仿真优化技术在立式行星磨设计中的应用

本文在对立式行星磨进行系统动力学分析的基础上，应用机械动力学仿真软件ADAMS，建立立式行星磨的模型，并进行了仿真优化，从而得到立式行星磨的优化模型。仿真优化的结果体现了用ADAMS软件进行仿真的可行性，并对立式行星磨的实际生产制造具有理论指导意义。     

立式行星磨启动阶段的动力学研究

针对立式行星磨启动阶段不同转速下的载荷特点,利用多体动力学软件与有限元分析软件联合仿真,得到基于精确动力学仿真结果的行星磨磨辊系统的应力状态。根据分析结果,提出确定立式行星磨实际操作参数的依据。     

薄板坯连铸结晶器内流场的三维数值模拟

针对薄板坯连铸结晶器中钢液的紊流流动特征,利用商业软件CFX4.2,建立了一个三维有限差分模型,计算这一限定空间射流的紊流时均场,并采用均相流模型,模拟了结晶器内钢液液面形状及速度场.通过计算,分析了浸入式水口形状、拉速等工艺参数对薄板坯连铸结晶器流场的影响,同时,研究了结晶器出口处速度分布对结晶器内钢液流动的影响.     

虚拟样机技术在立式行星磨设计中的应用研究

介绍虚拟样机技术,在对立式行星磨系统动力学分析的基础上,对其采用了虚拟样机技术,开发了立式行星磨的虚拟样机并进行了虚拟试验,得到了虚拟样机的优化模型,显示了虚拟样机技术的强大优势,同时,虚拟试验结果将对立式行星磨的实际生产制造具有理论的指导意义.     

三层桨搅拌槽内三维流场的数值模拟

采用计算流体动力学(CFD)的方法,对稀土萃取过程中上两层为平直叶、底层为涡轮桨叶的三层组合桨搅拌槽内三维流场进行了研究。利用标准的k-epsilon双方程模型对无机相(水)和有机相(P507)的混合液在搅拌槽中产生的流场进行数值计算,得到这种搅拌桨以恒定转速300r/min在搅拌槽内转动时产生的速度场和压力场,以及速度分布云图、速度矢量图以及压力云图,为搅拌桨的设计与改进提供理论基础。     

新型结晶器内流场及温度场数值模拟

 为降低700 mm×700 mm特大方坯连铸机高度,保证大方坯的顺利生产,提出一种内置冷却器的结晶器技术,即“回”字形结晶器。利用计算流体动力学（CFD）软件FLUENT对此结晶器内钢水流场及温度进行模拟,对无内冷却器偏转水口注流结晶器、无内冷却器四孔水口注流结晶器内流场及“回”字形注流结晶器流场、温度场进行研究,表明“回”字形结晶器可以形成水平旋流、均匀钢水成分及坯壳生长、降低钢水冲击深度,部分达到电磁搅拌（M-EMS）的冶金效果,温度场模拟结果表明出口坯壳厚度达到49 mm,满足工艺要求。     

立式板坯连铸机结晶器内流场的数值物理模拟

采用1:1的水模型研究了200 mm×1:300 mm立式板坯连铸结晶器内流场和在水口浸入深度115mm、拉坯速度0.55 m/min时水口结构参数(侧孔尺寸40 mm×40 mm～40 mm×80 mm,侧孔角度+15。～一15。)对液面波动的影响,基于流体力学计算,利用Fluent软件和采用κ-ε双方程高雷诺数湍流模型对板坯结晶器内的流场进行了三维数值模拟。结果表明,数值模拟结果与物理模拟结果较吻合;水口结构参数对液面湍动能的影响较明显;在1~#～4~#水口中,2~#水口(40 mm×40 mm,+15°,向下,倒Y形底部)的使用性能相对较好;流股的冲击速度越浅,自由液面湍动能越大。     

氧枪喷头Laval喷管内流场的数值模拟

根据实际生产的氧枪喷头按比例建立了Laval喷管模型。应用商业软件Fluent6．2,采用κ-ε模型,耦合隐式求解器,讨论了喷管内不同数学模型的适应性,得出RNG κ-ε模型模拟喷管内激波较为理想。分析了Laval喷管内不同工况下（P0=0．11～1．0MPa）的流场、马赫数及压力的分布情况,得出喷管人口处滞止压力影响Laval喷管内部流动状况,但不影响出口流动工况,出口工况主要取决于喷管的几何结构。     

步进梁式板坯加热炉内流场和温度场的数值模拟

运用流体力学计算软件（CFD）对某广步进梁式加热炉进行三维燃烧流场的数值模拟,获得该加热炉的速度、温度和浓度的分布规律。其结果为合理地组织燃烧,进一步提高钢坯加热质量,再优化炉型结构提供了参考依据。     

湍流模型对结晶器内流场数值模拟结果的影响

以Fluent 6.3为计算平台,采用数值模拟的方法研究了5种常用湍流模型对电磁制动下连铸板坯结晶器内钢液流动计算结果的影响,并与水模型和实测结果进行了对比.结果表明:标准κ-ε和低雷诺数κ-ε模型的计算结果与实际流场较为接近,而重整化群κ-ε和剪切应力输运κ-ω模型与实际流场相差较远.不同湍流模型计算得到的弯月面形状大致相同,但标准κ-ε模型与实测结果更为接近.Spalan-Allmaras 模型所需内存最小,花费时间最短;剪切应力输运κ-ω模型花费时间最长,其他模型所需内存大致相当.     

