水力自摆式消防水炮的设计及流场仿真

在理论计算的基础上设计一种水力自摆式消防水炮,详细阐述水力自摆机构的工作原理及组成.利用Fluent流场仿真软件对该消防水炮内部流场特性进行了仿真,仿真结果表明所设计的消防水炮能满足其射程和流量的要求,同时也为其他规格和类型的消防水炮设计提供参考.     

叶栅型气动喷嘴三维流场数值模拟

介绍了叶栅型喷嘴的基本结构,对三维可压射流的控制方程和Spalart-Allmaras湍流模型进行了分析,利用有限体积法对可压缩的N-S方程进行离散,对叶栅型喷嘴内的三维流场进行了数值模拟.对喷嘴内气压的变化、气流的速度矢量分布以及马赫数分布情况进行了可视化处理,讨论了喷嘴流道几何结构对流场的影响,以及供气压力的变化对喷嘴流量和出口速度的影响.同时,通过实验测量了喷嘴流量,实验结果与数值模拟的结果一致.对喷嘴三维流场数值模拟为喷嘴的设计和优化提供了理论依据,有效地缩短了设计周期.     

水力自摆移动式消防水炮结构设计及数值模拟研究

设计一种水力自摆移动式消防水炮,采用阀控缸系统作为水力自摆控制系统,利用自身水压力驱动水液压缸带动水炮炮头摆动,并采用机械反馈装置使其自动换向.采用Fluent流场仿真软件对水炮流道结构进行仿真,具体分析了不同进水口压力和不同炮身直径对出口速度的影响规律,结果表明:所设计的消防水炮水力学性能较好,结构比较合理.初步实验验证了该水炮能满足灭火覆盖范围和射程的要求.其相关结论也可为其他规格类型的消防水炮设计提供参考.     

带锥齿蜗轮蜗杆传动式消防水炮结构设计及流场仿真

通过理论计算设计一种带锥齿蜗轮蜗杆传动式消防水炮,详细介绍了所设计消防水炮的工作特点,重点阐述了消防水炮整体结构及关键部件的设计,并对消防水炮内流道流场特性进行了仿真分析。仿真结果与预期效果基本吻合体现出了设计的合理性,相关分析结果可为消防水炮结构设计和性能优化提供一定的参考。     

多喷嘴射流泵流场的数值模拟与PIV测量

为研究多喷嘴射流泵性能和内部流场特征,设计了不同结构的多喷嘴射流泵试验模型.采用k-ε湍流模型和壁面函数法对不同参数下的多喷嘴射流泵进行了数值模拟,模拟结果表明,喷嘴数和喷嘴角度及喉嘴距对射流泵工作性能影响较大;在吸入室及喉管入口处湍动能较大.利用PIV系统对不同结构射流泵内部流场进行了三维测量,获得了射流泵对称面流场的速度矢量和湍动能等值线图.试验结果表明,其速度梯度衰减得愈快,工作流体和被吸流体混合距离越短.验证了多喷嘴射流泵可缩短喉管长度.测量结果证明数值模拟的正确性,为多喷嘴射流泵理论研究和合理设计提供了理论依据.     

水射流切割喷嘴结构参数数值模拟优化

应用FLUENT模拟软件对影响喷嘴射流切割特性的喷嘴圆锥段收缩角、圆柱段出口直径及长径比进行了数值模拟研究。结果表明：出口直径为2 mm、长径比为2、收缩角为10°的喷嘴轴向速度和射流冲击能量最大,切割能力最好;射流轴向速度在喷嘴圆锥收缩段急剧增加,在圆柱段先增加后减小;射流冲击切割能量的最大值不是分布在冲击面上喷嘴对应的轴心处,而是在其半径方向的某一圆周上。     

电磁阀内部流场数值模拟

在液体火箭发动机系统仿真过程中,对于控制发动机脉冲工作的电磁阀,其数学模型建立的准确性将对仿真结果产生很大的影响.本文采用商用CFD软件Fluent,对某电磁阀分别进行了稳态流场和非稳态流场的数值计算.通过稳态流动模拟,得到了电磁阀出口的质量流量和阀门前后压降的关系式.通过非稳态流场的计算,得到了电磁阀出口的质量流量以及阀门前后压降随阀门关闭过程的变化情况,并对流量和压降的这种变化进行了分析.结果表明:使用Fluent软件对阀门内部流场进行数值模拟,较好地反映了其工作状态,是建立电磁阀数学模型的基础.     

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。     

旋转浇注流场数值模拟技术研究

旋转浇注过程流场数值模拟能否成功的关键技术之一是如何描述铸型在旋转过程中的位置变化及铸型内流体的速度变化,提出了坐标旋转法的基本思想并建立了相应的数学模型,通过编制程序对实际铸件的旋转浇注过程进行模拟计算,实践证明,模拟结果同实际浇6铸过程比较吻合。     

GTAW电弧温度场与流场数值模拟

基于自由燃烧的钨极氩弧焊电弧建立了二维稳态的轴对称模型，研究了电弧的传热和流体流动，计算了电弧温度场和速度场的分布。方程的求解采用以SAMPLE算法为基础编写的通用热流计算软件——PHOENICS(Parabolic hyperbolic or elliptic numerical integration codes series)斟算的条件为电弧电流200A，弧长10mm，氩气作保护气体。计算得到的电弧温度、流体速度和电势分布与文献报导的测量结果吻合良好。     

