小型发动机高空模拟试验流量系数确定的数值分析与试验研究

流量系数在小型航空发动机高空模拟试验的空气流量计算中十分关键。建立了流量管模型,通过数值计算获取流量管各截面的流场分布,对比另外试验与数值模拟的总、静压分布和流量系数,结果与高空模拟试验进气空气流量测量结果一致。     

调节阀流量系数与可调比关系的研究

The relationship between flow coefficient and turndown ratio is discussed based on the requirements of practical applications． Thus it is stated that the turndown ratio might be considered as the characteristic parameter of the flow characteristic curve． On this basis the difference between the National Standard and International Standard in regulations of the deviation of flow coefficient is stated． Through relevant calculations, the demerits existing in National Standard and product design are revealed．     

影响流量管流量系数的因素分析

对某航空发动机整机试验装置的流量管三维流场进行数值模拟,通过布置虚拟测点,建立流量管虚拟试验校准和测量的仿真方法,研究流量管流量系数获取方法、校准试验测试布局,分析来流雷诺数、壁面粗糙度、流量管圆度对流量系数的影响。结果表明,附面层位移厚度法和校准试验法获取的流量系数接近。在同一流向布置测量截面,流量系数随流量管内雷诺数的减小而减小,随流量管壁面粗糙度的增大而减小;低雷诺数工况下,流量系数对粗糙度变化不敏感。对于低雷诺数工况或者在流量管壁面粗糙度较大时,应采用附面层位移厚度法或校准试验法获取流量系数。流量系数对流量管圆度的变化不敏感,建议采用校准试验方法获得有变形的流量管的流量系数。尽量采用校准试验法获取流量管宽雷诺数范围的流量系数,采用实际测量工况下的雷诺数对应的流量系数,修正流量管测量数据,才可保证流量管测量精度。     

可压缩流体流量系数计算公式的分析与比较

本文介绍了目前调节阀选择时所使用的几种主要的可压缩流体流量系数计算公式,通过对其进行分析和比较,给出了各自不同的适用范围,对正确选择调节阀有一定的指导作用.     

锥体差压式流量传感器流出系数的预测

利用RNG k-ε模型,对100 mm口径锥体差压式流量传感器进行了CFD数值模拟实验,其等效直径比β值分别为0.50、0.65、0.85,前锥角分别为40°、45°、50°,后锥角分别为120°、130°、140°,共27种锥体组合.实验结果表明:β值越大,流出系数越小,且流出系数更易受雷诺数的影响;β值相同时,前锥角对流出系数具有较大影响,且较大的前锥角可减弱雷诺数对流出系数的影响;后锥角对流出系数的线性度具有一定程度的影响.数值模拟实验于实流物理实验结果相比,平均误差约5%,最大值小于9.1%.     

阀门流量流阻系数试验装置设计

该文介绍了一套阀门流量流阻系数试验装置,该试验装置由主回路系统和三个辅助系统(补水系统、稳压系统、冷却水系统)以及相应的测量控制系统等组成.利用本试验装置对某阀门厂阀门样机进行了流量流阻系数试验,并得出了相应的试验数据与结论.本试验装置可对通径在100mm以内的各型阀门进行流量流阻系数试验,得出的数据对阀门产品改进、合理设计流体工程系统具有较强的指导意义.     

弯管流量计流量系数的研究

具体介绍了弯管流量计流量系数的实验研究情况,研究了同一规格的多个弯管流量计流量系数间的关系(公称2英寸、90度、弯径比1.5),得出了流量系数与实测弯径比之间的计算公式,为实现该规格的弯管流量计免标定做了一些工作.     

