MRANS方案的反应堆压力容器CFD仿真

为提高反应堆压力容器（reactor pressure vessel,RPV）CFD(computational fluid dynamics)仿真的计算效率,将多湍流模型（multiple RANS model,MRANS）方案与RPV CFD仿真相结合,提出了一种新型的RPV CFD仿真方案,并通过优化传统棒束模拟MRANS方案的区域划分方法和数据传输方法使RPV MRANS CFD仿真方案的计算准确性得到保证。首先,对完整的压力容器模型进行CFD模拟,将整体计算结果与实验数据进行对比,验证所用CFD方法的有效性。其次,基于区域重叠的方案建立了下降段区域和下腔室区域的分段模型,并采用压力-流量双向数据传递方案,建立了多区CFD仿真计算方案。然后,分析不同的湍流模型在各区域的影响,选择合适的湍流模型。最后,以优化CFD仿真计算效率为目标,提出了两种MRANS方案。研究结果表明:基于区域重叠的双向数据传递方案相较于传统的单向数据传递方案,速度和压力计算结果与整体计算一致性更高;优化的MRANS方案相较于传统的单一湍流模型方案,计算效率提高了28.75%,从而验证了优化的MRANS具有高效率的特性。本研究成果为提高RPV CFD仿真效率提供了一种新思路和途径。     

基于CFD仿真的工程车辆动力舱散热性能改进分析

为改善工程车辆动力舱散热性能。首先,利用CFD数值仿真对国内某工程车辆动力舱模型进行分析,通过试验对仿真结果进行验证;随后,针对动力舱提出4种改进方案,并且利用CFD数值仿真对改进方案进行分析;最后,提取对比散热器组各热流体出口温度。结果表明:CFD仿真结果与试验数据最大误差为1.38%,在可接受范围内,验证了CFD仿真方法是可行的;对比4种改进方案,其均改善了动力舱的散热性能;采用规则的动力舱几何特征的换热效果最好,较原方案相比,总散热量提高了37.22 k W,液压油散热器的热流体出口温度下降最大为3.19℃。     

498型柴油机冷却水套优化设计

针对498型柴油机在实际运行过程中出现的过热现象,通过计算流体力学(CFD)对冷却水套进行了模拟计算,发现缸体水套进气侧存在流动死区,水套流场冷却水流量分配不均匀。为了改善水套的冷却效果,对机油冷却器出口位置,缸垫水孔位置和尺寸进行了CFD仿真优化。仿真结果表明:改进后缸体内的流动死区基本消除,水套的整体冷却能力显著提高,实际应用效果良好。     

基于CFD和网格自适应的流量系数计算方法

针对某100%开度的蝶阀进行流场和流量系数的仿真计算,综合运用了y+自适应和速度梯度自适应技术对阀门内流场的网格模型进行不同程度的优化。参照国家标准实验测量了该阀门的流量系数,以该系数为标准来评价仿真方法的准确性。结果表明,基于网格自适应的CFD仿真方法能准确地预测阀门的流量系数,网格自适应技术的运用可以有效地提高计算精度,并减少人工优化网格的难度和工作量。     

某型活塞发动机气道稳流试验台测试与CFD仿真

针对某型发动机进气道性能进行试验和仿真,采用改进后的稳流试验台对气道进行测试。利用Ricardo评价方法进行气道评价,测定气道的流量系数、滚流比、涡流比、斜轴涡流等参数,同时采用CFD仿真的方法对气道性能进行研究,采用AVL评价方法得出关于气道的部分性能参数,以便于气道仿真和气道优化改进。结果表明:稳流试验台是可靠的评价气道性能的方法,而CFD仿真可以为气道改进提供新的思路与方法。     

某四缸柴油机各缸EGR率均匀分配的优化

采用废气再循环（EGR）技术的多缸柴油机,EGR率在各缸的均匀分布能有效保证燃烧质量,优化排放。通过改进某四缸柴油机EGR出口管路的结构,建立进气管路的一维与三维模型,给出模拟仿真分析过程,运用一维整机性能分析软件GT-Power与三维CFD软件AVL Fire分别对新旧2种进气歧管进行1D-3D耦合分析,得出优化后管路EGR最大偏差率8.99%,明显小于原始管路44.79%的EGR最大偏差率,优化管路更有利于EGR率的均匀分配。     

带U形节流槽的滑阀稳态液动力研究

摘要: 传统液动力理论计算公式难以准确预测带U形节流槽滑阀的稳态液动力,针对该问题以多路阀为测试对象,搭建高精度液动力测试平台,试验获得不同流动方向下的稳态液动力和阀口压力、流量特性,并用计算流体力学（CFD）对阀内流场进行了仿真.试验和仿真数据表明,带U形节流槽的滑阀的稳态液动力在单向流出流入和在双向进出油情况下均会出现负值,即使阀口趋于打开;三位六通阀双向进出油稳态液动力值与单向流出流入稳态液动力耦合值基本一致;仿真所得稳态液动力值和压差值与试验值吻合良好.     

