带空气柱的旋流器内流场的数值和试验研究(英文)

针对d50 mm水力旋流器内流场,分别进行了基于CFD模拟的数值研究和基于PIV流场测试的试验研究。两种方法对空气柱的研究结果均表明,空气柱在0.7 s左右大致成形,且二者所得空气柱具有相似的特征。流场速度特性研究结果显示,在流场矢量图中,涡流被两种研究方法几乎在同一位置捕捉到;CFD模拟和PIV测试所得轴向速度分布结果也高度一致。用CFD数值研究的方法考察不同参数对流场切向速度和轴向速度的影响结果表明,旋流器内切向速度分布符合组合涡特征;给矿流量增大会使流速增大;增大锥角或者溢流口直径,会加快溢流的排出速度;而沉砂口的变化对流速的影响则很小。     

高速燃气喷涂枪用燃油雾化喷嘴结构参数优化

为开发出以航空煤油为燃料的新型高速燃气喷涂枪,需设计出高效的煤油雾化喷嘴.文中提出了一种双气流空气助力雾化喷嘴,并运用计算流体动力学（CFD）模拟技术计算了该喷嘴的气流场,分析了喷嘴主、辅气出口截面积比对雾化气流场分布的影响规律,发现主、辅气出口截面积比增大,气流的喷射锥角相应增大,最大速度减小.综合考虑喷射锥角和气流速度对雾化效果的影响,确定主、辅气出口截面积比在1.01~1.34范围内喷嘴雾化效果较好.利用高速摄像系统对优化喷嘴的喷雾形态进行了试验分析,发现拍摄到的喷雾形态和计算机模拟结果一致,具有良好的雾化效果.     

汽车空调出风口气流均匀性对冷却性能的影响

采用计算流体力学(CFD)的方法,研究了汽车空调出风口处气流均匀性对冷却性能的影响及其原因。考虑了太阳辐射和人体散热对流场的影响,模拟了2种流量相同而均匀性不同的冷却气流对车室的降温过程。通过对比2种冷却气流的冷却时间、流场组织和温度分布情况,发现均匀性好的冷却气流对车室的冷却性能更好,而且更有利于改善人体热舒适性。结合淹没紊动射流理论,从流体力学的角度分析讨论了产生这种不同冷却效果的原因。     

汽车覆盖件混合网格分析法

本文以大型浅拉延冲压件为对象，提出了一种混合网格分析方法，本方法用有限元定义应变，以变形流动度张量为基础，由单元边长求解其内部主应变，计算被测量部件的表面应变、应力分布情况。作为使用范例，本文选择了ＣＡ１４１汽车发动机罩，并根据其应变、应力分布区域特征澄清了发动机罩产生鼓动的机理，为该缺陷的消除或抑制提供了基本依据。     

赤泥分离沉降槽中心桶内停留时间分布的数值模拟(英文)

通过引入停留时间分布(RTD)和隔室模型,对赤泥分离沉降槽中心桶内流场流形开展数值模拟研究。结合实验结果,建立沉降槽中心桶的3D计算流体力学(CFD)模型。结果表明:在中心桶内存在复杂的流形,进料流量和中心桶的径高比对中心桶内流场流形有重要影响。通过进一步的优化实验,中心桶内死区的体积分数可减少10.8%,混合区的体积分数可提升6.5%。结合数值仿真模型计算和停留时间分布分析方法,该数值模拟可以应用于赤泥沉降槽中心桶的设计、评估以及优化。     

冷芯盒设计经验介绍

介绍了冷芯盒的3种排气方式:排气塞排气安装灵活机动,但芯盒维护和保养不便;顶杆间隙排气的排气效果好,但使用场合有局限性;排气槽排气只能排出分盒面的气,对憋在盒腔凹槽深腔处的气体无能为力。冷芯盒的密封除了射嘴处和分盒面要密封外,对于一盒多腔的芯盒,应该将每个芯腔分别密封,特别需要注意的是定位销、复位杆处也需单独密封。以81D的进排气道冷芯为例,介绍了冷芯盒射嘴的布置,指出在布置冷芯盒的射砂嘴位置时,虽然可以参考同类型的芯盒,但是一定要仔细分析气流的走向,为了使射砂时砂流充盒充分,并防止芯盒凸出部位磨损,射嘴的位置要尽量避免砂流直接冲到芯盒的凸出部分、芯盒的斜面和抽芯棒。     

小型风洞放气特性的数值计算及试验研究

为了研究小型风洞瞬时放气的工作性能,通过数值计算和试验对风洞的放气特性进行研究。建立了风洞放气模型,并进行了数值计算,结果表明:在声速放气过程中,容器内压力以指数方式减小,风洞出口质量流量梯度较大;在亚声速放气时,容器内压力以近似二次曲线减小,风洞出口质量流量近似线性减小。在风洞试验段内设置试验模型进行放气试验研究,试验结果与数值计算结果吻合良好,验证了数值计算的正确性。     

烧结电除尘器气流分布板表面喷涂材料的选择

对普通低碳钢气流分布板进行表面喷涂处理,达到增强分布板耐磨性,进而提高分布板使用寿命的目的.通过化学成分、硬度、耐磨性、结合强度等方面的分析比较,最终确定用铁基喷涂粉作为烧结电除尘器气流分布板的表面喷涂材料.     

