灯泡贯流式水轮机转轮内流场的研究

基于环形叶栅理论建立转轮叶片三维模型。采用FLUENT软件对转轮叶片进行了三维定常湍流计算,数值模拟了转轮内部三维湍流流场,得到了叶片表面压力云图、速度矢量图和叶片进出口边附近压力分布图,并估算出水轮机水力效率。结果表明采用环形叶栅理论建立的贯流式水轮机叶片具有可行性。     

灯泡贯流式水轮机转轮内流场的研究

基于环形叶栅理论建立转轮叶片三维模型。采用FLUENT软件对转轮叶片进行了三维定常湍流计算。数值模拟了转轮内部三维湍流流场,得到了叶片表面压力云图、速度矢量图和叶片进出口边附近压力分布图,并估算出水轮机水力效率。结果表明采用环形叶栅理论建立的贯流式水轮机叶片具有可行性。     

贯流式水轮机三维非定常流DES数值模拟

以某水电站为研究对象,建立包含贯流式水轮机的全流道数值模型,基于不可压缩瞬态N-S方程,进行了三维非定常流研究。将全流道定常计算的结果作为初始流场,应用分离涡模型(DES)和滑移网格技术,进行了水轮机动静干扰的非定常湍流数值模拟,得到了全流场的瞬时压力分布和湍动粘度分布,转轮室进出口处的瞬时涡量分布,捕捉到水轮机转轮室进出口处复杂的三维动态涡结构。研究工作对于探讨水轮机涡激振动形成的机理具有一定的参考意义。     

基于CFX数值模拟的水轮机转轮叶片优化设计

介绍了水轮机转轮的优化方案,基于ANSYS-CFX11.0仿真软件对混流式水轮机转轮叶片的三维流动及能量分布进行了数值计算、模拟仿真,重点对削薄后的转轮叶片进行了数值模拟和分析。     

基于ANSYS的水轮机转轮流固耦合分析

为了得到水体作用下的混流式水轮机转轮的应力分布规律和变形特征,应用ANSYS有限元分析软件,采用流固耦合分析方法对某混流式水轮机转轮进行了分析。通过建立全流道分析模型,得到了转轮叶片上准确的水压力分布。将流场计算结果应用到结构场中,对转轮不同工况下的刚、强度进行了计算,得到了转轮精确的结构应力和变形。计算结果表明,该转轮在水体作用下最大应力值小于材料许用应力,能够满足强度设计要求;变形量小于设计预留间隙值,保证了转轮在运行时不会与止漏环内表面刮擦,从而引起止漏环脱落;转轮部件的应力数据对准确评估转轮使用寿命具有一定的实际意义。     

水轮机转轮准三维反问题设计及流场性能分析

为设计出高质量的水轮机转轮叶片,确保机组运行时各项性能指标良好,在某小型混流式水轮机的转轮设计中,采用准三维反问题设计方法获得了叶片翼型的形状及尺寸数据并建立了转轮模型,再通过对机组全流道的流场性能分析以及效率和出力计算,得到了机组内部流态顺畅且效率和出力均满足要求的研究结果。研究表明,以转轮流场状态为依据的准三维反问题叶片设计,能有效实现机组转轮与电站水文参数条件的良好匹配,进而达到提升机组效率和稳定性的目的。     

部分负荷下混流式水轮机转轮叶片变形对流场的影响

将CFD流动分析软件与结构刚强度软件有机结合,对混流式转轮在不同工况下的流动进行分析。通过程序将流场参数加载到结构分析软件上,对变形后的叶片再次进行网格划分流场计算,并计算出混流式转轮叶片上的应力和变形,详细分析了转轮变形后的流场,达到了真正意义上的流固耦合。研究结果表明:最大应力发生在转轮叶片的出水边与上冠的连接处,应力集中较明显,易于发生疲劳破坏。产生最大变形的部位是转轮叶片的出水边与下环的连接处,且从上冠到下环变形量逐渐增大,即此部位就是叶片振动的敏感区域;转轮变形后对水轮机内部流场的影响表现在叶片进口边头部压力增大,叶片出口边靠下环处流速增大、压力下降,空化性能降低。变形后的流场使得尾水管内部的涡带产生、紊动加剧,说明叶片变形后对水轮机内部流场的影响是引起水轮机裂纹和振动的真正原因。     

混流式水轮机转轮优化设计及CFD分析

为了解决某小型水电站的混流式水轮机部分工况压力脉动大,空化、磨损严重的问题,对原水轮机进行了深入研究,并在原水轮机转轮的基础上研制出了新型的、适合该电站运行工况的水轮机转轮,对水轮机转轮进行了更换改造。对新型转轮和原转轮进行三维建模,分别与其余过流部件组装成水轮机全流道。采用ICEM进行网格划分,利用CFX软件,基于RNGκ-ε湍流模型,对原始全流道和改造后的全流道进行了数值模拟计算,通过计算结果分析转轮改造后水轮机内部流动以及外特性的变化,预估改造后水轮机的实际运行效果。     

泵-水轮机转轮内部泵工况含沙紊流分析及磨蚀预测

本文基于N-S方程和两相紊流的κ-ε-A_p模型。采用贴体座标系和交错网格系统,对泵-水轮机转轮内部泵工况含沙两相紊流进行三维数值模拟。对于设计工况和偏离设计工况分别分析其两相紊流特性,得出了转轮内部流场、压力场的分布。并基于颗粒相速度分布用实验模型预测了磨蚀率。     

泵—水轮机转轮内部泵工况含沙紊流分析及腐蚀预测

本文基于Ｎ－Ｓ方程和两相紊流的Ｋ－Ｅ－Ａｐ模型，采用贴体座标系和交错网格系统，对泵－水轮机转轮内部泵工况含沙两相紊流进行三维数值模拟。对于设计工况和偏离设计工况分别分析其两相紊流特性，得出了转轮内部流场、压力场的分布。并基于颗粒相速度分布用实验模型预测了磨蚀率。     