基于CFD的喷气织机电磁阀特性分析

为了提高喷气织机引纬的效率,对电磁阀综合特性进行优化分析.首先根据电磁阀的结构特性建立电磁阀响应的仿真模型,分析动铁芯不同工作气隙宽度与开启、闭合响应时间的关系,然后利用CFD仿真方法分析电磁阀的内部流场,得出不同工作气隙下电磁阀出口流速,最后综合考虑电磁阀响应时间和出口流速,提出电磁阀优化设计的参考方案.     

基于一元流动的航空离心泵综合损失模型与效率预测

给出了一种全面考虑离心泵内各种损失形式的综合损失模型的建立方法,通过深入分析离心泵吸入室、叶轮、无叶扩压室、蜗壳形集水室和出口扩散段在内的各通流部件几何结构及损失机理,结合一元流动理论分别建立离心泵的水力损失模型、容积损失模型、轮盘摩擦损失和机械损失模型,最终构建一个能够表征12个离心泵主要设计参数与泵效率间的综合损失模型。基于所建立的损失模型进行了某航空燃油离心泵的性能预测研究,并将损失模型预测结果与试验数据、CFD仿真数据进行了对比研究。仿真结果表明:采用损失模型的效率预测值与该型航空离心泵试验数据相对误差小于2.8%,在设计工况下,CFD仿真得到的离心泵效率与试验数据相比误差在4.4%以内,损失模型的预测效率相比较CFD预测值,准确性高于CFD方法 1.6%,表明所建立损失模型预测效率精度优于CFD方法,能够用于准确的预测离心泵设计过程的工作效率。     

某柴油机螺旋进气道的流动实验与数值模拟

以某柴油机螺旋进气道为研究对象,在Pro/E软件上对该进气道进行三维实体造型后,利用CFD三维流体软件进行稳流实验条件下的模拟计算,并对该进气道进行了稳流实验。模拟与实验结果对比发现：各气门升程下的流量系数和涡流比吻合较好,流量系数除个别气门升程外,相对偏差小于5%;涡流比在大气门升程时,相对偏差小于12%,在小气门升程时可能由于壁面模型精度差造成的偏差较大。文中还结合CFD提供的进气道流动信息,分析了流量系数和涡流比随气门升程变化趋势的原因。气道流动实验与CFD模拟相结合,可为气道的改进优化、设计开发提供更可靠有效的方法。     

涡旋压缩机润滑系统润滑油量优化分析

建立了涡旋压缩机润滑系统性能分析模型，分析了润滑系统各部分的流量关系，确定了润滑系统润滑油量的优化准则，对润滑系统的关键设计参数的确定方法和润滑系统整体结构的合理匹配原则进行了讨论。     

城市快速路出口辅路附加车道长度的仿真研究

以现场实测道路交通数据为基础,对VISSIM微观仿真模型进行标定及有效性检验,分析了出口通行能力的影响因素.以出口速度及流量为评价指标,研究了不同交通流量组合情况下附加车道长度的变化规律.结果表明,附加车道长度与辅路及出口流量大小有关,出口附加车道合理长度为100~120 m,条件受限时取100 m.     

基于内部流场分析的小型轴流风扇结构优化

采用孤立叶型设计法、CFD技术、遗传算法等理论,运用自编软件对某一轴流风扇轮毂比参数进行结构优化设计,优化目标为风扇流量。对比分析优化前后风扇内部流场,如风扇的静特性、叶片表面静压分布、子午面涡量分布等信息。由此验证优化方法的可行性．,并总结轮毂比参数对此风扇性能的影响。结果表明：优化后风扇叶片和轮毂表面减小了因涡流带来的能量损失,但叶顶间隙处的涡流增大,能量损失略有增大;在不同流量下,优化后风扇静压有不同程度的提高;优化后风扇的出口速度均比优化前大幅提高;风扇在额定工况下性能、静特性及内部流场都得到了很好的改善。     