Optimum design of flow distribution in quenching tank for heat treatment of A357 aluminum alloy large complicated thin-wall workpieces by CFD simulation and ANN approach

Based on the computational fluid dynamics (CFD) method, a quenching tank with two agitator systems and two flow-equilibrating devices was selected to simulate flow distribution using Fluent software. A numerical example was used to testify the validity of the quenching tank model. In order to take tank parameters (agitation speed, position of directional flow baffle and coordinate position in quench zone) into account, an approach that combines the artificial neural network (ANN) with CFD method was developed to study the flow distribution in the quenching tank. The flow rate of the quenching medium shows a very good agreement between the ANN predicted results and the Fluent simulated data. Methods for the optimal design of the quenching tank can be used as technical support for industrial production.     

Three-dimensional fluid flow model for gas-stirred ladles

A three-dimensional mathematical model has been developed to simulate the fluid flow phenomena in gas-stirred ladles. It can predict the velocity profile and flow pattern of the liquid and the gas bubbles. The two-phase fluid flow phenomena were analyzed by using the SOLA-SURF technique supplemented with the K-e two-equation turbulence model. The interactions between the gas bubble motion and the liquid flow were also considered. The movements of the gas bubbles were calculated and the extent of the plume zone determined. The effects of various design/operation conditions, such as gas flow rate, location of the porous plug, and addition of an immersion hood, can be evaluated. Flow intensity and stirring ability increase with increased gas flow rate. The dead zone near the bottom corner of the ladle exists whether the porous plug is centered or off-centered; this problem only slightly improves when gas flow rate is increased. Addition of an immersion hood not only provides a slag-free and protective atmosphere inside the hood, but also reduces the dead zone.     

Influence of die geometric parameters on plastic flow of layer composites during extrusion process

An analysis of the co-extrusion of layered composite (core–sleeve system) using various dies (mainly convex dies) is presented in this study. In order to determine the influence of the die geometry on the flow pattern of layered composite, experimental studies using metallic modelling material were carried out. The initial composite materials (billets) with different volume fraction of the components, their various arrangements in the billet, different yield stress ratios and extrusion ratios were applied. Based on the analysis of the grid distortion, the range of deformation zones and relative velocity distribution in the outlet region, the best convex die geometry in comparison with others has been proposed. Based on the experimental study, the dependence of maximum extrusion load on the angle of the die was determined. The results showed that using convex dies with a specific geometry selected for a layer composite cause, among other things, better equalisation of particle velocity in a die outlet.     

应用CFD-DEM耦合模拟计算排泥管及法兰连接处固液两相流

对于管内固液两相流数值模拟,一般的做法是将固体颗粒相视为拟流体,采用多相流的CFD方法计算,这难以体现固体颗粒形状大小、碰撞、凝聚和分离等特性.选取常规的两段管径为0.7 m水平排泥管道和一个连接法兰段作为研究对象,运用CFD软件ANSYS-FLUENT模块与离散元软件EDEM耦合求解排泥管内及法兰连接处固液两相流.计算的来流速度为5.0 m/s,固体颗粒密度为1 300 ~2 300 kg/m3,固体颗粒入口体积率为10%~30%,粒径在20~60 mm范围内随机变化.因加工和安装的问题导致在管道法兰连接处存在凸出或凹进不平顺的情况.计算得到了在不同的法兰连接状况下的固液两相流场、固体颗粒轨迹和固相体积率分布等结果.     