基于神经网络的变流量管路摩阻系数计算

应用改进的BP神经网络算法对过渡区内流量变化下的蒸汽管路摩阻系数进行了预测,解决了因蒸汽流量变化而使得摩阻系数值计算过程复杂繁琐、效率低下的问题。实例表明,该方法得到的仿真值与Colebrook方程计算值符合较好,所产生的误差平均水平能够满足工程计算的精度要求。     

阀门流量系数的测量原理与方法研究

国内相关标准对阀门流量系数基本概念、测量原理与方法等缺少全面的描述或表述不统一,导致工程技术人员在应用中不易理解和正确使用。目前,流量系数通常在实验室条件下采用不可压缩流体(水)进行测量。研究了流量系数的测量原理和方法。分析了不同阀门流动状态判定与雷诺数的计算方法差异。基于影响流量系数修正的雷诺数系数与阀门雷诺数的关系,提出典型阀门界限雷诺数值。进一步分析了不同阀门雷诺数与压差要求对测量结果的影响,对流通能力特别大或特别小的阀门,提出了在保证测试流量点的阀门雷诺数大于界限雷诺数的条件下,可根据测试装置性能调整差压要求。该研究可为阀门研发、测试和使用中正确运用阀门流量系数提供参考。     

基于累计流量计算示值误差法的涡轮流量测试研究

分析了涡轮流量传感器的工作特性曲线和误差计算方法,采用累计流量计算示值误差来修正分段仪表系数的方法,在标准法标定装置上对液体涡轮流量计进行检定测试,并给出了检定结果。结果表明,该方法使得测量较小流量成为可能,增大了流量量程,同时也大大提高了流量计的精度与可靠性。     

汽油机可变涡流数值仿真研究

研究优化发动机性能问题.发动机在不同工况对进气气流运动的要求是不同的,进气气流运动又决定着发动机的优化燃烧性能,从而决定燃油经济性.传统发动机固定不可变的进气系统难以满足不同工况下对进气气流运动的要求,提出了一种阀片式的汽油机可变涡流系统,可提供合适强度的进气涡流运动结构,在不影响发动机输出功率的情况下,改善中低转速下发动机的优化燃烧过程.利用三维仿真软件FIRE仿真了不同强度的涡流运动对发动机燃烧过程的影响,并通过发动机仿真验证,燃油经济性最高可提高12.9％,为优化设计提供了保证.     

旁路放风系统的数值模拟磁

论文就高硫煤由于燃烧生成二氧化硫（SO2）对环境污染严重,同时因其可能产生大量硫会导致窑系统内结皮、结圈以致堵塞,影响水泥的正常生产,采用C FD技术对旁路放风骤冷混合器和分解炉进行了数值模拟。通过分析对比加入旁路放风前后,分解炉部分区域的壁面温度更高了,而且在分解炉燃料分解和燃烧区域,速度场变得更加紊乱了,而在圆筒中心线上部速度场反而均匀些。另外对分解炉‐旁路放风系统内SO2进行了分析,根据SO2组分分布可以看出,该系统对减少或者防止SO2的富集具有明显效果。     

高粘度金属漆搅拌器流场数值模拟

金属漆粘度值高,含金属颗粒,长时间放置出现液体分层现象,影响配色准度.为对搅拌器内金属漆进行充分搅拌,使金属漆达到较高均匀度,采用k-ε湍流模型和多重参考系模型(MRF),基于CFD(计算流体动力学)技术对不同搅拌桨组合下的金属漆搅拌器进行数值模拟.数值模拟结果表明,上层搅拌桨选择错位45°折叶涡轮桨叶,下层搅拌桨选择...     

改进的OVM交通流模型及数值模拟研究

传统的最优速度模型(OVM)中驾驶员灵敏度系数均取常数,这与实际情况不完全相符,为此,提出一种基于驾驶员灵敏度系数概率分布的最优速度模型(PDDS-OVM)。该模型根据概率统计理论,将驾驶员的灵敏度系数归纳为按一定概率分布的函数,交通流队列中的每辆车对应该分布的一个值。在Matlab7.0仿真平台上,对驾驶员灵敏度系数在定值、均匀分布、正态分布3种情况下,分别进行反复数值模拟仿真,结果表明PDDS-OVM模型能更好地描述交通流的波动特性。     

基于Dymola的航空发动机尾喷管建模与仿真

简要介绍了发动机尾喷管的数学模型,基于特性方程建立了一种能够达到设计精度要求的快速简单的尾喷管性能仿真模型。该模型具有速度快,适用于大量计算等优点。用Modelica语言和Dymola编译器实现了尾喷管的性能仿真。通过发动机系统级模型的仿真实验,验证了尾喷管模型的有效性。结果表明,采用建立的性能仿真数学模型能够模拟尾喷管性能,并能够实现非设计转速小流量工况下的性能仿真,为设计尾喷管提供了一个有力的工具。     

