旋涡气流光整加工的实验研究

介绍旋涡气流光整加工实验装置的设计,研究了喷嘴直径、喷嘴倾角、磨块粒度和磨块直径等因素对加工效果的影响.实验表明,旋涡气流光整加工工艺可有效降低工件内表面的粗糙度,磨块粒度和磨块直径是影响加工效果的主要因素.     

旋涡气流光整加工机理及受力的分析

从研究旋涡气流光整加工机理入手，分析了磨粒在气流场中的运动和受力情况，推导出磨粒对工件内表面正压力的公式，探讨了各种参数对正压力的影响关系。     

旋涡气流场的形成与分析

旋涡气流光整加工是以旋涡气流为载体，带动磨粒紧贴工件内孔表面作高速、强劲的“龙卷风”式的螺旋运动，实现内孔表面的光整加工。这种新工艺的关键技术是如何形成旋涡气流及研究气流速度和压力对加工效果的影响关系。为此，应用流体力学理论分析形成旋涡气流场的条件，研制了模拟实验用的旋涡头，研究气流速度和压力沿径向的分布规律，建立了相关的数学模型，为进一步研究和应用提供了理论依据。     

光整加工中两相螺旋流流场的分析与比较

基于两相流理论在光整加工中的应用，通过简述旋涡气流光整加工工艺的缺陷，提出了液粒两相螺旋流光整加工新工艺，并分析了几种螺旋流流场形成的机理，从而确定了最适合液粒两相螺旋流光整加工工艺的螺旋流流场。     

数字化磁粒光整加工技术的数值模拟

利用有限元的方法模拟了磁极不同开槽方式和开槽尺寸对磁粒研磨加工工艺的影响，得到了磁极表面在开不同形状型槽的情况下，加工区域中的磁位分布、磁场强度分布以及磁粒和工件表面的受力分布。结果表明，在磁极表面开矩形槽，而且型槽的齿与槽的宽度之比为l：l时，比磁极表面不开槽、开V型槽、漏斗型槽以及其它尺寸的矩形槽更有利于提高加工的效率和加工的质量。同时对模拟的结果进行了实验验证，实验结果和模拟的结果非常吻合。     

旋进旋涡流量计旋涡进动效应的数值模拟研究

使用数值计算的方法建立了旋进旋涡流量计旋涡进动效应数值模拟数学模型，应用FLUENT软件分析了旋涡进动效应流场演变情况，并通过与实验结果的对比分析了数值模拟结果，讨论了仿真误差产生的原因。     

放电加工表面与光整加工技术

一、放电加工为了能够得到一个实用的型腔模具,放电加工一般需要三个阶段:制作电极;用放电加工作型腔预加工;精修,最终使型腔表面达到所需的精度和光洁度。其中,放电加工工序是先经粗加工大致成型,然后用中加工过渡,最后用精加工提高表面光洁度达到所需尺寸。为了确保形状精度,采用了平动头装置。     

液粒两相强制环流光整加工流场的仿真及分析

针对液粒两相强制环流光整加工中的环流流场,应用FLUENT软件,通过建立环行管道的三维模型,采用RNG k-ε模型对管内环流流场进行了数值模拟,获得了环流的速度场.对模拟结果进行速度分析,研究其衰减特征,最后设想使内圆柱做轴向运动或做圆周运动,探讨其对光整加工的影响,为用环流进行光整加工奠定基础.     

模具复合光整加工

介绍了模具型爱电化学机械,超声电化学,超声电火花等复合光整原理,对影响光整加工质量和效率的主要因素进行了探讨。     

光整加工中两种旋涡流流场的计算机仿真与比较

运用了CFD通用软件Fluent和Gambit分别对具有3个喷嘴旋涡头的等直径圆管内和环形圆管内的旋涡液流场进行了数值模拟,并将模拟结果用矢量图、流线图、云图及曲线图表示,通过对模拟结果的分析和比较,显示了强制环流装置的优越性,为进一步研究提供了理论依据.     

