电厂真空冷凝器污垢自动清洗螺旋纽带的结构优化研究

本文在分析电厂真空冷凝器的冷却水介质及其高流速对污垢清洗效果的影响基础上,提出了自动清洗塑料螺旋纽带结构优化目标。对冷凝器管内插有自转式螺旋纽带的流体流动进行了分析,论述了电厂真空冷凝器污垢自动清洗纽带的结构优化研究的结果。     

射流泵的数值分析与构型优化

在一维理论的指导下建立了一个射流泵的模型,并通过数值模拟方法对其进行分析,将CFD结果与实验数据相比较,确定了合适的数值方法和湍流模型。在数值分析的基础上,选取了需要优化的构型参数及设计点,采用移动最小二乘法(MLS)建立了射流泵内流动的代理模型(Surrogate Model),并对其进行优化研究。结果表明,优化后的射流泵的效率得到有效的提高。     

冷喷涂工艺中射流过程的数值模拟研究

在冷喷涂材料表面改性技术研究中，喷嘴出口的超音速气流射流流场直接影响喷涂的效果和喷涂质量，故喷嘴出口后射流的流场数值计算分析非常重要。通过对数学模型的工程简化，完成气相射流流场的数值模拟，给出了可压缩气体压力、温度和速度分布，根据计算结果，完成对实验的优化设计。     

不同分布脉冲微射流对圆射流外部流场的影响

根据圆射流的射流条件建立了流场的CFD模型,并通过计算流体动力学的有限元软件ANSYS,对湍流射流外部流场流动特性进行了数值模拟。通过在外部流场入口处加入脉冲微射流,对原本处于层流状态的射流外层边界层进行扰动并得到模拟结果,从而分析在径向脉冲微射流的影响下,外部流场的变化特性。在改变微射流的脉冲频率的情况下,得到不同脉冲频率下的外部流场流动特性。通过对比,得到的射流流场数值模拟结果与实验结果趋势一致,并且与前人所得实验结果相吻合。     

基于FLUENT的槽型轨道清洗射流的参数优化仿真分析

高压水射流作为一种绿色、高效的清洁技术,已经被广泛地应用于轨道清洁。为了获得高压水射流对槽型轨轨面的最佳清洗效果,利用计算流体动力学(CFD)分析软件FLUENT,对水射流的清洗过程进行了模拟仿真。依据仿真结果分析了轨道面的受力与水射流的流动情况,并对水射流的入射角与靶距进行了优化分析,最后得出在指定的条件下,射流的最佳靶距为10～15 cm,最佳入射角为25°。     

卧式管内流体动力自动清洗螺旋纽带的结构关系研究

本文提出了卧式冷凝管内流体动力自动清洗螺旋纽带结构优化目标。对管内插有自转式螺旋纽带的流体进行了运动分析，进而采用理论与试验测量相结合的办法，建立了插有自转式螺旋纽带的管中流体所受的清洗扭矩、流体阻力系数及对流体传热努塞尔准数与纽带结构参数的理论计算式，论述了电厂真空冷凝器污垢自动清洗纽带的结构优化研究的结果。     

高压磨料射流中流体因素的影响研究

依据固液两相流理论,应用FLUENT流体分析软件对高压磨料射流喷嘴内外流场进行数值模拟和仿真,通过改变流体的黏度、流量、密度等,讨论了各参数对出口处的切削力和速度分布的影响。结果表明：增加流体的密度对射流速度和切削力的提高效果明显;而增加其黏度作用正好相反,由于流动阻力加大,使射流的出口速度快速衰减,出口界面切削力下降;工作介质流量的改变对入口速度和射流效果也有较大的影响;在工作环境和设备允许的情况下,可以适当提高进口流量。     