涡轮叶片电解加工的流场仿真分析

涡轮叶片是航空发动机中的重要零件,主要加工方式是电解加工。基于电解加工流场理论,建立涡轮叶片的三维模型和电解加工的流场模型。应用COMSOL Multiphysics软件对涡轮叶片电解加工进行流场仿真分析,研究流场的分布及特性,分析不同加工间隙和不同电解液压力对流场的影响。通过分析,得出涡轮叶片电解加工时加工间隙、电解液压力与流场流速之间的关系。     

基于Fluent的微型排气回收高效节能涡轮设计

微型涡轮是气缸排气能量回收转换装置的核心部件。为了分析不同工作条件下微型涡轮所受压力、扭矩以及蜗壳内的流场分布情况,通过实验及Fluent仿真模拟,深入研究了不同涡轮叶片数量、不同风帽形式下对微型涡轮叶片表面分布压力、扭矩及蜗壳内流场分布情况的影响规律,进而设计一种使涡轮叶片所受压力均匀,产生大扭矩的微型涡轮结构,并给出了涡轮叶片数量与所受压力及所输出扭矩的函数关系,为进一步微型涡轮发电系统集成奠定了理论基础。     

1+1/2对转涡轮的气动设计与分析

主要进行的是1 1/2轴流式对转涡轮的气动设计研究。发展了1 1/2对转涡轮的设计体系,采用基于流线曲律法的可控涡方法对1 1/2对转涡轮进行S2流面的设计,对叶型设计方面的工作进行了探索,在传统的参数法叶型设计程序的基础上发展运用bezier曲线进行叶型优化,并采用商用CFD软件开展对转涡轮S1流场和全三维粘性流场的数值计算。     

太阳能真空管热管式集热管温度场及流场分析

在真空管热管结构分析和边界条件合理假设的前提下,建立二维数学模型;利用FLUENT软件模拟管内热量传递过程,并揭示其温度场和流场的分布规律,分析温度场和流场的影响因素,为今后的真空管热管集热器的设计和优化提供理论依据.     

三叶片直线翼垂直轴风力机非定常流场速度分析

垂直轴风力机在回转过程中,叶片尾流的相互干涉和叶片攻角变化,使垂直轴风力机周围流场异常复杂。为探明直线翼垂直轴风力机在二维流场中速度分布及风力机叶片迎风角度变化关系,在风洞试验中采用激光多普勒测速仪(Laser Doppler velocimetry,LDV)技术,对所设计的三叶片直线翼垂直轴风力机流场风速进行试验研究,获得了该风力机叶片周围流场的速度分布情况。在建立直线翼垂直轴风力机在不同转速下叶片迎风角度变化的数学模型基础上,应用仿真软件对被测风力机流场进行分析计算。通过数学模型得知,来流风速夹角随回转角的变化情况可用正弦函数近似表示, 并且随着叶尖速比的增大逐渐减小。风洞试验和CFD结果表明,风力机在回转过程中,叶片前缘场域有乱流生成,并且该域风速值偏大;而在叶片旋转内部以及下流区域内会形成一个宽大的低速区域,并且伴随叶尖速比的增加,低速区域具有扩大趋势。     

风力发电机叶片三维模型重构及气动特性分析

风力发电机叶片形状直接影响风力发电机气动性能,根据风力发电机叶片特点规划测量路径,采用三坐标测量机（CMM）对风力发电机叶片表面进行测量,提取表面的三维点云数据.对点云数据进行分组和处理,在Pro/E中生成叶片的三维几何模型.在Fluent软件中对叶片翼型进行了不同攻角的气动特性分析,得到了不同攻角下的流场分布情况.     

CFD在涡轮排气管增压器流场分析中的应用

本文借助三维数值模拟软件Numeca,建立了涡轮排气管增压器涡轮机的网格模型,对涡轮排气管增压器(即增压器与排气管集成)的涡轮及排气歧管内部流场分布情况进行了稳态模拟。结果表明:涡轮排气管各进出口的总压差分布不均,以2#进口进气时总压损失最大,此外,对涡轮内部流场及温度场也进行了分析,流场及温度场整体分布比较均匀,流场局部还存在一定的改善空间。可见,CFD技术对于优化涡轮增压器涡轮及排气管的设计,改善增压器性能具有很好的指导意义。     

变攻角垂直轴风力机三维定常流场数值模拟

应用Fluent软件求解三维定常不可压N-S方程,采用k-ε湍流模型和SIMPLE算法,结合MRF复合坐标系技术,模拟垂直轴风力机（VAWT）的流场特性.获得并分析了不同攻角下的速度场、压力场分布,得到风轮叶片压力分布和转矩值.结果表明绕流场模拟能有效地反应风力机不同攻角下的流场状况,可为垂直轴风力机的工程设计提供理论依据.     

基于耦合传热的涡轮增压器涡轮箱有限元分析

基于涡轮增压器涡轮箱传热机理,采用专业CFD软件和FEM软件分别建立了涡轮箱流体区域和固体区域网格仿真模型。在流体域建立多重旋转坐标系,精确计算出涡轮箱流场、壁面传热系数及温度。应用流固耦合的仿真方法对涡轮箱进行耦合传热分析,得到涡轮箱固体域的温度场并对其进行热应力分析。与实验结果对比发现,仿真模型的温度场符合实际涡轮箱温度分布,最大误差仅为3.3%。该涡轮箱耦合传热模型具有较高的精度,为涡轮增压器的设计优化提供了依据。