3kA钕电解槽流场的数值模拟

采用数值计算的方法，得出了实际工况下3kA钕电解槽中，在电磁力及气泡浮力共同作用下的熔体流场分布情况，为进一步改善和优化电解槽结构，提供了理论依据。     

铸件充型过程流场和温度场数值模拟

本文采用ＳＩＭＰＬＥ算法，研究开发了铸件充型过程三维流动和传热数值模拟软件，计算结果表明，在该软件能准确地模拟浇注充型过程中液态金属的流动状态。自由液面的波动，以及温度场分布。     

消防水炮结构的设计及水射流特性的分析

消防水炮是消防作战中的主要装备。它能将水的静压能转化为动能,喷射出各种水流或水雾,用于灭火、冷却、隔热和排烟等消防作业。介绍了消防水炮的分类及工作特点,重点阐述了消防水炮整体结构及关键部件的设计,尤其对消防水炮的流道与喷嘴的结构进行了阐述,并对消防水炮水射流特性及影响射流的因素进行了详细分析。结果表明:消防水炮的结构及工作参数对其射流性能有很大影响;在一定压力范围内,消防水炮进出口截面不变,进口压力越大,消防水炮的流量也越大,可以提高水流出口速度来增加消防水炮的射程,扩大其保护范围。相关分析结果可为消防水炮结构设计和性能优化提供一定的参考。     

管道过滤装置流场数值模拟及其结构优化设计

采用计算流体动力学(CFD)方法对XYZ-150润滑站所使用的2FXG-32型过滤装置内流场进行数值模拟,根据模拟结果优化过滤装置结构.结果表明:经过结构优化后的过滤装置内的漩涡、死水区等水流状况减小,能量损失减少;有效过滤面积增大,过滤效率提高;结构紧凑,生产和制造成本降低.     

基于CFD的液氮消防喷嘴两相流数值分析

为了研究液氮消防喷嘴的射流特性,对氮气和水混合喷射的两相流喷嘴建立数学模型和几何模型,利用计算流体力学的方法对气液两相流射流流场的速度、压力、密度等物性参数进行数值模拟仿真分析。并改变喷嘴的入口、出口以及总长度等参数进行仿真,对比不同参数时的射流速度,从而得到喷嘴的最佳尺寸参数。压力仿真云图的结果表明,喷嘴弯折处易出现负压,因此在设计时应将喷嘴设计成曲线型。     

水压锥阀三维流场的数值模拟

建立了锥阀的三维几何模型,基于RNG K-ε湍流模型,采用SIMPLE算法对两种不同锥角的水压锥阀的三维流场进行了数值模拟分析,总结了不同操作条件下两种锥阀的流场特性。模拟结果显示,锥阀内有明显的双蜗旋流动,出口压力的变化对内部静压力影响显著,而对湍动能的影响则较小。     

镁合金电子束焊接温度场与流场的数值模拟

根据电子束深熔焊成形特点,采用高斯面热源与峰值热流递增的旋转体热源组成的组合热源模型对6.4mm厚AZ31镁合金电子束焊接熔池传热与流动进行了数值模拟.计算结果表明,焊缝呈典型的“钉子形”,深宽比较大.在熔池上表面,熔池边缘及热源中心附近的流速最小,最大流速位于热源前方某区域.通过对比模拟与实际熔池形状,验证了计算结果的合理性.     

船舶喷涂机器人扇形喷嘴内射流模拟对比分析

通过对目前船厂船体喷涂工艺的分析,设计船舶喷涂机器人射流系统原理结构。扇形喷嘴是机器人喷涂新方案的关键部件,其内部流场特性的研究非常重要。以船厂目前常用的4种扇形喷嘴为例,应用CFD手段,根据流体理论建立数学模型,并根据应用现场实际,简化了物理模型,分别进行4种扇形喷嘴腔体内流场的数值模拟,并对比分析了4种扇形喷嘴轴心线上的压力变化曲线和速度变化曲线,得到4种扇形喷嘴各自的特性,为后续船舶喷涂机器人扇形喷嘴深度模拟提供参考。     

铸轧熔池内三维流场与温度场耦合数值模拟

建立了双辊式薄带钢铸轧过程的三维流场与温度场耦合数学模型，研究了工艺参数对铸轧过程的影响。结果表明：较低的过热度可以在薄带的整个厚度方向上得到较为均匀的组织，但是过热度太低则易使金属冷凝在浇注系统中，不利于夹杂物上浮；铸轧速度在v≤vc的一定范围内可使凝固终点正好在辊缝吻合点以上2～8mm范围内。通过该模型的研究，可为控制带钢铸轧过程打下理论基础。     

采用阀控缸进行自动换向控制的移动式消防水炮动态特性研究(英文)

消防水炮是消防作战中主要灭火装备之一.设计了一种移动式消防水炮,采用阀控缸水力自动换向控制装置,利用自身水压力驱动水液压缸带动水炮炮头摆动,并采用机械反馈装置使炮头自动换向.采用Fluent流场仿真软件对水炮流道结构进行仿真分析.结果表明,所设计消防水炮水力学性能较好,结构设计比较合理.利用AMESim液压机械仿真软件对该水力自摆控制系统进行建模仿真分析.仿真结果表明,该水力自摆系统能够在水压力驱动下以一定的频率进行自动换向,并且在水压力升高的情况下,其摆动频率也会上升.实验验证该水炮能满足灭火覆盖范围和射程的要求,炮头自动换向频率也能满足设计要求.所设计的带阀控缸自摆装置的移动式消防水炮特别适用于无人操作、消防人员难以进入的消防场合.