调节阀内部流场的动态模拟及优化分析

运用动网格技术对调节阀关闭过程中不同开度的内部流场进行了动态数值模拟,基于数值模拟结果分析了阀门的流动特性,并与试验结果进行比较,结果表明与试验数据十分吻合。此外,对流场中的流线、漩涡和压力分布等参数进行分析,从考虑减小流场中漩涡的范围和减小能量损失为目的对阀门流道进行优化构思,为调节阀的优化设计提供可靠的依据。     

基于CFD数值模拟的汽车排气系统结构分析

采用台架试验与计算流体力学（CFD）数值模拟相结合的方法,对某款汽车排气系统进行结构优化,以降低其排气背压.根据台架试验结果,划分了原排气系统中紧耦合催化转化器、二级催化转化器、主消声器和副消声器等各部件对整个排气背压的贡献量.通过CFD数值计算,详细分析了原排气系统中的流动特性,找到各部分排气背压的产生原因.结合台架试验和CFD的分析结果,对原始方案进行了针对性的结构优化.优化方案的排气背压比原始方案的排气背压平均下降了40%左右,最大排气背压由原来的90 kPa下降到改进后的51 kPa左右,达到了设计要求.     

多级离心泵内部流场数值模拟与节能技术研究

采用计算流体力学数值模拟Flunet 6.3.26分析软件,选取标准κ-ε湍流模型和SIMPLE算法模拟了D450-60×7型多级离心泵节能优化前后泵内流道三维湍流数值,并对比分析了采集实际工况运行数据.结果表明,优化后的多级离心泵叶轮和导叶内部流场分布更趋均匀合理、效率高、节约能源,与实际吻合,并验证了该软件的有效性,为改型优化提供了理论依据.     

一种新型调节阀结构介绍及流场分析

调节阀在汽轮机流道结构的入口流量控制中起重要作用。随着汽轮机效率的不断提高,对调节阀效率的要求也越来越高。但现有调节阀在使用中存在很多流动问题,如阀头边界层分离、肾型涡结构与阀头后高湍动能区等。这些因素对进一步提高调节阀的流动效率提出了挑战。本文从阀头和阀座的结构分析入手,研究调节阀的内部流动特性,找出影响调节阀流动效率的关键因素。新型调节阀的计算结果表明,改进后的调节阀结构使得阀通道内的流动状态得到有效改善,调节阀的全压损失系数明显下降。     

超临界600MW汽轮机调节阀流场三维定常数值模拟研究

分析了超临界600MW汽轮机调节阀阀腔进口、阀腔顶端、阀座进口、阀座收缩段、阀座喉部、阀座渐扩段、阀座出口、阀碟等关键部位分别在调节阀（GV）的100％、50％和30％开度下的流动特性。     

车用催化转化器流场的数值模拟

本文用当量连续法建立了蜂窝载体的流体力学模型 ,并用CFD软件对整个催化器的流场进行了稳态流动数值模拟。模拟结果显示 :气流在圆锥管壁面附近出现了分离并产生较强的扰动 ,造成气流局部压力损失和载体前气流速度分布不均匀 ;此外 ,扩张角越大 ,催化器流速分布不均匀性和压力损失越大 ,但当扩张角增大到一定程度后 ,扩张角对流速分布和压力损失的影响变小。     

三通调节阀热冲击过程数值模拟

应用CFD软件FLUENT对运行过程中的热冲击试验系统的三通阀进行了热冲击过程模拟计算,采用Realizable k-ε模型,分析了流场参数分布情况。通过模拟结果分析了承受热冲击的主要部位,针对其易磨损发生泄漏的问题,提出了优化改进方案。     

生物制氢反应器流场的数值模拟

将CFD技术应用于生物制氢反应器的数值模拟和流场分析,基于标准紊动能.紊动能耗散率(k-ε)方程求解,得到详细的流场信息;比较不同桨槽径比和不同搅拌转速下的流场,分析流场变化对生物制氢工艺的影响.结果表明,桨槽径比为0.6的PBT桨能够产生合理的径向速度分布使微生物与底物充分接触,输入的能量大多耗散在搅拌桨附近,适合生物制氢反应器的工艺需要.通过计算得到了不同转速下的反应区入口流量和扭矩,对进一步研究生物制氢反应器的工业化应用和运行控制有一定参考价值.     

基于CFX的调节阀空化数值模拟及结构优化

为减少某核电站调节阀最高运行参数工况下的空化损伤,基于CFX软件采用多相流模型和空化模型对结构优化前后的调节阀的空化情况进行数值模拟,分析了阀门内部不同结构对空化区域分布和空化程度的影响.结果 表明:作为关键部位的阀芯密封线处易受空化损伤;优化后的阀门结构可以使阀芯密封线处的空化发生一定的转移,有效降低了阀芯密封线附近的空化率,保护了阀芯密封线的完整性.     

310MW核电汽轮机调节阀的振动计算分析

３１０ＭＷ核电汽轮机调节阀的振动计算分析邓作淮我国首台秦山核电３ｘｌＯＭＷ汽轮机的主汽间与调节问是向西屋公司外购的，是该公司六十年代设计的产品。它曾用于西屋公司中小功率核电机组上。１９９２年４月，秦山机组进入１５０ＭＷ（间开度２０％）调试运行时发生异...     

