基于CFD的钻头喷嘴水力特性分析

喷射钻井的实践和理论研究表明,喷射钻头不仅靠牙轮进行机械破岩,钻头喷嘴还是一个水力机械,高速射流的水力能量不仅能净化井底的岩屑,还具有直接破碎岩石的冲蚀作用.文中以基础流体力学理论和流场模拟来分析喷嘴的水力性能,建立不同结构喷嘴的CFD模型,对比分析各型喷嘴的水力性能,为牙轮钻头上喷嘴的选用与设计提供了理论依据.     

离心式喷嘴雾化特性的数值模拟

采用数值模拟的方法,对航空发动机的燃油喷嘴进行研究,模拟不同情况下喷嘴内部的气液两相的流动状况,得到了流量与压力和喷雾锥角的关系,计算结果和试验数据吻合较好,为离心喷嘴的设计和试验提供了可靠的数值计算模型。     

基于CFD的户内变电站通风换热数值模拟及优化设计

探讨了造成重庆市区居民断电的可能原因是由于户内变电站主变压器发热量过大的问题。为了解决户内变电站的通风换热问题,建立了用于CFD分析的数值计算模型,并利用专业的流体分析软件Fluent进行了三维CFD仿真模拟分析。在保证进风口和出风口面积不变的情况下,通过改变进风口和出风口的大小和位置分布,获得了最佳的进风口和出风口位置,有效地降低了主变压器的温度,提高了户内变电站的热交换率,为以后户内变电站的设计提供了参考。     

汽油机喷嘴流动的CFD分析

为了研究喷嘴内部的燃油流动特性,以便对喷嘴结构参数的优化设计提供重要理论依据,利用Solid Works、Hyper Mesh、AVL-Fire3个软件对喷嘴进行建模以及仿真分析,通过与实验值对比,验证了模型的有效性。研究了不同针阀升程下喷嘴内部的压力场和速度场。结果表明:当针阀升程较小时(h≤0.125 mm),每一瞬时的压力流场变化较大;当针阀升程较大时(h≥0.18 mm),每一瞬时的压力流场变化较小;随着针阀升程的增大,喷孔出口处的速度值上升。文中的研究不仅真实地反映了喷嘴内部的流动特性,同时也为燃烧室的设计提供了理论依据。     

基于CFD的圆柱形喷嘴设计

喷嘴是流体最后通道,起到最后加减速,控制雾化度、出口速度、喷射射程的关键部件.用三维数值分析软件对影响喷嘴喷射性能的各个参数进行定量的模拟分析,通过计算得出喷嘴出口速度,最后比较各个不同结构的喷嘴出口流速来确定最佳的喷嘴结构形式.得出喷嘴在收缩角度为12°～14°,喷嘴出口端与入口端直径比在0.5～0.6,出口整流段长...     

汽车散热器流场特性CFD数值模拟与分析

针对汽车散热器主要失效形式为主板扁管间焊点开裂的问题,以入水室顶点角θ、入水口角度α为设计的变化参数,通过计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟分析入水室内部流场、入水室与扁管连接处压力、散热器芯各扁管中点位置流速与其关系,仿真结果表明:当入水室顶点角θ减小,入水室中的涡流现象减弱、两侧管道的流速趋于均衡,但主板与扁管连接处压力、中央管道流速变化较小;入水口角度α减小,入水室中涡流现象减弱、主板与扁管连接处压应力降低、中央管道流速将降低,但两侧管道流速上升。     

铝表面结霜的试验研究及CFD模拟

结霜是制约热泵在低温工况下运行的主要因素之一。针对蒸发器结霜问题,通过试验及数值模拟的方法研究了水平铝表面结霜特性。试验观察了铝表面霜层生长的形貌特征,对比了不同冷表面温度及来流空气特性对结霜的影响。结果表明:铝表面温度越低,霜层生长初在始阶段时间越长,风速大于1.5 m/s之后,风速的变化主要影响霜层生长成熟阶段,并通过计算流体力学(CFD)模拟分析了霜层密度及导热系数的变化,验证结果表明,该模型能够较好的预测铝表面结霜。     

