基于液固两相流的某驻退机冲蚀磨损过程模拟研究

在分析火炮反后坐装置原理和冲蚀磨损发生机制的基础上,根据某火炮驻退机结构特征建立二维简化模型,基于FLUENT中DPM液固两相流模型及RNG k-ε湍流模型对驻退机后坐过程中复杂流场特性进行数值模拟,得到不同时刻内部腔室压力、速度和涡流黏度云图,并描绘出冲蚀颗粒的运动轨迹。通过间接计算得到的结果,验证该数值模拟方法能够较为真实地描述驻退机内部复杂两相流场流动情况,为驻退机冲蚀磨损分析和结构优化设计提供参考。     

基于FLUENT双拉成膜设备热载荷温度场分布数值模拟分析与结构优化

BOPET薄膜同步双向拉伸过程中,提出薄膜双向拉伸温度分段控制思想并完成了加热系统结构设计。对加热结构进行模型简化和离散化处理,建立了双拉成膜设备腔室内热空气流动与温度场数学模型,运用流体分析软件（FLUENT）模拟腔室内热空气温度场和速度场。在特定边界条件下对复合场进行分析,以分析结果为理论依据对加热结构进行优化设计,获得温度分布均匀的薄膜双向拉伸温度场。     

超微粉碎过程中气/固两相流场的数值模拟

为认知超微粉碎机粉碎腔内的流场结构和流动状态,采用离散相模型对粉碎机粉碎腔内的气/固两相三维定常流场进行了数值模拟.气相采用重整化群k-ε双方程模型,颗粒相采用随机颗粒轨道模型,同时综合考虑了颗粒受力和湍流扩散对流场状态的影响.模拟结果直观显示了粉碎腔内的速度、总压和流线等特征,研究结果对进行超微粉碎设备关键结构优化设计提供了一定的理论指导.     

腔型/璇转结构空间的气相介质流动分析

以典型的腔型,旋转结构为对象,采用CFX软件对腔内气相介质流动状态进行了分析,探讨了转动件转速、腔型/旋转结构轴向和径向尺寸以及腔壁润滑油膜速度等因素对腔型/旋转结构中气相介质流动状态的影响规律,并与国外的试验工作进行了比较.分析为腔型/旋转结构中油滴运动行为和油膜构成状态的研究、为腔型/旋转结构中两相介质流动物理性质的揭示提供了基础条件.     

基于空化效应的某驻退机液压阻力仿真研究

根据某火炮驻退机结构特征建立二维简化模型,利用FLUENT中Mixture多相流模型和网格动态层更新方法,基于流体空化效应对驻退机后坐过程中复杂流场特性进行了数值模拟,预测了空泡的发生区域,得到了内部腔室压力、速度和气体体积分数的瞬时分布并计算出液压阻力曲线,结果表明此方法能够较为真实地描述驻退机内部复杂流场流动情况,为驻退机结构优化设计和故障分析提供有效参考。     

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。     

多级粗糙间隙内的两相微流动数值模拟

以带沟槽抛光垫多级粗糙间隙内的固液两相微流动为研究对象,基于计算机模拟生成多级粗糙表面,利用格子Boltzmman方法(Lattice Boltzmann method,LBM)计算微观流场,对抛光液在多级粗糙间隙内的流动过程以及固体颗粒的运动轨迹进行分析。探讨将这种新的抛光液两相微流动分析方法用于平坦化机理研究的可行性,并初步研究固体颗粒在多级粗糙间隙内的运动和碰撞过程,分析固体颗粒的运动特性。研究表明,多级粗糙表面的计算机模拟生成技术结合稀疏两相流模拟可以用来分析多级粗糙间隙内抛光液流动和固体颗粒运动轨迹。通过对抛光垫多级粗糙间隙内两相微流动的研究,有助于揭示晶片表面缺陷产生的机制,并提出减少缺陷的抛光垫微结构设计及修整方案。     