冷连轧机组乳化液喷淋流场的数值计算与分析

针对冷连轧机组轧制过程中乳化液喷淋流场采用常规数值模拟方法计算精度较差无法满足工程需求的问题,在大量的现场试验与理论研究的基础上,充分考虑到冷连轧机组的生产工艺及设备特点,建立了相应的数学模型,运用计算流体动力学（CFD）的大型商用软件Fluent对乳化液喷射流场进行了数值计算和分析,给出了在喷射梁上的三个喷嘴与喷射梁垂直和成一定角度时的速度场、压力场分布情况,为喷射梁的设计和喷淋流场的优化奠定了坚实的理论基础。     

三辊行星轧机轧制管棒材的扭转问题

三辊行星轧机作为一种新的大压下量轧机,在七十年代初问世以来,得到很大的发展。迄今为止,国内外学者都对此作了大量的研究,并发表了许多论文,但都未涉及至7生产中经常碰到的问題——管棒材在轧机里的扭转。本文首次提出了这个问题,并用矢量法定性地研究了这种现象,初步解答了这种现象产生的原因,文后还提出了防止扭转的措施。     

加压釜搅拌槽气液两相流动的数值模拟

利用计算流体力学(CFD)软件Fluent,对某冶炼厂现有搅拌器和优化后搅拌器搅拌槽内的气液两相流动和混合进行了数值模拟,对比了两种搅拌器搅拌槽内的速度分布、局部气含率和搅拌功率。计算结果表明,优化后的搅拌器搅拌混合效果和气体分散优于现有搅拌器,且搅拌功率基本不变。     

Three-Dimensional CFD Predications and Experimental Comparison of Pressure Drop of Some Common Pipe Fittings in Turbulent Flow

A three-dimensional computational fluid dynamics (CFD) model has been constructed to simulate fluid flow in two commonly used pipe fittings: An elbow and a T-joint using the STAR-CD code. A k-ε Chen model suitable for high Re numbers flows was used for that purpose. Two flow configurations were used for the T-joint. In the first, the flow enters through the middle leg of the fitting; and in the second, the flow enters from one of the ends and exits from the other two outlets. The Re number for the flow simulations was varied between 0.78×105 and 1.56×105 to simulate a variety of flow conditions with approximately six uniformly distributed values of Re numbers chosen between these limits. The velocity profile indicated some flow reversal regions near the inner radius and some high velocity regions near the outer radius downstream of the elbow. Pressure profiles showed significant changes from a high value on the outer radius to a low one on the inner radius. The T-joint flow case into the center leg showed recirculation regions immediately downstream of the elbows, and high velocity values just downstream from the stagnation zone. The pressure profile for that arrangement showed significant pressure gradients across the flow area before the flow splits into the two legs. For the straight leg inflow case, the velocity shows flow reversals in the 90° bend and the pressure drop is large along the 90° bend as opposed to the straight leg. The simulation uses a flow split of 50–50 between those legs. The simulations agree reasonably well with recently published experimental results. For the T-joint and with the flow introduced through the straight branch (T-joint-Inlet Case B), the difference in pressure drop for the straight run and branch flow was 7.76% and 18.38%, respectively. For the elbow, the difference was 8.1% lower than the experiment. Comparisons were also made with values supplied by the ASHRAE Handbook for K values, i.e., minor loss factors.     

大方坯连铸结晶器电磁搅拌的数值模拟

对大方坯连铸结晶器电磁搅拌过程的流场和温度场进行了数值模拟,并讨论了搅拌强度对流场和温度场的影响。结果表明：在结晶器电磁搅拌下,搅拌器区域的钢液变为水平旋转,使从水口向下吐出的钢水与向上回流的钢水流股相冲突,流股侵入深度变浅,从而使轴向温度迅速降低,径向温度升高,提高了热区位置,有利于传热;搅拌强度越大,钢水的二次流现象越明显,热区位置越高。     

闪速炉水冷上升烟道的CFD数值仿真

根据闪速炉水冷上升烟道的流动和传热现象,建立三维仿真模型,借助计算流体动力学分析软件FLUENT对其进行数值仿真研究。所得结果对闪速炉水冷上升烟道的设计具有重要的指导意义。