空气放大器内部流场数值模拟研究

在阐述空气放大器的工作原理及结构特点的基础上,应用计算流体力学软件FLUENT模拟了内部流场,不仅能够清晰观察到射流附壁效应,而且能够计算出引射空气的质量流量。     

弹丸束喷丸有限元模型数值模拟及试验研究

喷丸工艺是一种有效提高工件表面疲劳抗力的表面处理工艺,被广泛应用在航空、汽车、动力机械等重要领域。喷丸数值模拟是制订喷丸工艺方案、评估喷丸后工件表面疲劳抗力的主要理论工具。目前,现有的喷丸数值模型主要有单弹丸模型、阵列弹丸模型等形式,在这些模型中,弹丸的撞击位置是固定的,忽略了真实的喷丸过程中弹丸位置的随机性。采用有限元计算软件ABAQUS提供的python语言开发一种弹丸在空间位置随机分布的弹丸束喷丸模型,在此模型基础上研究喷丸工艺参数与残余应力间的分布规律,进一步讨论喷丸工艺对工件表面粗糙度的影响,模拟喷丸强度的饱和过程,并通过Q235钢喷丸试验对弹丸束喷丸模型进行验证,为喷丸工艺的精确控制提供了科学依据和理论基础。     

铁路空调车内气流组织的CFD模拟与实验研究

运用κ-ε湍流模型对铁路空调硬座车内气流组织进行了数值模拟。研究了车厢内流场和温度场分布规律，并与实验结果进行了对照，两者基本一致。研究结果为车内气流组织优化设计提供了依据，对改善车厢内人体热舒适环境有指导意义。     

超声振动光整的EDEM数值模拟与实验研究

采用EDEM离散元分析软件对普通钝化光整实验及带有超声振动辅助光整实验进行数值模拟,仿真结果为超声振动光整加工系统的提出提供了依据。使用超声振动光整设备对平头铣刀进行钝化实验,进行了不同钝化条件下的实验研究。通过扫描电镜观察了钝化前后铣刀的表面形貌及钝圆半径的变化,分析了超声振动光整对钝化效率及效果的影响。实验结果表明,增加了超声振动钝化后的钝化效率提高了约26%,表面形貌得到较大改善。     

纯净空气来流的超音速燃烧室试验与数值模拟研究

超音速燃烧室试验设备需要加热空气达到所模拟的飞行状态的总焓,采用电阻加热器可以提供纯净的来流空气。西北工业大学建立了采用连续式电阻加热器的超音速燃烧室直连式试验平台。设备的初步调试结果显示:该电阻加热器最高可将流量0.73 kg/s的来流空气加热至1000 K,可以利用该平台进行低飞行马赫数的超音速燃烧室试验研究。本文利用该试验平台进行了超音速来流条件下的氢气燃烧试验研究,并在此基础上开展了氢气燃烧的数值模拟研究,数值模拟结果和试验结果吻合较好。     

空调列车室内气流分布的数值模拟

运用k－ε紊流模型对空调列车（硬座车）室内气流组织，主要是速度场进行了数值模拟，采用了有限单元法，建立了计算边界条件，为空调列车室内气流组织优化设计提供了依据。     

地面空调送风工况下改舱客机热舒适性数值模拟

改舱客机通过减小座椅排距增加客舱座位数,为航空公司带来经济效益,但座椅排距的改变使原有的地面空调送风方式已不适用于改舱客机,容易导致客舱内的热舒适性不佳。针对此问题建立了改舱后的波音737客舱仿真模型,并通过实验舱验证了仿真模型的准确性。基于合理的改舱模型,模拟分析了客舱内的温度场、风速场,考虑到改舱导致的客舱内部流场分布不均匀的问题,提出以预测平均投票(Predicted Mean Vote,PMV)和吹风感指数(Draft Rate,DR)作为热舒适性评价指标,构建评价函数综合评价改舱后的热舒适性,求解得出满足热舒适性要求的改舱客机最佳送风速度。该方法为改舱客机的热舒适性控制提供参考。     

旋流燃烧器空气流场特性CFD数值模拟

一二次风配风比及其流动特性决定燃烧过程氧气供应,对旋流燃烧器燃烧质量有着决定性的影响。旋流燃烧器内部结构设计、各部件布局、二次风门开度都会影响一二次风配风比及其流动特性。CFD技术因成本低、周期短,能直观全面了解流场分布情况而在燃烧流动领域研究被广泛应用,故采用Fluent对燃烧器空气流场情况进行数值模拟和分析,研究不同二次风门开度下旋流燃烧器空气流场特性。结果表明,压力最大区域主要分布在空气入口处到二次风门间、一次风管入口附近区域,随二次风门开度增大二次风门内部空气流速逐渐增大,整体平均空气压力、空气旋流强度、旋转气流存在区域不断减小,负压区存在于旋流器前端到燃烧器空气出口之间区域,维持火焰稳定,对燃烧器结构设计和实际应用起到重要指导作用。