乙烷脉动热管的CFD数值模拟研究及实验对比

为了更好地了解脉动热管内部的内在运行机制,本文在实验的基础上采用VOF模型对乙烷脉动热管的传热特性进行了数值模拟研究.结果表明:充注工质后,脉动热管内部形成了随机的气液分布;在启动过程和稳定运行过程中,温度波动的频率随着加热功率的增大而增大;在稳定运行过程中,脉动热管内的流型也在不停地变化.将模拟结果与前期的实验结果进...     

明渠水气两相流数值模拟

本文采用紊流代数应力模型计算了明渠强迫掺气水流掺气设施后的两相流动,通过求解气相的质量守恒方程求得两相混合物的掺入浓度分布。算例与实验资料比较,结果基本吻合,表明这种模型是合理可行的。     

压力型雾化喷嘴射流喷雾气-液两相流数值模拟

为了研究喷雾压力和环境气流速度对射流喷雾的雾化效果及喷雾雾场的均匀性的影响,基于流体力学理论,建立压力型喷嘴喷雾的数值计算模型,利用计算流体动力学软件Fluent对喷雾雾场进行气-液两相流数值模拟研究,并通过大量的数据统计定量分析雾滴粒径的分布情况。结果表明:在喷射压力一定时,风速越大雾滴飘移能力越强,风速过大或过小都将严重影响雾化雾场的均匀性;在一定范围内喷射压力越大,雾化效果越好,所形成的雾滴平均粒径越小。     

热管式电子设备散热器的实验及数值模拟研究

用Icepak软件对电子设备散热器的流速场、温度场进行了数值模拟，并将模拟分析值与实验值进行了比较，验证了数值模拟的结果的正确性，显示了Icepak软件在电子产品热设计中应用的优越性和可靠性。     

液环真空泵内气液两相流动的数值分析

液环真空泵是广泛应用于石油、化工、冶金、矿山、电力、轻工等行业的基础设备.液环泵内的流动属于十分复杂的非稳态气液两相流动,目前还存在着能耗高、效率偏低等问题,而现有的理论分析无法准确描述液环真空泵内气液两相流动状况.本文运用FLUENT流动软件中的多相流欧拉分析方法结合滑移网格技术,模拟计算一单级单作用液环真空泵三维非稳态气液两相流动问题.计算区域包括液环泵进出气段、叶轮、进水管及泵体,滑移界面分别设置在液环泵的进、出气段与叶轮之间的交界面以及叶轮出口与泵壳间的交界面.模拟计算包括液环真空泵内气液两相流速、压力、两相分布等内容.计算结果表明:本文所采用的分析方法和手段,可以较好的模拟分析计算液环真空泵非稳态气液两相流动问题,对实现产品的优化设计,具有重要的工程指导作用.     

垂直上升管内气液两相流动特性的数值模拟

某空间模拟器的液氮制冷系统采用了结构简单、可靠性高、最节能的重力自循环系统.基于气液两相流理论,建立了垂直上升管内液氮气液两相流动的一维均相流模型;数值模拟不同入口压力下的管内压力、质量流量、管壁温度和质量含气率等参量,研究其变化规律.计算结果表明,建立的数学模型能够详细描述重力自循环系统垂直上升管内液氮流动的流体动力特性,为空间模拟器液氮制冷系统的研制提供了重要的基础数据和理论参考依据.     

辐流式沉淀池固液两相流三维数值模拟

结合高雷诺数k-ε模型,建立了辐流式沉淀池三维两相流紊流模型,在动量方程中考虑了曳力、虚拟质量力、升力的作用,以及悬浮物浓度的影响。在考虑池形结构变化条件下,对辐流式二沉池三维流态及悬浮物分布进行了模拟研究。结果表明:环向流速受池底、边壁、进口挡板及出口溢流堰影响较大,与假设切向速度为零的理想沉淀池存在很大差异,三维模型能更好的反映水流和悬浮物变化;采用外堰出水效果很差;当距离池壁2m时,采用内侧堰出水和双堰出水,其去除效果较外堰出水明显改善;与Deininger等的实测资料进行了对比,模拟值与实测值吻合较好。     

气液两相流问题的高精度数值模拟

采用加权三阶ENN格式离散Euler方程、LS运输方程及其重新初始化方程的空间导数,耦合三阶Runge-Kutta法离散它们的时间导数,LS法追踪运动界面和MGFM 法定义界面边界条件,探讨了气液两相流问题的高精度数值模拟。通过一维大密度大压力比实验的数值模拟,以及二维水下爆炸过程中冲击波的产生、传播、反射、透射和水面隆起等演化过程的数值模拟,验证了本文方法的可行性和稳定性,可实现气液两相流的高精度数值模拟及其运动界面的高分辨率追踪。     

气液两相流密度波型脉动的研究

本文介绍了在制冷、动力等工业领域中两相流流动的不稳定性。其中，以密度波型脉动为主要分析对象。通过对自然循环过冷沸腾的密度波型脉动以及立式螺旋管内的密度波型脉动的分析，对比论述了不同工况下各种因素的影响，并指出了如何避免不利因素的影响。     