虚拟风洞下的车辆散热器模块性能改进

为了提升车辆散热器模块性能,保证车辆工作可靠性,在已有的研究基础上提出3种改进方案,依据图纸资料建立动力舱三维模型,使用热交换模型代替散热器模块,结合CFD数值方法在虚拟风洞内对各改进方案进行仿真,根据仿真结果进行评估。结果表明:3种改进方案均能提高车辆散热器模块性能,其中在消声器附近增加空气出口效果最好,与原始模型对比,中冷器、水、液压油散热器热流体出口温度分别降低了14.48%、1.39%、2.28%。     

太阳墙内部流动及传热规律

目的研究太阳墙内部各断面温度及空气流速的分布情况及影响因素,为优化太阳墙结构性能和运行节能提供基础和保障．方法建立太阳墙的三维模型,应用计算流体力学软件FLUENT的Realizable k-ω模型,对太阳墙系统不同出口速度工况进行数值模拟,分析太阳能新风墙内部宽度方向断面平均温度分布、高度方向断面平均温度分布以及平均空气流速分布,进而得出太阳能新风墙内部空气流动及传热情况．结果太阳墙系统内部各断面的温度分布随太阳墙小孔位置的分布而波动;太阳墙新风系统宽度方向各断面温度分布趋于均匀;高度方向各断面平均温度随着高度的增加波峰值及波谷值均有所下降,出口风速的增大使高度方向各断面温度分布趋于均匀;垂直于高度方向各断面的平均空气流速随高度升高整体呈上升趋势,而处于空气流动方向改变的区域垂直于断面的平均空气流速骤降．结论CFD数值模拟的方法研究太阳墙内部流动及传热规律是可行的．     

基于MASTA的齿轮变速箱啸叫研究

为了降低变速箱啸叫,以MASTA为平台,建立了变速箱啸叫分析模型,对引起啸叫的主要激励进行了分析。在充分考虑变速箱壳体、轴承、轴及齿轮等零部件柔性变形叠加对齿轮传递误差影响的基础上,对变速箱齿轮重合度、传递误差、齿面接触应力及变速箱振动响应等相关参数进行了数值计算,分析了各参数对变速箱啸叫的影响,并通过对齿轮宏观参数及微观参数进行优化,降低了变速箱啸叫。研究结果表明,通过适当提高齿轮端面重合度,以及进行轮齿修形,可较明显减小变速箱振动响应,为改善变速箱啸叫提供了依据。     

燃气管网系统仿真的理论分析与应用

为进行燃气管网系统优化和提高管网输运系统的安全性,以三大守恒方程为基础,建立了等温和非等温条件下的燃气管网稳动态仿真理论模型.以有限差分法为基础,得到了上述模型的求解方法,并加入了耗散项,改进了求解方法的稳定性.通过增加初始点和延长出口点的方法,简化了模型的求解.北京六环天然气管网动态仿真结果表明,与实际压力和流量值综合相对误差分别为1.21%和2.62%,验证了模型及求解方法的可靠性.     

四气阀大功率双燃料发动机进排气口优化设计

为保证船用大功率双燃料发动机气道与气缸的匹配优化,采取建模仿真方法研究了进排气道流量、涡流特性随气道流通截面面积的变化规律。利用气道实物模型的试验结果,验证并分析了气道匹配优化效果。试验表明:涡流系数随进气流通截面积的增加而减少,流量系数随气道流通截面积的增加而增加至一定值后减小。最终得到具备最佳气阀升程适应性的气道,其进气道口径88.60 mm,排气道口径80.00 mm。     

空气静压止推轴承性能的数值分析

采用有限差分法，对柱坐标系下带均压槽的圆形空气静压止推轴承的压力场进行了二维数值仿真，并根据流量平衡原理，计算出给定气膜间隙下的出口压力值、承载力和流量值。最终得到空气静压止推轴承的性能曲线。结果表明，计算结果与实验结果有较高的一致性。     

风道入口段的数值模拟及优化设计

根据某工程双吸离心风机风道布置的特殊要求,采用单吸风口、双出口的风道结构。为了保证风机2个进风口空气流量分配的均匀性,利用计算流体力学软件对风道内流动进行了数值模拟。通过模拟结果发现,风道入口的湍流区对出口流量分配影响明显,需要对入口处的空气流动采取导流措施。计算结果显示,优化入口风道结构后,双出口流量分配达到了很好的均匀性。