双U形节流槽滑阀多场耦合特性研究

液压滑阀在工作过程中阀芯卡滞及磨损现象严重,为了改善阀腔流域特性及液压阀的工作性能,构建了液压滑阀的简化模型,基于计算流体力学对双U形节流槽滑阀阀芯及阀腔内流域动态特性进行了分析.研究了节流槽数量、阀口压差对阀腔内流体速度场、阀芯温度场及阀芯应变场动态特性的影响.研究结果表明,随着阀口压差的增加,流体的最大流速以及阀芯...     

核阀流体动力学及流固耦合特性数值模拟

以研究高压核电闸阀内流场特性及流固耦合问题为目的,分别建立了稳态、瞬态流体动力学模型和流固耦合作用下的结构动力学模型.通过分析模拟过程中流体的压力和速度分布可知,在稳态和瞬态流动状态下,流体在流经阀体中腔部位时均会产生压力波动,并在底部形成涡流.在流固耦合作用下闸阀的静力学结构变形和应力分布满足刚度和强度要求.然而,在...     

全封闭扇冷式感应电动机通风结构方案

为了揭示全封闭扇冷式（Total enclosed fan-cooled,TEFC）感应电动机底脚拉筋结构对电动机流场流变特性以及温升分布性能的影响,近而寻求拉筋结构最优化通风冷却性能,以一台TEFC感应电动机为例,在对该电动机进行温升试验测试及温度场数值分析研究的基础上,依据结构特征建立电动机轴向半域流体场以及温度场耦合求解模型,采用有限体积元法对多种拉筋结构方案下的电动机内流体场及温度场进行数值计算。通过对各方案下电动机定子铁心、定子绕组、机壳等部件温升特征以及电动机域内流变特性的比较分析,明确了电动机机壳拉筋对电动机内流体场以及温度场的影响规律,给出了机壳拉筋结构优化方案。     

挖掘机多路阀回转联阀口流场仿真分析

针对挖掘机多路阀回转联阀口部位采用CFD仿真的方法对阀口流道进行数值模拟。在Fluent软件中采用基于压力基求解模型、绝对速度公式方法和Realizable κ-ε湍流模型对多路阀回转联阀口流场进行稳态数值模拟,分析不同阀口开度、入口速度和出口负载下的速度和压力仿真云图,得到具体影响效果,并进行了相关的试验。结果表明:阀口开度的改变会显著影响阀口处流体的速度场和压力场的分布,阀口对流体具有节流作用,阀口开度越小节流作用越大;入口速度的变化对流体的速度场和压力场的分布影响不大,但是会明显影响流体的速度, 而对于压力大小的影响较弱;在 Fluent 仿真软件中,当设定边界条件为速度入口和压力出口时,对于出口压力,只改变压力的大小,对压力场分布基本不产生影响,最后通过试验验证了仿真的正确性。     

计算流体动力学数据传递

某高速飞行器在超音速飞行中,周围温度和压力会对其结构产生影响,热流固耦合分析可以量化这一影响.由于热流固耦合仿真对象为多物理场,所以流体动力学计算出的物理量导入结构场中需要进行数据传递.文中给出多物理场之间数据传递的推导过程和推导方法,最终实现对流体动力学计算出的数据在结构场中仿真模拟,量化温度场和压力场对结构场的影响.     

对夹式止回阀开启过程动态特性分析与改进

为研究对夹式止回阀流道的线型对流场规律的影响,对开启过程中的较高流速流体进行动态模拟。采用计算流体力学方法,建立了对夹式止回阀阀瓣运动方程、阀体优化方程及二维几何模型、阀内流场模拟控制方程,借助Fluent软件使用动网格技术及UDF程序,对改进前后模型的开启过程分别进行非定常流动的动态模拟分析,并对阀体结构进行改进设计,获得不同模型阀内流场的压力和速度分布规律。结果表明:改进流线后模型阀瓣开启过程阀内压力阶梯性降低幅值和负压区减小,阀瓣外边缘处流速突变减弱,阀内流道漩涡减少,阀门流阻系数降低,阀内流体流动更加稳定。研究结果可为止回阀结构的参数化优化设计提供参考。     