基于CFD的喷嘴结构对高压水射流反推特性的影响

喷嘴作为无人机新型射流反推弹射的重要元件,其结构参数对无人机弹射动态特性具有重要影响.以圆柱形、圆锥形和余弦形结构的喷嘴为研究对象,基于CFD建立不同结构喷嘴射流流动的数学模型,采用VOF多相流模型和k-ε湍流模型等对不同结构喷嘴射流流态进行数值模拟,获得不同结构喷嘴内外壁面的压力场、速度场分布,对比分析喷嘴结构特征和...     

旋芯雾化喷嘴流场特性的数值模拟

为了进一步提高直通喷嘴的雾化效果,确定喷嘴内置装置对喷嘴内部流场的影响,在同一个直通喷嘴内部加入一个内置旋芯装置,对这两种喷嘴在相同的流体介质、相同的进口速度和相同的出口压力条件下做了相应的数值模拟。     

压力旋流喷嘴内流场特性模拟研究

针对通过试验研究压力旋流喷嘴获取其雾化特性成本较高、耗时长、理论计算难以实现的问题,对压力旋流喷嘴内部流动机理及雾化特性进行了Fluent数字模拟研究。采用了一种基于有限容积VOF方法对压力旋流喷嘴内部流场进行了数值模拟;捕捉了压力旋流喷嘴出口处气-液两相界面,描述了压力旋流喷嘴出口的液膜厚度,阐述了压力旋流喷嘴各截面压力场、密度场和速度场等变化规律,预测了压力旋流喷嘴雾化锥角。模拟研究结果表明:压力旋流喷嘴中心会产生空气芯,压力旋流喷嘴雾化锥角及液膜厚度等雾化特征可通过剖析压力旋流喷嘴出口处空气芯直径和出口处速度获得;将模拟计算的喷嘴雾化锥角与试验值进行了对比,两者基本吻合,说明Fluent数值模拟可作为喷嘴设计工具。     

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。     

压力对喷嘴雾化特性影响的数值模拟

雾化特性是影响喷雾冷却效果的重要因素之一。基于DPM模型,采用数值模拟方法分析液滴速度、直径和雾化液滴数量通量与压力之间的关系。模拟结果表明:工作压力较高时,液滴在计算域内平均停留时间短,速度越大;同一压力条件下,液滴速度主要集中于一定范围之间。液滴直径SMD、VMD及NMD均随压力增大而减小,且其减小的趋势逐渐变缓。液滴数量通量与流量成正比,且与液滴直径呈三次方关系,有益于液滴在指定位置分布更加均匀,雾化效果更好。研究结果得到了压力对于喷嘴雾化的影响规律,为喷雾压力的设定和喷雾效果的优化提供了理论依据。     

油箱钢带应变测试与数值模拟

介绍了油箱钢带应变测点的选择原则和应力测点的布置,对油箱钢带进行应力试验,在不同的工况下对油箱钢带上的应力测点的试验结果进行分析。利用ABAQUS软件建立了油箱钢带的有限元模型,计算并分析了油箱钢带所受的应力和变形情况。通过试验和有限元计算结果对比说明该模型的分析结果可靠,油箱钢带满足强度和刚度的设计要求。     

