单元网格密度及畸变度对面板坝有限元计算精度的影响

利用有限元等参变换，推导了广泛适用的六面体单元的畸变度计算公式，并结合单元的边长比、斜交角、锥度等三种畸变参数，进行了误差分析。同时，以单元最大边长为控制标准，设计了不同网格密度的面板堆石坝剖分方案，进行三维非线性有限元计算精度分析。结果表明，单元边长比和锥度对计算精度的影响较小，而斜交角存在明显影响；不同网格密度剖分方案的能量相对误差随单元数量的增加而减小，当控制单元最大边长为5～10 m时，计算误差可减至5%～10%,且误差基本趋于稳定；不同网格密度的面板堆石坝计算得到的大坝变形规律一致，量值差异不大。但对于可能存在挤压破坏的混凝土面板而言，宜用子模型细分网格计算局部应力。     

一种动网格插值方法在内燃机CFD中的应用

针对内燃机数值模拟中计算域变化特征,提出了一种非结构动网格方法,即动态层和弹簧拉伸相结合的方法,当活塞位移较小时,采用弹簧拉伸法;当位移达到一定程度时,将多组网格同时合并或分裂,以减少网格合并和分裂次数。同时,提出了一种二阶精度的插值计算方法,用于网格的合并和分裂。对于流场计算部分,采用有限体积法离散流场控制方程,采用SIMPLEC算法求解NS方程,将提出的动网格方法应用于内燃机缸内计算的三维CFD数值模拟程序,计算结果显示二阶精度插值方法与试验值吻合得更好,并体现了一定的高效性。     

内燃机复杂零件结构分析的实用边界元方法

给出了一种适用于内燃机复杂零件结构分析的简便、高精度三维边界元算法，它对非均匀、非规则网格，特别是快速疏密过渡以及含有狭长单元的网格能获得较好的计算精度，从而可放宽对内燃机复杂零件边界元网格划分的要求，对简化数据准备工作、降低计算规模和节省计算时间，以及提高计算精度等具有重要的实际意义，最后以曲轴三维边界元分析为例进行了说明。     

125MW汽轮机低压内缸应力场的三维壳体有限元计算

采用三维壳体有限元计算方法对125MW汽轮机低压内缸三维温度场、应力场进行了计算分析。对薄体结构的低压内缸进行了有限元分析建模、网格划分;在应力分析过程中采用与温度场相同的有限元网格,减少了工作量,提高了温度场和热应力场的计算精度和计算速度。     

网格密度对内燃机冷态流场大涡模拟的影响

通过修改发动机多维CFD计算程序KIVA-3V,建立了内燃机压缩过程冷态流场的大涡模拟(LES)计算模型.利用此模型对内燃机压缩过程中缸内流场的水平速度及湍流动能进行分析,同时,分析了网格密度对内燃机缸内流场大涡模拟的影响.结果表明,当采用k-ε模型计算时,网格的精细程度对流场结构影响不大;在相同的计算网格下,与采用k-ε模型计算相比,采用LES计算显示了更为复杂的湍流结构,而且LES所能捕捉到的涡团结构范围要大于k-ε模型,计算得到的湍流动能也要低于k-ε模型;同时,网格越精细,这种效应越明显.     

发动机机体缸盖冷却水CFD模拟计算与分析

应用ANSYS CFX软件对某高强化重型发动机的机体、缸盖冷却水道进行了CFD模拟计算,分析了缸盖冷却水流量分布均衡性,考查了缸盖冷却水流动情况。并对网格数量和网格品质度等对模拟计算精度的影响进行了分析。研究表明,网格精度和网格数量对计算精度影响明显。     

汽轮机转子热应力有限元计算隔离体模型精度研究

有限元计算汽轮机转子热应力时,计算速度和精度受到计算机性能和网格密度的限制。采用合理的隔离体模型对加快计算速度与保证计算精度有重要意义。利用某型1 000MW汽轮机高压转子模型,计算了整体转子模型及不同隔离体模型在机组启动工况下的热应力,探讨了隔离体模型选取的可行性。计算结果表明,合适的隔离体模型完全可以代替整体转子模型进行热应力计算。采用隔离体模型省去对汽轮机各级蒸汽参数的计算,仅需计算隔离体所包含的前几级蒸汽参数,且计算过程中大大简化了边界条件的输入,在保证结果精度的前提下,提高了计算效率。     

基于参数化建模的转子有限元剖分

分析汽轮机转子的结构特点,将汽轮机转子结构参数化,提出了汽轮机转子参数化建模的方法,提高了转子原始几何模型的输入效率和准确性。利用有限元网格生成的Delaunay三角化方法,得到了汽轮机转了二维有限元计算模型,生成的有限元网格大小均匀,疏密过渡平滑,没有奇异单元,从而保证了转子温度场和热应力有限元分析计算的精度。     

浅谈网格密度对叶片频率的影响

采用有限元法对整圈叶片一阶频率进行分析时,由于叶片网格划分的不同,可能对频率计算造成较大影响。通过研究叶片网格密度变化对整圈叶片一阶频率的影响,发现叶片径向网格密度变化对整圈叶片的一阶频率影响不大;叶片厚度方向网格密度最好不少于4层;弧形叶根轴向网格密度小于一定数值时计算结果相差很大。     

网格划分对轴流式水轮机数值计算结果的影响

针对网格划分优劣直接影响数值计算的精度和速度,讨论了适合水轮机计算网格的类型,采用不同的网格尺度对某轴流式水轮机两个标称直径的模型转轮进行7个工况全流道内的数值模拟,分析了网格节点数与水轮机的计算效率及计算时间的关系,并给出了在一定的计算资源和不同工况条件下适合于轴流式水轮机水力模型数值计算采用的网格尺度.可供其他不同转轮直径的轴流式水轮机模型进行相似换算借鉴.