三元催化转化器内部流场的数值模拟

随着计算机技术的发展,数值模拟已经成为研究三元催化转化器的重要手段。本文在考虑冷态流场分布及将尾气看作空气做湍流的基本假设下,运用数值模拟软件FLUENT,采用四面体混合型网格,选取k-￡模型、多孔介质模型和质量入口等边界条件,建立了三元催化转化器的物理与数学模型,对三元催化转化器内部流场进行了数值模拟研究,获得了其内部压力场、湍动能及速度场的分布状况。研究结果表明,在扩压管附近、收缩管内壁和衬垫外壁之间均形成涡流区;三元催化转化器出口处速度场急剧变化,造成能量较大损失,因此要注重三元催化转化器扩压管与收缩管锥角的设计。随后运用所建立的模型对不同扩压管与收缩管长度下的三元催化转化器内部流场进行模拟,得出该工况下最优的三元催化转化器尺寸为收缩管长21 mm,扩压管长33 mm,并验证该尺寸下三元催化转化器工作状态较优。     

塑化过程螺槽中三维流场的数值模拟

采用CROSS模型表示聚氯乙烯(PVC)的黏度特征,使用POLYFLOW软件数值模拟了塑料注射成型机螺杆计量段螺槽中熔体在塑化过程的三维等温流场,求解和分析了3条参考直线、yz截面和xy截面上不同时刻螺槽中的压强场、速度场、剪切速率场和黏度场,数值计算的结果表明:在螺棱附近区域物料的剪切速率大,物料剪切稀化作用增强,物料黏度减小。并采用粒子运动轨迹示踪的方法研究了塑化过程中注塑机粒子运动轨迹。得知塑化过程中注塑机粒子运动轨迹比挤出机复杂得多,有三种典型的运动方式:一部分粒子边旋转边向负Z方向运动、另一部分粒子在旋转的同时先向负Z方向运动后向正Z方向运动,还有一部分粒子和边旋转边向正Z方向运动。     

微通道内不同挡板结构液液混合的数值模拟

微通道内的流场规律是微反应器内部结构设计的基础,它对液液非均相的混合效果起决定作用。运用流体力学软件(FLUENT)对具有不同挡板结构的微通道内的流场进行数值模拟,分析微通道中流场的流动特点。通过对液液非均相的混合过程中的非定常计算,得到了不同挡板结构与混合时间及压降之间的关系。此方法不仅可用于优化微通道内部结构设计,同时也能为其他类型混合设备的优化设计提供了一定的理论参考。     

数值模拟喷嘴对多级多尺度液柱塔内部流场的影响

为了探索不同喷嘴对液柱塔的影响,本文希望以新型的多级多尺度液柱塔为研究对象,利用流体力学软件CFD模拟压力旋转和扇形雾化喷嘴,找出它们影响塔内流场分布的规律.以雷诺时均的奈维-斯托克斯方程(N-S)为基础,采用Lagrange离散相模型,预测喷嘴对气体流场分布的影响.数值模拟与实验结果表明,在压力旋转和扇形喷嘴组合使用条件下,浆液喷淋对烟气具有明显的整合作用,防止气体撞击,避免了雾沫夹带现象.模拟液气比与实验值的误差为4.6%,证明模拟液柱塔的模型比较实用.由于在模拟过程中忽略了内部构件对气液运动轨迹的影响,所以模拟结果存在一定的局限性.尽管模拟结果与实验数据有一定差距,但二者显示了相同的现象.尤其是通过颗粒轨迹的模拟研究之后,可以清楚地看出单级喷嘴存在的缺陷,为液柱塔喷嘴选择提供了重要的参考依据.     

空调车室气流流场和温度场的数值模拟

空调车室气流流场和温度场研究是空调车室内气流组织设计及车室内舒适环境评价与研究的基础。空调车室的空气流场数值计算是一复杂热边界条件、气固耦合的传热数值计算问题。该文介绍了空调车室内空气流动的数学模型及复杂边界条件的处理,阐述了车室气流流场和温度场数值模拟采用整体求解法所应注意的问题,SIMPLE和SIMPLER算法的比较,以及通用微分方程中各项的处理方式。最后通过ANSYS／FLOYRAN软件对二维的车室内气流流场和温度场进行模拟,论证了此有限元软件在空调车室数值模拟上的可行性。     

电厂SCR烟气脱硝系统流场的数值模拟

电厂SCR系统烟气流动情况会影响整个系统脱硝效果及系统运行.文章采用计算流体动力学(CFD)模型预测某600MW电厂选择性催化还原法烟气脱硝系统内的流场状态,分析其在锅炉最大连续蒸发量(BMCR)工况下,不同导流设计的流场情况.使用GAMBIT构造几何模型并划分网格,FLUENT6.0进行模拟计算.研究重点在对脱硝系统内不同的导流方法进行研究分析,最终针对某SCR系统自行设计导流装置,完成系统流场的优化,提高了系统的工作效率.研究结果对脱硝系统内的导流设计和改进提供了参考.     

