基于数值模拟技术炮孔间距的优化

光面爆破在隧道掘进中起到举足轻重的作用,参数的选取直接决定了光面爆破的效果。目前参数选择主要是通过经验法确定,具有不确定性。针对隧道掘进光面爆破的特点,运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对隧道掘进爆破中炮孔间距进行模拟优化。研究结果表明,其他参数一定,光爆层厚度为500 mm时,最优的炮孔间距为500 mm。通过数值模拟确定的光面爆破参数能够达到良好的爆破效果,便于指导现场实践。     

基于有限元数值模拟的深基坑支护桩优化设计

利用有限元方法对不同几何尺寸及变形参数下的某深基坑支护桩受力及变形特性进行了数值模拟,分析得出了深基坑开挖和支护过程中支护桩几何参数对该工程开挖变形的影响程度和灵敏性。最终确定了影响深基坑开挖与支护过程支护桩的主要设计参数,为同类地质条件下的相似基坑工程支护桩设计提供了参考的依据。     

基于Fluent螺旋槽管的传热特性数值模拟

根据螺旋槽管的结构特点及传热特性,建立了三种不同槽口形状的螺旋槽管与光滑管换热器的三维模型。以水为工质,运用 Fluent流体分析软件,采用k-ε湍流模型,研究了三种不同槽口形状的螺旋槽管与光滑管换热器在换热过程中的速度场和温度场,得到了不同槽口形状和光滑管的壁面Nusselt数。结果表明。在相同壳程和雷诺数的情况下,螺旋槽管比光滑管的换热能力提高了6．7％-37．6%,其中三角彤槽和矩形槽螺旋槽管的换热能力提高最大,从而强化了传热。为谊产品的理论进一步研究和实验研究奠定了基础,为谊产品的设计和推广应用提供了依据。     

基于CATIA的柴油机螺旋气道设计及数值模拟

以某4110柴油机螺旋气道为参照,利用CATIA软件正向建立了螺旋进气道－气门－气缸的三维模型,然后用starccm＋对模型进行网格划分边界设定,对不同的气门升程进行了数值模拟,得到缸内流场的详细信息,并同稳流试验进行对比。为螺旋气道开发提供新的正向方法,有着重要的工程意义。     

基于数值模拟的螺旋进气道结构优化

以实际产品气道为基础,使用UG软件完成气道的三维实体造型与修改,用三维流体动力学软件AVL-FIRE完成稳流试验台中气道-气缸流动的三维数值模拟计算,并对螺旋进气道结构参数进行优化。结果表明：螺旋进气道的性能是气道结构参数之间交互作用的结果,该气道的流通性能很好。在三维流动分析的基础上提出了一系列的改进措施;对比各种改进措施下的模拟计算结果,发现在不减小流量系数的前提下,通过适当地减小气门凸台厚度和增大涡流室高度相结合的方法来增大涡流室容积可以明显提高产生涡流的能力,是一种有效而又合理的改进办法。     

柴油机缸内流场的有限元数值模拟

本文通过有限元数值模拟方法研究了PA6-280型柴油机缸内的流场特性.基于模拟所得的气流运动和其他参数在缸内的三维分布特性,分析了现有流场对燃烧特性的影响.     

给水泵汽轮机流场的数值模拟

介绍了采用NUMECA的Fine/Turbo软件对超超临界1000MW机组给水泵汽轮机的三维复杂流动进行了变工况数值模拟,具体分析了3个典型工况下的反动度、攻角以及效率等的变化情况。计算分析表明,进汽参数和转速对流场的气动特性影响较大。同时,3个不同转速及负荷工况下末级叶片的流场数据为进一步的叶型优化提供了依据。     

基于CBS有限元的导水机构内部流动数值模拟

基于CBS有限元法对水轮机全流道进行离散分析,利用多物理场耦合软件模拟了内部流场,获得了水轮机导水机构内部压力与速度分布图,并通过计算结果图得到了导水机构内部的流动特性。     

横掠螺旋管束流动传热的数值模拟

螺旋管是一种紧凑式换热器的芯体形式,在工程中有较多应用。本文对螺旋管管束的流动传热情况进行了数值模拟研究,无量纲螺距0.15～0.3,进口雷诺数1000～5000,获得了横掠复杂螺旋管束的流场和温度场。结果表明：管外平均努赛尔数随雷诺数的增大而增大,欧拉数随雷诺数的增大而减小;减小螺距使平均努赛尔数和欧拉数均增大,且对欧拉数的影响要明显大于努赛尔数。同时通过对数值结果进行拟合给出了管束换热的关联式,式中考虑了无量纲螺距的影响。     

螺旋隔板光滑管单管换热器的数值模拟

采用FLUENT6.0软件对整个螺旋隔板光滑管单管换热器的流场、温度场和压力场进行数值模拟,并与实验测量和计算结果进行了对比,验证了数值模拟的准确性。流场模拟结果显示,流体在壳程呈螺旋状流动,没有死区,而且流速比较均匀,变化比较小,从而进一步验证了许多学者经过实验研究分析得出的螺旋隔板换热器具有的优良性能。     

基于有限单元法的洞室开挖和支护过程动态仿真

基于开挖与支护计算的有限元数值格式,研究了开挖释放荷裁及支护效应动态仿真计算方法,根据围 岩塑性系数分布规律.提出了用于动态模拟支护效应的荷栽分配系数确定算式.结果表明,将开挖问题转化为简单的加载问题可实现开挖过程的连续追踪模拟.通过荷栽分配及迭代分步能合理地实现施工开挖过程动态模拟,且能较好反映锚固支护效应的影响.     