进出油阻尼孔对偏转板射流阀射流流场的影响

应用CFD软件对偏转板射流阀进出油阻尼孔不同参数条件下的射流流场进行数值模拟,得出偏转板射流阀内部射流速度、压力的分布特征和不同阻尼孔参数D_1、D_2、L_1、L_2对射流速度、压力的影响规律。研究发现:射流速度由喷嘴处的最大值先逐渐减小,在0.8 mm位置处又上升到仅次于喷嘴射流速度的较大值;射流压力先增大后又在0.8 mm位置处减到较小值,最后在两接收口间阀体处达到射流压力最大值。参数D_1对通过V型导流窗口的射流流量、射流压力和恢复压差起决定性作用;增大参数D_2时射流速度曲线向上平移而射流压力曲线向下平移。参数L_1对射流压力有影响而参数L_2对射流场的影响可以忽略。研究结果为高性能偏转板射流伺服阀的工程设计和优化提供参考。     

低压射流辅助激光刻蚀加工工艺参数的数值仿真预测研究

低压射流辅助激光刻蚀加工过程中涉及到的加工参数较多,合理选取参数对加工效果的影响至关重要。针对低压射流辅助激光刻蚀加工的实际情况,建立了该加工工艺的热传导方程及有限元数值仿真模型。以碳化硅陶瓷的复合刻蚀加工为例,通过数值计算与实验结果的对比验证了数值仿真方法的可行性。在此基础上,介绍了采用数值仿真方法进行工艺参数对刻蚀截面形状影响预测研究的思路。为研究各参数对加工效果的影响或选择合适的加工工艺参数提供了一种快捷准确的方法。     

数值模拟参数和工艺参数对板材成形回弹影响的研究

应用PAMSTAMP模拟软件研究分析了影响回弹计算精度的因素，包括网格尺寸、虚拟冲压速度和自适应网格应用，及工艺参数对回弹量的影响，包括压边力、材料性能和摩擦系数。     

基于高压水射流火炮清膛装置的研究与设计

为改变传统人工推拉的方式清洗炮膛的现状,以火炮清膛机的使用特点及技术要求为根据,通过对高压水射流基本结构和相关参数进行分析,采用固体有限体积法对清理过程进行仿真,研究水射流的清除机制,并设计一种基于高压水射流全方位清理火炮内膛积碳、挂铜和挂尼龙,且可实现在炮膛内伸缩回转往复运动的火炮清膛机。针对国内炮膛维护的需求及维护过程中存在的问题,结合野外作业的实际情况,重点给出该火炮清膛装置的设计方案、装置构成及工作原理。装置采用整体布局方式,在确保使用功能的前提下,该装置的操作较为简单、动作实用,并且能够对结构做进一步的优化,一定程度上缩短传动链,以保障装置正常运作,减少故障的发生,使得后期维修保养更加方便,最大程度上延长其使用寿命。     

空化水射流微成形工艺的数值模拟研究

提出一种空化水射流冲击金属钛箔微成形的新工艺,该工艺利用空化水射流中空泡溃灭产生的高压冲击载荷,实现金属箔材的微成形。采用ANSYS/LS-DYNA数值模拟方法,以100 μm厚的TA2钛箔作为微成形研究对象,对空化水射流冲击微成形性能进行研究。通过模型建立、定义材料及属性、定义单元类型及接触、划分网格、边界条件及力的加载等技术处理,对金属钛箔的成形形貌、成形件中心点运动等进行数值模拟,为空化水射流冲击微成形机制和进一步试验研究提供依据。     

基于FLUENT的水射流聚焦管几何参数优化研究

基于水射流切割头的物理模型,根据湍流射流的基本方程建立了喷头内部流场的二维数学模型。采用标准k-ε湍流模型并应用FLUENT软件对聚焦管内部流场进行数值模拟,研究聚焦管几何参数对纯水射流速度流场的影响。研究结果表明:聚焦管入口收缩角α、长径比l/d和出口直径d对聚焦管内部速度流场有显著影响,当α=20°、l/d=70时,聚焦管出口射流速度最大。     