高温过滤器用脉冲反吹喷嘴出口流场特性分析

在常温工况下,以直管、渐缩和缩放三种结构形式的脉冲反吹喷嘴为研究对象,利用高速摄影系统拍摄了喷嘴脉冲反吹过程中的分幅阴影照,利用计算流体力学软件FLUENT对这一过程进行了数值计算,试验结果与计算结果吻合很好,验证了计算模型计算喷嘴反吹时刻非定常流场的可靠性。在此基础上,对高温工况下的脉冲反吹流场进行计算研究,结果表明,高温工况下,脉冲反吹过程中,喷嘴出口流场中存在压力振荡,该振荡在脉冲反吹流场传播;喷嘴的结构形式对喷嘴出口流场的压力均一化波系具有重要影响,缩放式喷嘴出口射流核心区最大。通过跟踪流场不同时刻的压力分布发现,三种结构形式喷嘴出口流场的射流核心区均可观察到由膨胀波、反射斜激波、剪切层组成的激波胞格结构。     

控制阀阀出口流速与材质的选择

控制阀的出口流速，影响着控制阀的可靠性、稳定性和使用寿命，阀出口流速如果过快，往往会造成流体对阀体的过度冲刷，引起装置的严重振动和不稳定、噪音严重超标等一系列问题。     

基于自激振荡脉冲效应的雾化喷嘴出口流道空化特性研究

喷嘴结构及射流运动参数对液体空化流动状态有重要影响。基于空化泡溃灭的雾化机理和自激振荡脉冲喷嘴出口流道空化过程,分析空化效应对自激振荡脉冲射流雾化效果的影响。依据自激振荡脉冲雾化喷嘴结构,分析射流来流速度和脉动压力对喷嘴出口流道空化效应的影响,提出利用来流雷诺数和脉动特征值表征喷嘴出口流道空化程度,并根据自激振荡脉冲喷嘴有限元分析得到喷嘴出口流道较好空化状态的来流雷诺数和喷嘴腔室长径比。研究结果表明:当来流雷诺数在2.14×10~5~3.05×10~5内逐渐增大时,自激振荡脉冲雾化喷嘴出口流道液相体积分数先减小后增大,相应的空化程度先增大后减小。雷诺数在2.44×10~5~2.75×10~5内可以使喷嘴出口流道形成较好空化效应,尤其在2.44×10~5附近时喷嘴出口流道出现最好的空化状态;脉动特征值与喷嘴出口流道处脉动压力幅值差成正比,随着自激振荡脉冲雾化喷嘴腔室长径比增大,脉动压力幅值差值先减小后增大。当喷嘴腔室长径比为0.60~0.70时,喷嘴出口流道空化状态较好。计算结果为自激振荡脉冲射流雾化喷嘴设计提供了理论依据。     

水压双喷嘴挡板阀的CFD分析

该文依据水介质具有低黏度、润滑性差、高气化压力和腐蚀性等特殊理化特性,分析出纯水流经阀口时,阀口附近可能出现气蚀、漩涡、能量损失、温升等问题。通过INVENTOR建立流场模型,并通过FLUENT对其内部流场进行可视化仿真分析,并得到压力、速度、湍动能云图,验证分析结果,并为先导阀结构优化做准备。     

水平管内水蒸汽冷凝换热特性的数值模拟

对水蒸汽在内径为8 mm的水平圆管内,不同管壁温度、蒸汽流速、压力和入口过热度下的冷凝过程,采用通用CFD软件Fluent 13.0中的Mixture模型,结合UDF编程对水平管内冷凝物理模型进行数值模拟。通过分析相应的冷凝液分布云图、体积分数和局部换热系数的变化曲线,得出蒸汽在水平管内冷凝换热系数与壁温、蒸汽流速、压力和入口过热度的变化规律。并将模拟结果与实验测试结果进行了对比,得出模拟结果比计算值偏高约30%。     

涡轮叶片表面流动及换热特性实验研究

为深入了解叶片表面的流动和换热特性,在叶片表面布置静压测孔获得叶片中截面压力系数和速比系数分布规律,同时采用瞬态液晶技术获得叶片表面高分辨率的努塞尔数分布云图。结果表明,叶片前缘受来流直接冲击,努塞尔数中间高两侧低;在吸力面上努塞尔数在分离区域降低,在再附着区域升高;在压力面上努塞尔数先降低再逐渐升高。