基于计算流体动力学的圆筒件内液体对流换热数值分析

介绍了对流换热理论基础,基于计算流体动力学仿真软件对圆筒件内液体对流换热数值进行研究,采用一阶离散化方法,对温度场、压力场和速度场进行分析,为解决复杂流体问题提供了依据。     

冷热流体湍性射流增压过程中的温度特性研究

基于计算流体动力学(CFD)软件STAR-CCM+对冷热流体湍性射流增压过程进行了数值模拟,运用大涡模拟湍性射流模型及Smqgorinsky-Lilly亚格子模型,对冷热流体湍性射流增压过程中容器内部速度场、压力场和温度场进行模拟,获得了速度、压力变化及温度分布规律,揭示高压容器增压过程中冷热流体混合的温度特性。从CAE的角度分析了高压容器增压过程中冷然流体混合的压强变化和温度分布不均的原因,为高压容器增压和内部温度均匀化提供理论依据。     

液压锥阀内部流场的CFD动态仿真

针对液压技术中广泛应用的插装型锥阀,建立三维模型.对锥阀阀芯开启和关闭的运动过程,应用CFD分析软件Fluent进行了仿真计算和可视化研究,给出了锥阀阀腔内的速度场、压力场分布.对比分析表明CFD动态仿真,可更准确地反映液压锥阀内部的流场情况.     

大型铸钢件三维充型过程数值模拟技术研究

本成果从流体流动与传热过程的结合上研究解决了目前的流动场计算方法在速度场、压力场、边界处理、流体进程计算自由表面处理等方面存在的诸项技术问题，并编制了铸件充型过程三维数值模拟软件和相应的后处理软件。三维计算软件由正个主程序和18个子程序构成，应用FORTURN语言编写，计3000句左右，主要功能包括：计算金属充型过程中三维瞬态速度场变化、压力场变化及金属波在型腔内的充填顺序；计算充型过程中及型胶充满后金属液和铸型的温度场变化，对铸件中可能出现的卷气、夹渣、冷隔、缩孔、缩松、V偏析和A偏析加以预测。后处理软…     

基于顺序耦合的火灾环境下气瓶热及力学响应数值模拟

火灾环境下,气瓶内流体介质的温度和压力及气瓶壁的温度不断地升高,可能导致气瓶爆炸。基于分区求解、边界耦合数值解法和流固耦合传热理论,采用计算流体力学软件FLUENT得到火灾环境的温度场、热流密度分布与气瓶的温度场及其内部介质的温度场、流场和压力场。然后根据顺序耦合思想,利用节点差值方法将FLUENT热边界无缝转化到有限元软件ANSYS中,继而进行热-应力分析,预测该钢质无缝气瓶爆破时间为6 min左右,对气瓶火灾应急方案的制定具有理论指导意义。     

基于ANSYS的MINISO紧凑型二通插装阀的仿真和分析

针对专利产品MINISO CV——经优化的二通插装阀,依照阀的实际结构和参数,对简化为轴对称的流场模型,应用CFD分析软件ANSYS-Fluent,进行了仿真计算,给出了阀腔内的压力场及速度场,并采用基于三维流场的可视化分析,定量分析了开口度大小及阀芯运动对阀内流量及压力的影响,为从机理上分析阀内的流动特性提供了更充分的依据。     

多孔机械结构的耦合应力分析

多孔零件———高温流体分配阀中的阀盘,其安装方式或支承条件对自身的应力分布影响很大,尤其在热力耦合问题中。在此基于有限单元法,建立了阀盘热力耦合分析的三维模型。在应力场的计算中引入了最小二乘法,从而以三次有限元计算求得温度场、位移场、应力场的耦合解,以改善计算精度。通过对阀盘在不同约束条件下的应力分析,为阀盘确定合理的约束方式提供了依据     

一种新型智能流量控制阀的研究

阐述了一种新型智能流量控制阀的设计方法、数值计算和实验验证过程.利用加权面积方法设计了配流板的通流面积,并用数值模拟的方法,计算和分析了阀内流体的压力、速度场的分布以及阀门阻力系数的变化.最后搭建实验平台,验证了阀门的流量特性.结果表明加权面积法适用于新型智能流量控制阀的设计.     

