改变排气通道的直径,可以提高分离效率。同时分析比较了流场模拟结果,发现排气通道直径改变处存在涡流。     

弹用混压式轴对称进气道开槽数值仿真

为了提高定几何超声速混压式轴对称进气道的性能,应用在进气道不间位置开槽的方法,研究了在各级锥体上、进气道肩部、喉道下游分离区等不同位置开槽对进气道性能的影响;研究了多工况下锥面上开槽时进气道总压恢复系数、流量系数、冲压比和起动性能等产生的影响.研究表明锥面开槽将改变超声速进气道头锥上的压缩性能,从而提高了进气道高马赫数下的总压恢复系数与冲压比,同时能有效降低进气道的重量;在进气道肩部开槽能消除进气道肩部的分离;在进气道喉道下游分离区开槽能改善该位置处的分离.     

粉末注射成形充模流动的数值模拟

论文将粉末注射成形喂料在薄壁模腔中的流动视为二维流动,以流变学的基本方程为基础,建立了从动量方程、连续方程和热传递方程得到的描述粉末注射成形充模流动的数学模型。在无滑移边界的条件下,推导了喂料熔体流导率的计算公式和压力场的控制方程,得到的压力场控制方程是一非线性椭圆偏微分方程,从而可用Galerkin方法进行数值求解,使模型的数值求解成为可能,为进一步对粉末注射成形进行计算机模拟和数值分析奠定了数学基础。     

气体超声波流量计整流装置设计与仿真分析

针对超声波流量计易受管道内流态畸变影响的特点,设计了一款由叶片式起旋器、直管混合腔与蜂窝整直器构成的复合整流装置,加装在超声波流量计上游.运用大涡模拟方法对无/有双弯头+半开平板扰流条件下超声波流量计内部的流场进行仿真,分析了测量声道上的速度分布以及整流装置安装间距对其产生的影响,评估了整流装置的性能.结果表明,无整流...     

电厂SCR烟气脱硝系统流场的数值模拟

电厂SCR系统烟气流动情况会影响整个系统脱硝效果及系统运行.文章采用计算流体动力学(CFD)模型预测某600MW电厂选择性催化还原法烟气脱硝系统内的流场状态,分析其在锅炉最大连续蒸发量(BMCR)工况下,不同导流设计的流场情况.使用GAMBIT构造几何模型并划分网格,FLUENT6.0进行模拟计算.研究重点在对脱硝系统内不同的导流方法进行研究分析,最终针对某SCR系统自行设计导流装置,完成系统流场的优化,提高了系统的工作效率.研究结果对脱硝系统内的导流设计和改进提供了参考.     

轴对称弹体非定常空泡流数值仿真

在水下弹体空泡优化建模的研究中,由于弹体水下运动过程中生成的空泡形态及特性,直接影响弹体出水时的表面冲击载荷及空中弹道的稳定性,最终决定射弹打击目标的准确性.为研究弹体水下变减速运动过程中的空化现象,利用FLU-ENT的自然空化模型与动网格技术,对水下轴对称弹体的非定常空泡流进行模拟计算.结果显示,弹体在变减速运动过程中所形成空泡的主体尺寸变化规律与SCAV软件一致,非定常空泡的长度和最大直径均随着自然空化数的增加呈现先增后减的变化趋势;在初始速度一定情况下,质量越大的弹体运动速度衰减越慢,同一空化数下所形成空泡的尺寸越大.     

扰流片式推力矢量气动力数值仿真研究

为了确定扰流片式推力矢量控制(TVC)产生气动力的情况,应用数值仿真分析软件Fluent对加载单个圆弧型扰流片的喷管三维流场进行数值仿真。得出了扰流片产生气动力的大小随扰流片深入流场高度的规律曲线,以及阻塞面积与推力矢量偏转角度的关系。仿真结果表明:在所研究的范围内,扰流片产生的气动力大小与其伸入流场高度成线性关系,并且阻塞面积率与推力偏转角度呈正比。     

循环流化床气固两相流动模拟

循环流化床已被广泛用于能源、化工、环保等工业领域,但由于流化床内两相流动、传热及化学反应的物理机理和作用规律复杂性,目前为止对流化床的认识还远远不能令人满意,因此了解流化床内流动机理对循环流化床的设计和运行有深远的指导意义.针对循环流化床燃烧技术,建立了描述其炉内气固运动特性的三维数学模型,用Fluent软件作计算工具,利用欧拉双流体模型(EULERIAN-EULERIAN)对流化床内的颗粒浓度分布、颗粒速度分布和床内压力分布等进行了三维数值模拟,计算结果表明:在床内固体颗粒浓度中心区域低、近壁面高的环核结构,固体颗粒在横截面上存在由核心区向环形区的内循环运动,在相同流化风速度下,沿床高压降随循环物料的增加而变大,在相同的物料循环量,沿床高压降随着流化风速的增加而减小.