90°交叉弯管混合流场的数值模拟与分析

从基本的数学模型出发,描述了弯管流场的分布规律。采用FLUENT 5.5商业软件对90°交叉弯管内水的温度场进行了模拟求解,并讨论了小管位置与管径的变化对大管内混合流场的影响。结果表明:管路的出口平均温度随小管入口Re数的增加而增大,但增大的趋势逐渐趋缓;小管的不同位置也会影响管路中流场的混合和传热效果,建议其α角在45~60°之间,在此范围外,传热效果变差,并且出口会有明显的温度分层现象。     

Numerical simulation of flow field and temperature separation in a vortex tube

A numerical analysis of flow field and temperature separation in a uni-flow vortex tube type is described. Effects of the turbulence modeling (k–ε model and ASM), numerical scheme (hybrid, upwind and second-order upwind) and grid density on calculation of energy separation in the vortex tube are also conducted. It is found that the calculated results are in reasonably good agreement with the experimental data for both the static and total temperatures; the use of the ASM improves slightly the accuracy of the predictions than that the k–ε model. It is also observed that larger temperature gradients appear in the outer regions close to the tube wall for the static temperatures and the separation effect or the difference of the total temperature is high in the core region near the inlet nozzle. The maximum total temperature in the field is visible at the axis location of x/D_o between 0.5 and 1.0 for the ASM.     

水力旋流器流场的数值模拟研究

用计算流体力学软件FLUENT，采用RSM模型对油水分离用水力旋流器的流场进行了数值模拟。模拟结果表明旋流器流场呈Rankine涡的特点，且与他人实验结果吻合较好，说明该湍流模型和算法是可行的；旋流器上游区内流体紊流现象严重，两侧有循环流存在，这都对两相分离不利，应改进结构以改变这种流动形式；另外还对油-水两相流场进行了研究．初步揭示了液-液两相分离的现象，这都为进一步研究旋流器的结构优化提供了参考。     

带有射流控制的新型扑翼获能特性数值模拟研究

为了研究扑翼的获能机理,以NACA0012为基准翼型提出了一种添加射流控制的扑翼获能装置,并基于动网格技术进行了数值计算,研究了当雷诺数Re=13 800时射流位置、射流方式等关键参数对扑翼获能效率的影响规律。结果表明,与原型扑翼相比,添加射流控制能够有效提升扑翼的获能效率。另外,采用射流速度遵循正弦规律的新型射流控制方式不仅能增强扑翼运行结构的稳定性,而且能在一定程度上提升扑翼的获能效率。     

Numerical simulation analysis of the performance on the PEMFC with a new flow field designed based on constructal-theory

The design of the flow field structure has an important impact on the performance of PEMFC. An excellent design of the flow field will optimize the gas-liquid distribution inside the fuel cell, and enhance the diffusion of the reactant gases while reducing problems such as water flooding or uneven mass transfer of reactants, thus improving the overall performance of the cell. A new form of flow field based on the design ideas of Constructal-theory and Murray's Law was proposed in this paper. In this study, the PEMFC with the new and conventional flow fields were compared under the same conditions, and it is proved that the cell with the new flow field has a more balanced performance on output power and global pressure drop in contrast with conventional flow fields. In this study, the output power density of the PEMFC with the new flow field increased by an average of 1.35% compared to the PEMFC with Parallel flow field and Single Channel Serpentine flow field, and the pressure drop was reduced by 47.67% and 90.06% respectively compared to the PEMFC with the Single Channel Serpentine flow field and Double Channel Serpentine flow field. Meanwhile, the distribution of current density characteristics in a PEMFC with the new flow field was investigated and optimization of its structure size is analyzed. The reason for its non-uniform distribution of current density was revealed in this study, and an improvement scheme was proposed to improve the uniformity of current density, and the results of structural optimization research will have a certain guiding effect on practical applications.     

燃烧器燃烧流场与污染物排放的数值模拟

针对一种新型燃烧器,利用FLUENT软件,对其内部三维燃烧流场进行了数值模拟.计算采用RNGk-ε双方程湍流模型、PDF燃烧模型以及离散坐标辐射传热模型,液体燃料采用颗粒群轨道模型,模拟了不同过量空气系数和不同负荷工况下的燃烧流场,并对NOx排放进行了预测.根据所得到的模拟结果分析了影响燃烧的因素,为此新型燃烧器的研制提供了理论指导.     

Numerical simulation of integrative flow field for hypersonic vehicle

Introduction'The development of hypersonic vehicles isemphasised by many countries because of 'theirpotential capabilities in aerospace area. AccuratePredichon for the aerodynalnic characteristics in a widerrange of each number is critical in the shape designprocess for hypersonic Vehicles. The integhaon designof fuselage and engine must be considered:for theairbreathing engine; because it is difficult to taclde theichow and the outflow separately in some situations,and without the integhaon…     

燃气轮机回流式燃烧室内两相流动数值模拟及分析

利用流体分析软件STAR—CD对某回流式燃气轮机燃烧室的内部流场进行了三维冷态数值模拟及两相流反应数值模拟。建立了燃烧室的三维计算几何模型及计算网格,计算了燃烧室的单相流场及喷雾两相流场。在计算中气相采用N-S方程求解,采用高雷诺数κ-ε湍流模型及SIMPISO算法;液相采用Lagrange法处理,采用颗粒群轨道模型。根据计算结果进行流动分析,为进一步进行燃烧室内部燃烧过程的数值计算分析及改善燃烧室的结构设计、降低排放奠定了基础。     

空冷单元内加装导流装置后内部流场的数值模拟

针对某厂600 MW直接空冷机组空冷单元翅片管近壁面处上部空气流速低的情况,根据该厂空冷单元的实际尺寸建立了空冷单元及内部导流装置模型。利用计算流体力学软件,对加装导流装置前后空冷单元内流场进行了模拟分析,并对导流板的安装位置和尺寸进行了优化调整。数值模拟和计算分析的结果表明,加装导流装置后,空冷单元内空气流动低速区范围缩小,并且在靠近翅片管处空气速度也有一定的提高,为该厂空冷单元的设计优化提供了理论参考。