高压差迷宫式调节阀流场数值模拟与流量特性研究

介绍了一种特殊阀门的多级降压原理,使用Solidworks软件建立流道三维模型,并用网格划分软件对模型进行离散化处理,按实际工况参数设定边界条件,通过CFD有限元分析软件对阀门内部流场进行数值模拟计算,分析可视化计算结果,提出迷宫盘片上流路设计的相关理论,拟合阀门在不同开度下的流量特性曲线,为迷宫阀设计提供重要的理论参考。     

分布抽吸率对整车风洞试验段流场影响的数值模拟

为探讨适用于整车风洞的分布抽吸率,采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）方法研究经边界层控制后的试验段流场．针对不同分布抽吸率下的试验段,利用FLUENT对流场进行模拟,然后计算边界层位移厚度、静压因数和气流偏角．二维和三维的数值模拟结果均表明,试验段边界层的位移厚度随分布抽吸率的增加而减小;当分布抽吸率达到某一数值后,若继续增大,那么边界层的位移厚度将基本保持不变．研究结果对风洞建设及试验时分布抽吸率的选取有参考意义．     

文丘里管中空化流场的数值模拟

基于FLUENT软件,采用标准k-ε模型和空化泡动力学模型,对三种不同几何形状的文丘里管内空化流场进行数值模拟,计算了文丘里管内空化区的空化数、压力分布和汽含率分布,研究了操作条件、文丘里管的结构形式对空化效果的影响。结果表明,理论计算的空化区汽含率分布与实验拍摄的空化云雾区图像有较好的吻合性;水力空化装置的操作条件,以及文丘里管的结构形式对空化效果有着明显的影响。     

基于机群的湍流燃烧数值模拟平台的构建与应用

首先对机群系统的特点和软硬件配置环境进行阐述,然后基于MPI和开源工具OpenFOAM实现一个计算流体力学机群系统的搭建,并对这个机群系统的性能和并行效率进行测试和分析。通过利用此机群系统对湍流燃烧流动反应进行数值模拟及并行计算得到模拟效果的三维流场。实验结果表明,该机群系统针对湍流燃烧数值模拟可以明显提高计算效率并得到较好的仿真效果。     

Numerical study on the influence of centroid-to-buoyancy center ratio on the motion stability of supercavitating vehicle

In order to study and solve the influence of the change of the position of the centroid of the supercavitating vehicle on the motion stability, the influence law of the position of the centroid of the supercavitating vehicle on the motion stability is found, and the quantitative criterion that can guide the design of the supercavitating vehicle is summarized. On the basis of theoretical analysis, the dynamic mesh technology combined with the volume of fluid multiphase flow model and the rigid body six degrees of freedom motion calculation model is used to carry out the supercavitating vehicle motion and supercavitating flow field coupling numerical simulation research for supercavitating vehicles with different cavitator shapes. The results show that the position relationship between the centroid position and the buoyancy position has a great influence on the motion stability of the vehicle. When the center of buoyancy is before the center of mass, the vehicle is unstable; when the center of buoyancy is behind the center of mass, the vehicle sails stably, and when the position of buoyancy action coincides with the center of mass, the amplitude of the tail beat of the vehicle is the smallest, and the navigation is the most stable, which is the best position of the centroid. In this article, the concept of centroid-to-buoyancy center ratio is proposed. The so-called centroid-to-buoyancy center ratio refers to the ratio of the length from the centroid to the top of the head of the supercavitating vehicle to the length from the center of buoyancy to the top of the head of the vehicle. When the centroid-to-buoyancy center ratio fluctuates in the range of [0.8–1], it is an ideal condition for the stable navigation of the vehicle. When the centroid-to-buoyancy center ratio is in the range of (0, 0.8), the tail beat frequency is high, which accelerates the kinetic energy consumption and the rapid instability of the vehicle. Therefore, under the same constraint conditions, it is not that the closer the center of mass is, the better the stability of the vehicle motion is. The optimal centroid position is not a certain “point,” but a “periodic fluctuation interval” that changes with the buoyancy center.     

