基于FLUENT脉冲射流喷嘴流道内轮廓的研究

以自激振荡式脉冲水射流喷嘴为研究对象,应用FLUENT软件分别对具有锥形、三次曲线和双圆弧内轮廓的上喷嘴进行了仿真研究,分析了上喷嘴流道内轮廓形状对脉冲射流特性的影响规律。仿真结果表明,自激脉冲喷嘴上喷嘴的流道内轮廓形状对脉冲射流有很大的影响,当压力较低时,上喷嘴为锥形流道的脉冲喷嘴特性比三次曲线和双圆弧流道好;当压力较高时,上喷嘴为三次曲线流道的脉冲喷嘴特性比双圆弧和锥形好。研究结果还表明,脉冲射流的出口速度与泵压成正比。     

基于有理Bezier曲线离心泵叶轮轴面流道设计

用三次有理Bezier曲线构造叶轮后盖板流线,在给定流道过流断面面积变化规律的条件下,根据内切圆的包络线为其外公切线的原理,导出了叶轮前盖板流线计算公式。实践表明通过调整有理Bezier曲线的控制点和权因子可灵活地改变轴面流道的几何形状,有效地提高叶轮CAD系统的交互设计能力。     

弯管中流道流场的数值分析

通过有限元法对直角弯管流道流场进行数值模拟,给出了直角弯管的速度、流线、压力可视化图像,以及直角弯管内流体流动时涡旋产生的位置和大小情况,绘出了进油口速度与进出油口两端压力差之间的关系曲线以及直角弯管内直管的摩擦阻力系数与雷诺数之间的关系曲线。     

基于伴随方法的液压阀块优化设计研究

为提升液压阀块的工艺性能,以降低液压阀块流道内压力损失为设计目标,使用伴随方法对传统参数化设计方法获得的流道进行优化。结果表明:经过伴随方法优化获得的肿胀流道结构能消除传统阀块流道中的涡流和局部回流,流道出口速度均匀性系数提高1.454%,流道内压力均匀性系数提高1.314%,流道内压力损失降低49.96%。     

多级离心鼓风机内部流场分析及结构改进

为了较好地反映多级离心鼓风机内部的流动特征,应用CFX软件及标准κ-ε湍流模型,对两级离心鼓风机进行了整机三维流场的数值模拟,进而预测出整机的性能曲线。模拟结果表明,鼓风机内部沿着流道,静压、总温整体呈现上升趋势,两级叶轮内速度分布比较相似,第2级叶轮的静压升略高于第1级,但第2级叶轮内流场分布的非对称性比第1级明显。分析了回流器流道内的流场,回流器流道内有比较严重的流动分离,给出回流器结构的具体改进方案,预测结果表明,改进后的回流器内部流动分离得到抑制,性能改善。研究结果可为多级离心鼓风机性能的改进提供参考。     

喷头设计参数对雾场特性影响分析

细水雾灭火技术的关键在于喷头参数的设计。为了优化喷头的设计参数,对12个不同设计参数的离心式喷头进行试验研究,采用LS-2000激光粒度仪测量细水雾雾化参数,分析喷头螺杆流道形状、螺纹倾角、流道数量、螺杆长度等设计参数对雾场特性的影响。研究结果表明,螺杆长度对水雾速度和索纳尔平均粒径的影响较小,螺纹倾角、流道数量、流道形状对水雾特性的影响较大,说明了细水雾喷头设计参数的优化应从螺纹倾角、流道形状及流道数量入手。     

对旋式通风机全流道与单流道内部流场的对比分析

分别建立对旋式通风机全流道模型和单流道模型,应用标准κ-ε湍流模型和SIMPLE算法,求解三维时均雷诺N-S方程,对对旋式通风机全流道和单流道进行三维定常湍流流场的数值模拟,得到前后级叶片压力面与吸力面、3个轴向位置截面的压力分布图。将二者结果对比分析发现:由于两级叶片的交互作用,从全流道的计算结果可以看出,叶轮流道截面图上的压力并未显示出良好的周向对称性,并且单流道模型的设定只是一种近似,所以若要获得更为全面准确的流场信息,应选用全流道模型进行数值模拟。这也为对旋式通风机计算模型的选取提供参考。     

基于Auto LISP创建矿用扩散器对数螺旋线导叶模型

在扩散器内部流道内安装对数螺旋线形导叶可以改善扩散器性能。由于AutoCAD软件没有提供绘制方程曲线的功能,用户直接创建高精度的对数螺旋线导叶模型非常困难。利用Auto LISP二次开发,结合对话框技术,创建用户对话框,编程绘制出高精度的对数螺旋线导叶模型,为扩散器内部流场的数值分析提供高精度几何模型奠定基础。     

基于MPI的注塑模流道平衡优化设计

针对流道平衡在注塑模具设计中的重要性,给出了在分流道设计中利用MPI(Mold-flow Plastics Insight)软件通过优化流道尺寸来获得平衡的流道系统的分析方法。以电话听筒组合型腔的流道平衡为例,介绍了在平衡约束下利用MPI对分流道尺寸进行优化的过程,最终得到了分流道尺寸的最佳值,提高了一次试模的成功率。     