基于CFD技术的离心压缩机径向进气室结构形状优化设计

运用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术数值模拟带径向进气室的某石化离心压缩机级内部的流动情况,结果表明进气室内部的流场较为复杂,存在较大的旋涡结构,流动损失较大,并造成在叶轮进口处存在气流畸变,因此进气室的结构形状对整机的性能影响显著.为改善进气室内部的流动情况和提高级的性能,发展一种基于CFD技术的数值优化方法,并对该进气室的几何形状进行了优化设计.优化后的整机外特性整体得到了改善,在保证质量流量和总压比不低于初始值的约束条件下,设计工况点的整机等熵效率提高了1.26%.对比分析优化前后整机内部的速度、熵和总压等参数分布,发现优化模型内部的流动结构更为合理,流动损失更小.优化结果也验证了该优化设计方法的有效性.     

轴承腔中油滴尺寸分布和沉积特性

航空发动机的润滑系统和二次空气流动系统的设计依赖于对轴承腔中复杂的油气两相流动状态的理解,这其中包括影响轴承腔润滑和换热性能的壁面油膜物理特性.运动油滴转移的质量和动量与轴承腔壁面油膜厚度和速度有很大关系,并决定轴承腔油气两相流动的油膜初始状态.通过分析轴承腔结构工况与油滴直径分布参数关系,明晰基于直径尺寸连续的油滴质量分布,在此基础上进行油滴与轴承腔壁面碰撞后的沉积质量和转移动量的计算,以量纲一参数的形式探讨轴承腔结构和工况对油滴沉积质量和转移动量的影响.针对某一轴承腔结构和工况条件进行的油滴沉积质量和动量转移量计算,以研究计算方法的可行性.结合油滴尺寸分布进行油滴沉积特性分析,探索轴承腔油膜形成过程的物理本质,获得表征轴承腔结构和工况条件的量纲一参数We*1/2对油滴沉积质量和沉积油膜动量转移量的影响规律,有助于航空发动机轴承腔油气两相流动研究后续工作的开展.     

离心压缩机径向吸气室内部流动的数值研究

对离心压缩机径向吸气室的内部流动进行了数值研究,分析了吸气室本身以及叶轮对其内流的影响,详细给出了吸气室内部的流动结构.结果表明吸气室内部的流动损失及其出口存在的流动畸变主要是由于气流在环形通道中产生的一系列旋涡造成的,叶轮的旋转进一步增加了吸气室内部损失和出口流动的不均匀性.计算结果为优化吸气室结构提供了一定的理论依据.     

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...     

某雷达平面阵列天线风冷研究

风冷具有设备简单、成本低、可靠性高、安全性好等诸多优点,在现代电子技术飞速发展的今天,仍然是雷达冷却设计时需要优先考虑的方式之一。文中针对某相控阵雷达有源平面阵列天线的冷却需求,利用热仿真软件对其散热结构进行了优化。通过分风单元、静压箱、送风孔板等空气流量分配技术的综合匹配,完成了集中式风源条件下大型平面阵列天线的精确空气流量分配,实现了系统的高集成化风冷设计,拓展了雷达风冷的技术路径,可为类似系统设计提供参考。     

空调外机的温度场模拟

空调外机作为空调重要换热的部件,其温度过高会造成外机运行故障,从而导致系统瘫痪,所以针对空调外机温度场进行数值模拟,计算和仿真温度较高区域,便于对空调外机高温处进行温度控制,优化外机运行环境。通过外机内部流体的换热,热传递及其对流,建立流体内部导热方程,同时建立空气与风扇的控制方程,设置边界条件,完成空调外机理论建模,利用Fluent软件,模拟正常换热过程,来观察外机内部流体不同时刻温度变化,空气出口温度,得到不同时刻空调内部流场温度分布图。通过Fluent分析能较准确地得到空调外机温度场分布,为实际空调外机温度控制及其监测提供理论支撑。     