基于PLC控制的湿式喷砂机研究与设计

针对传统干式喷砂粉尘污染严重、喷砂效果不均匀、生产效率低下等问题,设计一种基于PLC集中控制的湿式喷砂机。新型湿式喷砂机以压缩空气为驱动力,通过高速磨液射流的冲蚀磨削作用,实现强化工件表面、改善应力等工艺要求。通过CFD仿真优化了湿式喷砂机主要参数,通过方案改进解决了喷砂加工不均匀性问题,通过PLC控制器实现了喷砂加工自动控制问题。实际测试表明:经湿式喷砂后,粗糙度达到原有生产工艺要求,表面残余应力分布均匀一致,显著优于传统干式喷砂效果。湿式喷砂有效消除了传统干式喷砂存在的粉尘污染等问题,操作简单方便,运行稳定可靠,兼具操作便利和应用经济性等优势,可广泛应用于金属工件的表面强化与改性处理等方面,具有较高的应用推广价值。     

负压式引液阀结构设计及优化

利用流体力学原理设计一新型负压式引液阀结构,阐述了负压产生机制,并利用FLUENT对阀体结构进行了优化。结果表明:所设计的负压式引液阀进气口距收缩口的距离越小,其所产生的真空吸附压力越大,但阀体内部流场紊流现象严重,部分压缩空气会反向流入吸附腔室,因此建议进气口距收缩口的距离为阀体内腔轴向长度5/8倍左右为宜;同时,收缩口与阀体流道轴线夹角越大所产生的负压越小,但夹角较小时,所产生的流阻也相应增加,且难于加工,因此建议收缩口与阀体流道轴线夹角取值30°。     

真空压铸的发展

真空系统是压铸过程中排除气体的最有效的方法之一。然而，真空压铸的发展几经起伏，现在则发展到一个新的阶段。从模具中抽出气体是几种抽气方法中较为简便的一种。真空气道的设计与常规气道则有所不同     

基于CFD的充填管道固液两相流输送模拟及试验

为解决和睦山铁矿充填料浆的管道自流输送问题,采用固液两相流理论和计算流体动力学(CFD)方法,建立充填料浆在管道中自流输送的两相流控制方程;利用Gambit构造实际管道的三维网格模型,在Fluent的3D解算器中进行数值模拟。通过分析管道输送的阻力损失和弯管部分的受力情况,获得料浆输送的最佳浓度和流量。料浆坍落度试验、自然沉降试验以及现场工业输送试验验证了数值模拟结果的可靠性。研究结果为该矿即将投入使用的永久充填系统运行参数的选取提供了重要的依据。     

吸污车气路系统工作特性分析

设计以气动隔膜泵为主要核心工作部件的吸污车气路系统。根据吸污车整车对气路系统的设计要求,对气动隔膜泵进行了选型设计。建立以NDP-40BPT气动隔膜泵为核心的吸污车气动系统AMESim仿真模型,分析节流阀的开度、气源压力和温度变化对气动隔膜泵进、排气流量和压力的影响。研究结果为优化和设计吸污车气路系统提供了依据。     

面向液体力学的基质板烘干三维流场仿真研究

水稻育秧基质板是用废弃秸秆粉碎后压制而成,可以有效减少因其焚烧而造成的环境污染。但由于基质板在烘干过程中,存在烘干效率低,且烘干不均匀的现象,所以现提取局部干燥空间,采用CFD技术模拟基质板周围空气的运动规律,探讨不同出风口的形状及摆放对空气速度分布的影响,通过详细对比选取不同出风口时基质板周围空气的速度分布云图,得到当出风口尺寸为8×230 mm且与基质板长方向垂直时,基质板周围空气速度分布最好,几乎无零速区,分析证明了本研究技术能够节省研究成本,提高基质板的干燥质量。     

Optimization of Gating System Design for Die Casting of Thin Magnesium Alloy-Based Multi-Cavity LCD Housings

High-pressure die casting is the preferred process for manufacturing Mg-alloy components used for numerous applications. High-pressure die casting is suitable for mass production and has the advantage of also being suitable for accurately fashioning objects of complicated shapes. One disadvantage of high-speed die casting is the occurrence of defects such as shrinkage or air entrainment. Gating system design must be very effective in actual manufacturing facilities to avoid the occurrence of such defects. The objective of this study is to present a methodology for obtaining optimal designs of 4-cavity thin electronic component housings. The fluid behavior and amount of air entrainment caused by the overflows and air vent designs were analyzed using a computer fluid dynamics (CFD) simulator. The effectiveness of the proposed system was demonstrated through CFD simulations and experiments using an actual manufacturing process. Also, the effect of vacuum systems on the porosity and mechanical properties of the castings was studied. The volume of porosity in the casting was found to be significantly reduced using vacuum assistance during die casting. As a result, the tensile strength and the elongation of the die casting products are improved.     

基于Moldflow的充电器底座注射成型流动分析

利用Moldflow软件对充电器底座注射成型过程中最佳浇口位置和流动情况进行分析,确定了最佳浇口位置,分析了熔体流动的填充时间、前沿温度、体积剪切速率和压力分布变化情况,气穴和熔接痕位置。通过模拟结果找出缺陷产生的原因,改善工艺参数。