高电压直流复合绝缘子表面电荷积聚的有限元数值模拟及影响分析

空间直流电场和伞裙表面电荷静电将造成高电压直流工程用复合绝缘子伞裙表面快速并大量积聚电荷,引起绝缘子沿面电场畸变且闪络电压降低,从而导致高电压直流工程用复合绝缘子的绝缘性能和耐老化性能下降。以FXBW6-10/70型号的高电压直流输电线路用复合绝缘子为例,建立复合绝缘子二维仿真模型,采用有限元法对表面存在有电荷的高电压直流复合绝缘子进行电气特性分析,研究表面积聚电荷的正、负极性以及电荷积聚量对伞裙轴向和径向电场分布的影响规律,采用改进的电容探头测量伞裙表面积聚电荷随时间的动态变化过程,验证有限元仿真的有效性。结果表明：导线侧三交汇点处场强最大值与伞裙表面积聚的负极性电荷量呈负相关,与伞裙表面积聚的正极性电荷量呈正相关;伞裙表面积聚电荷存在由伞裙内侧逐步向伞裙边沿扩散的动态特性。     

钢板横向感应加热磁-热耦合的有限元数值模拟

采用电磁-热耦合二维有限元法模拟钢板感应加热,得到了加热频率和电流密度对加热时间、加热速度和温度均匀性的影响。结果表明,采用U型线圈加热钢板,可以形成一个完整的磁回路,符合感应加热钢板的要求;频率增加能够缩短加热时间和扩大钢板温度的温差;而电流密度增加,加热时间缩短,其对温度均匀性的影响则随电流增加温差增大。     

基于有限元分析的火化炉热能传递仿真研究

利用有限元分析手段,对遗体火化过程中炉膛的温度、速度分布进行模拟.通过将实际检测结果与模拟结果进行对比,验证数值模拟所用模型的可靠性和数值模拟方法与结果的可信性,然后通过分析几种不同炉膛结构的温度、速度分布,对炉体主要设计参数进行了优化.研究结果为设计更加合理、高效节能的火化设备提供了理论依据,对优化遗体火化燃烧过程具有重要意义.     

基于有限元的柴油机机体疲劳寿命仿真

基于有限元应力分析,应用S-N曲线法,对某4缸柴油机机体在标定工况载荷下的疲劳寿命进行了仿真分析.仿真结果表明,机体疲劳强度的薄弱区域位于机体横隔板及机体上半部分,比较了疲劳寿命分布与静态应力分布的异同.     

基于热传导理论的坝体渗流三维有限元分析

以允楞水库为例,依据坝体三排实测浸润线资料,应用弹性力学温度场理论对坝体三维渗流进行分析,通过反演拟合计算求得坝体各区拟合渗透系数,进而推求坝体在其他工况下的浸润线,为大坝稳定分析提供依据.     

基于有限元分析的GIS断路器温度场仿真研究

气体绝缘开关设备的工作可靠性对于保证电力系统的安全稳定运行具有重要意义。由于触头接触不良导致局部过热是引发 GIS 故障的主要因素之一。采用ANSYS Workbench软件,综合考虑集肤效应、涡流效应、重力作用、气体对流、辐射散热等因素,建立220 kV GIS断路器多物理场耦合模型,并研究负荷电流、环境温度、接触电阻对温度场的影响。结果表明：水平放置的断路器触头处温度最高,整体呈现上高下低,左右基本对称的温度分布规律;环境温度仅影响设备温度的绝对值,而负荷电流和接触电阻的增大直接影响欧姆损耗使温度升高;动静触头同轴度偏移引起接触电阻不均匀变化,有可能导致触头温升异常引发过热性故障。研究结果可为GIS设备温度监测及故障诊断提供参考。     

后向台阶圆柱绕流的区域分解有限元数值模拟

研究钝体绕流这一燃烧、传热领域的基本流动现象 ,针对圆柱绕流问题 ,给出了求解粘性不可压缩定常 Navier Stokes方程的区域分解算法 ,证明了其收敛性 ,并用区域分解有限元方法对后向台阶圆柱绕流问题进行了数值模拟。     

基于有限元分析的高压喷射式熔断器弧前时间仿真计算

弧前时间是描述熔断器开断性能的重要参数,针对熔断器弧前时间仿真计算研究的不足,结合熔断器在系统中的等值电路和熔丝在短路电流故障下的弧前热电耦合数学方程,以熔丝三维几何模型为基础,基于多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics和有限元理论建立了熔丝弧前时间计算模型。计算模型分析了熔丝在短路电流作用下的温度场,绘制了熔丝的最大温度随时间的变化曲线,以熔体熔化到电弧出现瞬间的时间间隔为熔断器的弧前时间,并与试验数据做对比,验证了此计算方法的可行性。研究结果对产品改进提供了依据。