平板式氧传感器温度场与应力场的数值模拟

对平板式氧传感器的温度场和应力场进行了模拟。温度场的结果显示,锆板在10 s左右前端温度就可以达到均匀,且厚度方向表现出了很好的温度一致性;应力场的结果显示,应力的较大值发生在固定位移与自由端的交界部分。并对平板式氧传感器的印制和装配给出了建议。     

超音速氧气射流对电弧炉熔池作用

论文利用Fluent 6.3,通过对某钢厂150t 电弧炉冶炼过程中不同供氧流量 下超音速氧气射流冲击熔池流场进行三维三相流数值模拟,研究电弧炉熔池在炉壁侧吹氧枪 作用下的流场分布及其变化情况,探讨超音速氧气射流对电弧炉熔池的作用。研究表明氧气 射流冲击熔池引发钢液渣液流动波动,流动速度（冲击动能）以波的形式由冲击点向熔池中 心传递。熔池的速度场分布呈现“周围高、中心低,表层高、底部低”的趋势;由于射流的作 用,熔池内部生成涡流。涡流中心是钢液循环的中心,对钢液循环流动速度场有重要作用。 随着供氧流量的增加,涡流中心越远离氧枪,且在熔池中越深;氧气射流在熔池表面生成的 冲击凹坑在渣层中间横截面的冲击面积S(m2)和供氧流量QO2(m3/h)成线性关系,可表示为： 2 0.0004 * 0.0932 。     

某卡扣连接过程的数值模拟

针对某金属卡扣对接和插入连接的全过程进行数值仿真.仿真基于Abaqus/CAE开展,提取位移和应力等关键参数的响应.针对初始设计状态暴露的插入过程点-面接触问题,提出改进意见.     

微流控芯片中电渗流的数值模拟与仿真研究

从电渗流形成的基本理论入手,推导了电场和流场双物理场耦合的控制方程.运用多物理场数值计算分析软件建立了长为1000μm,宽为100μm的二维流道,在微流道中间250~750μm的区域施加了直流电压,并在数值模拟中还原了微流道内壁和微流体的物理属性,计算得出了各段流体的速度场,进而得出了各段流体的流型.通过二维流道压力分布分析了微流道中各段产生不同流型的原因.对微流控芯片中的电动流动的功能原理分析及优化设计具有借鉴意义.     

Numerical simulation of vortical flows in the near field of jets from notched circular nozzles

The vortex dominated flows in the near field of jets from notched circular nozzles are investigated using direct numerical simulation. The nozzles studied include a normal circular nozzle, a V-shaped notched nozzle, and an A-shaped notched nozzle, all with the same circular cross-section. The vortical structures resulting from these different circular nozzles are visualized by using a numerical dye visualization technique. Results for the V-shaped notched nozzle are compared with available experimental measurements using laser-induced fluorescence techniques. In addition to azimuthal vortex rings created because of the shear-layer between the jet and the ambient fluid, the computations also reveal streamwise vortex pairs both inside and outside the vortex rings that spread outward as the vortex rings move downstream. Comparisons of the three different nozzles show that, unlike in the case of the circular nozzle where the streamwise vortex pairs emerge evenly along the nozzle lip, streamwise vortex pairs for the notched circular nozzles are produced only at peak and trough locations. Analysis of the mixing characteristics of the three types of nozzles shows that the notches in the nozzle exit significantly enhance jet mixing.     

基于仿真的多技能呼叫中心运营评估

呼叫中心的运营评估对呼叫中心的优化运作起着重要的作用,它不但是坐席人员排班的基础,而且能够对呼叫中心的战略化发展起支持作用。呼叫中心的大型化以及接待中心的出现,使得坐席人员的技能水平向多技能的方向发展,由于多技能的引入使得呼叫中心运营的复杂程度大大增加,原来支撑呼叫中心运营评价的理论无法继续在多技能的呼叫中心中应用。研究了使用仿真的方法对多技能的呼叫中心运营效能进行评估。给出了多技能呼叫中心的仿真模型,并使用某大型电信企业的多技能呼叫中心实际数据,对提出的模型进行了验证。     

烧结烟气氨法脱硫塔气液两相流数值模拟

为研究脱硫塔内的气液分布情况对脱硫效率的影响,选用FLUENT作为计算工具,以烧结烟气氨法脱硫塔作为研究对象,对塔内气相湍流采用Euler方法描述,对喷淋液滴采用Lagrange颗粒轨道模型描述,研究烟气入口倾角和入口距离浆液池液面高度对脱硫塔内气液两相流场分布的影响,并对脱硫塔的关键参数取值给出建议.     

四气门柴油机进气过程三维数值模拟

为减少柴油机的污染物排放、降低油耗和燃烧噪音,通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟,对车用电控四气门柴油机进气系统进行不同气门升程下气流稳态流动的数值研究,揭示四气门柴油机的进气流动特点以及气门开度对缸内涡流形成的影响和变化规律.仿真结果为电控四气门柴油机的气道设计、喷雾与燃烧的组织与优化提供理论依据.