针栓式变推力火箭发动机内流场数值仿真研究

发动机推力室的工作过程直接影响到发动机的性能,在设计过程中,从理论上分析推力室内的燃烧流动过程具有非常重要.通过数值仿真,可以大大缩短发动机的研制和改进设计周期,减少研制经费.针对自燃推进剂针栓式变推力液体火箭发动机燃烧与流动的特点,借助CFD计算软件FLUENT,采用标准k-ε湍流模型及有限速率化学反应模型,对采用针栓式喷注器的变推力液体火箭发动机的推力室喷雾燃烧过程进行了数值仿真.计算结果得到了压强分布,温度分布,牛成物的摩尔分数分布,粒子轨迹分布、流强、混合比分布以及流动码赫数分布等,并对流场结构和影响发动机性能的喷注器参数进行了分析.数值计算结果可为变推力发动机喷注器和推力室的设计和优化提供参考.     

基于混合数值算法的锯齿形喷管气动噪声仿真

为了预测航空发动机喷流噪声远场声压级,满足未来的航空器噪声适航要求,采用计算流体力学(CFD)和计算航空声学(CAA)混合数值算法,对安装Chevron型锯齿的喷管进行气动噪声仿真计算.使用大涡模拟(LES)计算喷管的瞬态喷流流场.在流场计算的基础上使用Ligthill声类比进行声源提取,结合有限元/无限元方法对喷流噪...     

固体火箭发动机喷管扩散段破损流场仿真研究

为获取某型带长尾管的固体火箭发动机在工作过程中扩散段不同破损程度对其性能影响规律和影响机理,采用CFD方法对其进行建模仿真分析,通过对比不同破损程度下的流场分布和推力变化,揭示了该型发动机喷管扩散段破损对其流场和性能的影响规律;研究发现,气体从缺口处流出部分在轴向截面上基本呈扇形,在扇形弧线和半径相交处存在角结构;流场等值面可以划分为缺口处等值面、非缺口处等值面和两者之间相互作用等值面三部分;喷管在扩散段端口破损后会对下游流场产生影响,对上游流场影响非常小;随着扩散段端部缺口的增大,喷管推力方向与喷管轴线夹角逐渐增大。     

甲醇内燃机变工况仿真研究

在各种不同工况下,内燃机性能和排放会有很大的不同,尤其是甲醇作为一种汽油的替代燃料,燃烧特点与汽油有很大不同.为研究甲醇内燃机在各种内燃机工况下的燃烧性能,为了提高燃烧效率,采用先进的KIVA-3V仿真平台,建立了三维内燃机燃烧模型,通过改变内燃机的点火提前角、负荷和转速的仿真试验,研究了这三种变工况下甲醇燃烧的动力性和排放指标.结果表明,增大点火提前角,缸内压力、温度升高,CO2、NOX的含量也随之增大;增大负荷,缸内压力、温度升高,使CO2、NOX的含量也随之升高,振动加剧;提高转速,温度、压力降低,CO2、NOX的含量也随之降低.仿真结果为设计提供了依据.     

Numerical Simulation of Pulse Detonation Engine Phenomena

This computational study examines transient, reactive compressible flow phenomena associated with the pulse detonation wave engine. The PDWE is an intermittent combustion engine that relies on unsteady detonation wave propagation for combustion and compression elements of the propulsive cycle. The present computations focus on high order numerical simulations of the generic PDWE configuration with simplified reaction kinetics, so that rapid, straightforward estimates of engine performance may be made. Both one- and two-dimensional simulations of the high speed reactive flow phenomena are performed and compared to determine the applicability of 1D simulations for performance characterization. Examination of the effects of the combustion reaction mechanism and the use of a pressure relaxation length for 1D simulations is made. Characteristic engine performance parameters, in addition to engine noise estimates within and external to the detonation tube, are presented.