水射流冲击压力最佳喷距数值仿真及试验研究

基于水射流冲击模型,应用Fluent流体分析软件对喷嘴射流冲击力进行数值仿真,得出不同喷距对射流冲击压力的影响。结果表明：在低压连续水射流条件下,出口直径为2 mm的喷嘴在喷距为50 mm时产生的射流冲击压力最大;并通过实验验证射流仿真模型的正确性和有效性。     

纯高压水射流除锈喷嘴的数值模拟及优化试验研究

利用FLUENT对3种目前常用于工业管道内壁高压水射流除锈的锥形、圆柱形和锥直形喷嘴的水射流流场进行数值模拟分析,然后对射流流场特性最好的喷嘴型式采用正交试验得出其最佳结构尺寸。结果表明:锥直型喷嘴的水射流流场特性最好,流体速度在喷嘴收缩段迅速增加,在水平过渡段出现等速流核区,在半径方向上的径向速度无明显波动,更利于除锈;喷嘴锥直形长度L为17 mm,水平过渡段长度l为6 mm,喷嘴直径d为1 mm,收缩角α为16°除锈效果最优。     

基于混合策略的磨料水射流切割工艺参数的优化

提出了一种模糊逻辑理论与遗传算法相结合的混合方法,该方法可以优化在给定材料厚度的条件下,磨料水射流切割各种材料的工艺参数。本文以理论为基础,应用实验数据建立了模糊控制模型。这个特殊的模糊控制模型可以预测在任何给定一组加工参数时,可获得的切割深度。遗传算法结合模糊模型可以自动确定磨料水射流切割各种材料时的最佳参数组合。通过对磨料水射流切割黑色花岗岩这一实例的研究,验证了该混合方法是有效的。     

几何结构参数对磨料水射流喷嘴磨损规律影响的模拟分析

建立了前混合磨料水射流喷嘴物理模型。基于FLUENT软件,采用颗粒轨道模型、Grant弹性恢复系数和E/CRC磨损模型对磨料水射流喷嘴内的磨损特性进行了数值模拟。结果表明:当喷嘴收缩角为20°以上时,喷嘴磨损呈现两个严重磨损区,分别在喷嘴圆柱段入口处前较短距离范围内和喷嘴圆柱段出口处前较短距离范围内;随着喷嘴收缩角的增大,磨料颗粒与喷嘴圆柱段壁面碰撞次数和速度增加,同时随着喷嘴长径比的增大,喷嘴圆柱段壁面磨损速率整体增加,严重磨损区范围扩大,结果均使喷嘴圆柱段的磨损加剧。以喷嘴壁面磨损速率的面积加权平均积分表征喷嘴整体的磨损程度。随着收缩角和长径比的增大,喷嘴壁面磨损速率的面积加权平均积分增大,喷嘴的磨损整体而言越严重。因此,从减小喷嘴磨损的角度而言,喷嘴的收缩角和长径比宜取小值。     

磨料水射流喷嘴结构参数对流场性能影响的仿真与研究

建立后混合磨料水射流喷嘴可视化模型,利用FLUENT软件对喷嘴内固液两相流场进行仿真,分析管嘴内流场的速度以及管嘴结构对它的影响。为了达到理想的速度,混合腔长度应选择高压水喷嘴直径的40倍左右;聚焦管长度在60~70 mm之间最优;综合考虑速度及磨损,锥形角角度应选择在30°~45°之间。     

前混合水射流喷丸残余应力的数值模拟

金属材料的疲劳破坏已经成为制约金属零件使用寿命的主要因素,用水射流喷丸来改变金属材料表面的残余应力以提高金属零部件的疲劳寿命已成为最有效的方法。本文根据有限元理论,运用动力显式算法建立有限元模型,将喷丸过程简化为弹丸撞击靶体的模型,利用ANSYS／LS—DY—NA软件进行了数值模拟。结果表明：研究靶体的残余应力分布情况能得出最大残余压应力的值及位置,能得出残余应力场的分布和残余应力场深度;研究靶体的应变能够得出靶体表面的变形和表面Y应变的分布。