气液两相流阶跃脉冲瞬变过程数值计算

构建了气液两相流动的半经验波动模型，用特征线法对绝热管中初始空泡分布为阶跃脉冲的气液两相流动过程进行数值计算，研究脉冲空泡分布的流动稳定性。计算表明，脉冲空泡场具有色散波特征，存在不稳定的行波解。阶跃稳定域由阶跃初始值、终了值以及漂移通量特性决定。     

气／固两相流流速的相关测量

本文就管道内固体物料(气/固两相流)流速的相关测量技术进行了探讨和研究,并设计和制作了一种新型电容传感器、变换器、以及全软件式实时相关器(包括接口电路和相关软件),相关测速误差约±1%。     

基于气液两相流的聚合物气辅挤出数值模拟

为了更准确地反映气辅挤出中气体对熔体成型的影响机理,建立了气液两相流模型,对不同气压作用下的熔体挤出成型进行了有限元数值模拟,得到了气辅作用下熔体的流速、压力降和第一法向应力差等分布。与完全滑移边界条件的模拟结果对比发现,基于气液两相流的气辅挤出,熔体的流速、压力降和第一法向应力差等物理场均存在较大变化。实验也验证了熔体挤出成型受气压的影响较大。对模拟和实验结果分析表明,气体的辅助作用对熔体产生的第一法向应力差,是造成熔体流速、压力降和成型产生变化的主要原因。而这些是以完全滑移边界条件气辅模拟方法无法体现出来的。因此,气辅挤出模拟需要考虑气体层对熔体成型的影响,并且在实际气辅挤出加工中,需要合理地设置气压等工艺参数。     

微通道内气液两相流型的数值模拟

为了解微通道内气液两相流型对换热器热质传递的影响,建立了微通道内气液两相流型的数值模型。本文对微通道内气液两相波纹流、环状流和弹状流进行模拟,采用VOF界面追踪方法来描述气液相界面,并考虑了表面张力和重力的影响,并建立了预测微通道内气液两相流型的数值模型。通过与已有文献中的实验数据对比,验证了模型的可靠性。     

脉动流和强声对气粒两相流中颗粒凝聚集作用的研究

本文提出了在气粒两相流中流体介质脉动并注入强声的颗粒动力学方程,求得解析解,并进行了研究分析,得出了脉动流和强声对加速颗粒碰撞凝聚的影响等重要结论,该结论与实际相符。     

气辅挤出成型中两相流界面的稳定性

使用南昌大学制备的气辅挤出成型设备,研究了气体压力和流量对熔体/气体两相流界面稳定性的影响,通过实验得出,实现气辅挤出的条件是口模内注气点处气体压力大于等于熔体的压力,而pmelt≈pgas是实现稳定气辅挤出的前提条件;实验还表明控制气体流量对实现稳定挤出非常重要,当气体流量为0.4 m3/s时,熔体以稳定层流形式挤出,气体流量增大到2 m3/s时,气体产生紊流并强迫挤出物以波纹状进行抖动挤出。     

热管式溶液吸收器传热传质过程的数值模拟

本文首次利用水重力热管，以溴经锂水溶液为工质，对在这外壁面上溶液降膜吸收水蒸气并移出吸收热的传热传质过程进行了数值模拟。结果表明，在一定条件下，所需热管加热段长度随膜雷诺数的增加而增加，随输出热温度的提高而减小，并且降膜平均传热和传质系数随膜雷诺数的增加而降低；利用热管作为吸收器的传热传质元件，其传热温差很小，但大较大浓差和较大雷诺数下，所需热管加热段长度太长。     

基于Fluent的气液两相流喷嘴内部流动特性仿真

目的探究气液两相流喷嘴内部流动特性及工作参数对流动特性的影响。方法测量得到气液两相流喷嘴的结构图,利用Fluent软件建立喷嘴模型,并选择流体体积(VOF)两相流模型和RNG(重整化群)k-?湍流模型,以常温状态下液态水和空气为研究介质,并以气压和液压为变量,进行多参数的流动特性分析,并引入气液比的概念。结果得到了不同时刻喷嘴内部的压力、速度及液相分布云图。其中最大压力为827 kPa,出现在出口段和进气段交叉的壁面上,由于喷嘴内部出现缩口,故出口段存在负压(?1.53 MPa);喷嘴内部最高速度出现在气液两相交汇处,为134 m/s;液相在最初迅速充满喷嘴后,逐渐与气相混合,最终出口段中心液相体积占比为0.543,混合情况良好。还得到了多参数对喷嘴内部压力、速度及液相分布的影响。结论使用软件仿真的方法得到了喷嘴内部的流动特性和多参数对流动特性的影响规律,并为进一步研究优化喷嘴结构及喷雾提供了建议和参考。     

低温感包覆火药装药的两相流内弹道数值模拟

本文分析了低温感包覆火药装药在火炮膛内点传火和燃烧的物理过程，建立了具有主装药、包覆药、可燃药筒、中心传火管和尾翼管状药等五种装药原件这一复杂装药结构的两相流内弹道物理模型和数学模型，编写了相应的计算程序，并以某线膛炮为例进行了计算，结果表明：计算值与实验值吻合较好。     

环形热管蒸发段管外空气的换热效果数值模拟

采用Fluent软件提供的传热模型和湍流模型中的κε两方程模型,对环形热管换热器在回收排风能量时蒸发段管外空气的换热效果进行数值模拟,研究不同排数和进口工况下热管换热器的换热情况,为热管的设计提供参考依据。