闭式叶轮多轴数控铣削编程技术研究

针对闭式叶轮难加工的问题,基于NX提出了一套适用于闭式叶轮加工的多轴数控铣削编程策略。在粗加工阶段,通过作辅助面、线的方法提取流道的中心曲线,生成了安全、高效的粗加工刀具路径;在精加工阶段,通过B样条曲面理论对原始的流道曲面进行参数化重构,生成了具有统一u、v方向的驱动曲面,实现了精加工刀具路径对流道曲面的完整覆盖;在VERICUT中,通过搭建的DMU60机床仿真模型对生成的刀具路径进行验证。验证结果表明,使用该策略编制的闭式叶轮粗/精加工刀具路径无碰撞、干涉、过切、欠切等问题,可以用于生产实践。     

向心透平叶型设计与内部流动研究

利用基于一元流动的设计方法得到的结构参数,采用非可展直纹抛物面成型法设计了一种小型向心透平膨胀机叶型,并利用NUMECA软件对叶轮流道流场进行了数值模拟。按照子午面形状展开后接近直线的要求,从几何角度出发提出一种比经验设计更简便的子午流道型线成型方法,并借助数值模拟分析其内部流动,证明了此设计效率更高。     

基于Pro/E诱导轮三维造型的研究与应用

基于传统的诱导轮叶片加工方式,从现有的二维水力设计图的型值点出发,基于Pro/E软件,采用从点到线、从线到面、再从面到实体的方法,实现了诱导轮空间扭曲叶片的三维实体造型,利用注射模型腔(模拟)的常用方法实现了诱导轮流道的造型,造型方法精确,为后续的网格划分及流场数值模拟奠定了基础。     

直线共轭齿轮泵的流量特性分析与仿真

用复数矢量法建立了直线共轭齿廓齿轮泵的齿廓曲线方程和啮合线方程,推导了泵的瞬时流量、排量和流量脉动率的理论计算公式,应用MATLAB/Simulink作出了瞬时流量的变化曲线,分析了影响流量脉动的因素。     

不同采高下瓦斯通道卸荷损伤演化及抽采验证

为解决大采高采场及上隅角瓦斯超限问题,基于卸荷岩体力学分析了采高对采空区顶板卸荷及瓦斯通道损伤演化的影响,结合损伤力学建立了损伤因子与卸荷量及渗透率的关系,采用离散元软件计算了不同采高下采空区顶板卸荷及瓦斯通道损伤演化规律,根据卸荷后有效应力与渗透率关系研究了不同采高下瓦斯通道的卸荷损伤范围,提出利用大采高开采形成的优势瓦斯通道在中高位断裂带内采用大直径定向钻孔抽采采空区瓦斯,并验证了瓦斯通道的贯通发育。结果表明:采空区顶板卸荷程度随采高增大非线性增长;采高越大,采空区顶板卸荷量及损伤因子越大,裂隙发育数量越多,采空区顶板渗透率突变点及瓦斯通道发育的高度越大;应用153 mm大直径钻孔抽采流量为96 mm的2～3倍,中高位瓦斯通道区钻孔抽采浓度约为中低位的2. 4倍。     

压水试验条件下裂隙水非稳定井流公式

该文针对裂隙及裂隙水流的几何分布特征和压水试验的非稳定过程 ,引进维数n来建立压水试验条件任意维数裂隙水流的非稳定井流公式 ;采用Laplace数值逆变换技术得出其标准曲线 ,并介绍了应用标准曲线比拟法进行压水试验资料分析的原理和步骤     

动叶可调轴流式通风机出口流场的实验研究

对轴流工通风机在不同安装角时的流场变化地实验研究,得到了通风机的总性能曲线;并用固定在转子前、后测量平面的热线,测量了最高效率点处不同安装角时叶片通道井、出口轴向和切向速度的分布,从而能够清楚地了解到,通风机在安装角度变化时,叶片通道进、出口截面流动结构的变化。     

基于非达西流模型的煤矿突水渗流机制数值模拟

突水是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一。以义安煤矿704工作面突水事故为例,采用非线性渗流模型模拟突水瞬态流动全过程,探讨突水过程中流速和压力的变化规律,揭示矿山突水全过程的流态转捩机制。研究表明：义安煤矿突水达到最大涌水量时,含水层的压力在0.2～0.3 MPa之间,突水实际上是一个降压加速的过程,含水层压力骤降是突水发生的前兆,且突水通道进出口压力和流速是动态变化的,3个流场有机地组成一个不可分割的整体。撑子面处突水流体涡旋是层流向紊流过渡的空间响应,表明矿山突水存在流态转捩过程。通过进一步研究发现突水通道的导水性能越强,发生突水灾害时危害越大。研究结果可为反演确定合理的工程渗流力学参数和突水通道的几何结构提供参考。     

高强度开采覆岩离层瓦斯通道特征及瓦斯渗流特性研究

根据上覆煤岩层的破断和裂隙发育情况,将穿层裂隙通道直径大于10-1 mm的区域定为采动瓦斯通道发育区。基于砌体梁理论,研究了关键层控制下的离层断裂带瓦斯通道的发育特征,并基于Kozeny-Carman准则建立了瓦斯通道流态的判定方法,依据其内瓦斯的流动状态将上覆岩瓦斯通道的发育沿纵向由下到上分为瓦斯紊流通道区、瓦斯过渡流通道区和瓦斯渗流通道区,并根据离层断裂带瓦斯通道的发育规律,构建了以高位瓦抽采巷为主要手段的瓦斯过渡流通道区人工导流方法。最后通过以阳泉新景煤矿80201工作面卸压瓦斯抽采现场试验,反演得到了工作面上覆岩采动瓦斯通道的演化规律及其对瓦斯导向流动规律的影响,并对瓦斯过渡流通道区内瓦斯的流态进行了判定,验证了本文提出的理论计算方法和采动瓦斯通道分区的正确性和可行性。