高速重载静压推力轴承润滑性能研究

以某高速重载数控5m立车的环形腔静压推力轴承为对象,对其润滑性能进行了研究,推导出静压承载力与油膜厚度的关系式。依据计算流体力学（CFD）理论,采用ANSYS ICEM CFD和ANSYS CFX软件对环形腔静压推力轴承内部流体压力场、温度场和速度场进行了仿真计算,通过改变油膜厚度实现对工作台承载变化的研究,得到了不同油膜厚度时压力场、温度场和速度场的变化规律,实现了高速重载静压推力轴承润滑性能预测。     

波纹管过流流场的数值模拟

为了研究液体火箭发动机试车时的推力测量问题,采用标准κ-ε湍流模型,以某流体为介质,对波纹管内部流场进行了数值模拟.通过数值计算得到了管内流场的速度分布、压力分布特性等,并将解析结果以可视化的速度场和压力场给出.本文所建立的数学模型和所使用的数值计算方法,可为推力研究提供一定的理论基础和经验.     

三级同心液压溢流阀噪声特性的CFD分析

为了改善广泛应用的三级同心溢流阀的噪声特性,按照实际阀的结构和参数,建立了锥形主阀内部流场的三维模型,应用计算流体动力学计算软件Fluent,对三级同心溢流阀模型的多种工况进行了仿真计算和可视化研究,给出了锥阀阀腔内的速度场、压力场分布图.在可视化分析的基础上对阀芯的结构做了改进,对比了3种结构不同阀的内部流场特性.结果表明,改进结构后流场中漩涡区的分布减小,最低压力得到提高,降低了气蚀和噪声发生的可能性.此研究工作为流道结构的优化设计提供了理论依据.     

某电液比例负载敏感多路阀滑阀的CFD数值研究

以LBF20型电液比例负载敏感多路阀的滑阀阀芯为研究对象,分析该电液比例负载敏感多路阀的工作原理及流量压力特性,建立以滑阀阀芯为中心的装配体,再通过CFD软件Fluent对三维流体域进行仿真,分析了不同阀口开度下流体域的速度、压力。研究表明:当进口速度与出口压力恒定时,随着阀口开度的增加,阀口处的最大速度值、最大压力值、进出口压差、射流角均逐渐降低;当进出口压差恒定时,随着阀口开度的增加,通过滑阀阀口的流量增加,流体域内压力变化梯度减小,减小了漩涡产生的可能性。研究结果对电液比例负载敏感多路阀系统的性能和结构优化具有指导意义。     

基于CFD技术的截止阀启闭时流场动态模拟

针对XYZ-100型稀油站所使用的J41H截止阀工作状态下流场特点,采用计算流体动力学(CFD)的方法对截止阀的流动情况进行动态数值计算,模拟出截止阀阀盘开启和闭合过程中阀体内部的速度、压力分布和压头损失。结果表明,CFD模拟阀体压头损失值和利用理论计算的阀体压头损失值吻合较好,通过CFD技术在模拟截止阀启闭过程中动态流动状况的应用,能够确定流体通过阀道时所产生的漩涡、水锤和死水区等水流状况,为阀道结构优化提供理论依据。     

双螺杆捏合机转子型线设计与数值模拟

利用曲面共轭原理建立双螺杆捏合机转子型线设计与螺杆转子共轭曲面啮合方程的数学模型,提出一种可对高黏度物料进行输送、混合及塑化作用的新型双螺杆捏合机螺杆转子型线,给出转子螺旋副组成齿型线参数方程,进行转子结构设计.建立双螺杆捏合机流场数值仿真模型,依据计算流体动力学理论,对非牛顿流体流动进行三维、等温稳态有限元数值分析,研究其在不同转速及中心距条件下流场压力场分布、速度场分布、最大切应力、物料流动速率等特性;依据流固耦合理论,求解捏合机内部流体和双螺杆转子结构耦合方程,研究不同工况下流体压力和扭矩对螺杆转子应力和变形影响的变化规律.研究结果为双螺杆捏合机转子型线、结构参数的设计以及工艺参数的合理设定提供理论依据.