空调器室外机流场和噪声特性

针对分体空调室外机空气侧流场和声场的特点,采用计算流体动力学(CFD)的方法对该系统的气体流动进行数值模拟。详细分析了轴流风扇流道内部和出口的速度分布,并利用激光微粒图像测速(PIV)手段,验证数值模拟结果,模拟结果与PIV测量值吻合较好。在CFD数值模拟的基础上,运用Lowson模型预估系统的离散频率噪声,预估值与测量值吻合较好。CFD技术能够有效地分析室外机空气侧流场特性,并为进行气动声学分析提供依据。     

油气润滑角接触球轴承腔内空气压力分布数值分析

基于轴承腔内油气两相流流动模型,采用VOF方法和MRF模型对高速角接触球轴承腔内油气两相流的流动情况进行数值计算,重点分析轴承腔内和滚珠表面的压力分布,以及转速、初始空气压力等参数对压力分布的影响。结果表明:轴承腔内的压力因滚珠与保持架的搅动作用,整体处于负值,并且在局部区域形成漩涡;随着转速的增加,腔内压力在负方向上逐渐增大,内外圈之间的压差也随之增大;沿着滚珠自旋方向,压力在负方向上逐渐增大,到滚珠与内圈接触点附近达到最大值,这有利于将润滑油吸附到滚珠表面,从而得到更好的润滑效果;初始压力越大,腔内压力在数值上也越大,分布不均匀性程度随之加剧,初始压力的选取对轴承润滑有很大影响。     

两相脉冲爆震发动机混合流动特性的数值模拟

脉冲爆震发动机具有众多优点,近来受到广泛的关注和研究。要成功起始爆震首先要解决燃油、空气的喷射与混合问题。本文利用CFD程序分别对切向、轴向和径向供气方式的混合室中油、气的混合流动特性进行了三维数值模拟,结果显示三种供气方式各有优劣。切向进气有助于油气的充分混合,但是油、气分布不均,不利于发动机的高频工作;轴向进气时油、气分布比较均匀,但是油气的混合不够充分,增加发动机爆燃向爆震转变的难度;而径向进气的油气分布、混合程度介于切向与轴向进气之间,能耗较大。     

基于Fluent的空调室内机风道结构噪声研究

为了研究风道结构对空调室内机噪声的影响,采用Fluent软件对某型空调室内机的流场进行了仿真,仿真过程考虑了热交换器对气流的阻碍作用,将其模拟为多孔介质流动。通过FW-H模型分别对以蜗舌、蜗壳和叶片为噪声源而产生的噪声进行了计算,并与空调室内机噪声测试实验的结果进行了对比,误差在允许的范围内。在尽量保持足够气体流量的前提下,以此模型为基础,通过调整蜗舌间隙与蜗壳前沿长度降低噪声,得到了空调室内机风道结构在此参数上的最优值。     

风机盘管来流场均匀化数值模拟

通过对单风机风机盘管的来流场进行数值模拟,在风机送风口风速恒定的情况下,优化传统风机盘管结构,研究结果显示,将风机风口置中安排于送风空间有利于提高来流场气流分布均匀性;将送风空间的两侧改为从风机送风口处开始的渐扩风道形式、在送风空间内增加导流片等,均可以不同程度的提高来流场气流分布均匀性,有利于提高风机盘管的换热效率。     

离心压缩机级间抽气结构优化设计

针对级间抽气的需要,介绍了通过改变抽气蜗壳截面形状及相交面倒角,进一步优化级间抽气结构。分析结果表明,所设计的结构能够在满足抽气流量要求的条件下保证机组的高效率运行。     

直接空冷机组排汽管道内加装导流片的流场的数值模拟

研究直接空冷机组排汽管道的重点是均衡各蒸汽分配管内的流量和降低压降。利用计算流体力学软件FLU-ENT,在典型工况下对某600MW直接空冷汽轮发电机组排汽管道内的蒸汽流场进行了数值模拟,然后在管道内增加和调整导流片进行模拟来得出最佳的导流片布置方式。结果表明:在最佳导流片布置的情况下,蒸汽在蒸汽分配管道内流量均衡,流动阻力减少。