柴油机喷嘴喷孔内气液两相湍流场三维数值模拟

柴油机喷嘴内部空穴流动是影响喷雾特性极为重要的因素。在开发了喷嘴流动区域三维实体参数化生成软件的基础上,对完全发展了的空穴流动建立起三维空穴两相流动数学模型,提出将计算区域的出口边界延伸至气缸内部,以减小出口对喷孔内部求解区域的影响。对多孔垂直喷嘴进行了喷孔内部空穴两相湍流流动的三维数值模拟,得出喷嘴内部燃油流动的压力降基本发生在喷孔入口处,喷孔入口锐边过渡,使得该处必定出现空穴现象,且会延伸至喷孔出口,增加液流紊乱,引起燃油在喷孔出口的初次雾化。     

上下游结构对喷嘴调节给水泵汽轮机调节阀组流动特性的影响

针对某喷嘴调节给水泵汽轮机调节阀组在额定工况时的三维蒸汽流动,采用计算流体力学方法对其进行数值模拟分析,以获取各调节阀均全开时阀组上下游结构对阀组管道内部稳态蒸汽流场的影响.计算中采用剪切应力输运模型(SST)来封闭湍流模型控制方程组,并采用多重参考坐标系法(MRF)计算获取调节级内动叶排通道区域的三维蒸汽流场.重点分析了各阀门通道内的压力损失水平、流量分配情况和过热蒸汽在调节阀组系统中的流动特性,以及多阀腔室、阀门出口下游扩压管路和弯管等部件内部的复杂三维流动特征.结果表明:调节阀流量主要由阀门下游喷嘴数量决定;调节阀距离阀组系统进口的距离对调节阀通流能力具有较大影响.     

喷油压力波动对喷嘴内空穴发展影响的CFD分析

柴油机喷嘴内部空穴流动是造成喷孔出口燃油初次雾化的重要原因之一,影响喷雾特性,进而影响柴油机的燃烧及排放性能.而实际柴油机喷油系统中的喷油压力往往存在波动,使得喷嘴内部空穴流动现象更为复杂.针对垂直多孔喷嘴,利用混合多相流空穴模型,进行了喷嘴内部气液两相瞬态流动的三维数值模拟,深入分析了不同频率及不同波形的入口压力波动对喷嘴内部流动空穴发展过程的影响.分析得出,空穴有其自己的时间和长度尺度.     

针阀运动对柴油机喷嘴瞬态流动特性的影响

柴油机喷嘴内部空穴流动对燃油雾化和随后的燃烧及排放有着重大的影响,而针阀运动又影响着喷嘴内部空穴湍流流动.因此,弄清针阀运动对喷嘴内空穴流动的影响非常关键.采用动网格技术进行喷嘴内部瞬态流动三维数值模拟.搭建可视化试验台,验证了所建模型的准确性.基于此,在不同喷油压力下,分析了气相体积分数、雷诺数和流量系数等随针阀运动的变化情况以及针阀运动对喷嘴内空穴发展过程的影响.最后,研究了温度对空穴的影响,通过对比发现,温度变化对空穴的初生有很大影响,在相同的入口压力条件下,温度的增加会使空穴的产生时间提前.     

柴油机喷嘴结构优化的数值模拟分析

柴油机喷嘴头部细微结构的变化对内部流动有显著的影响，进而影响到喷雾油束雾化性能。利用混合多相流空穴模型对STD（Standard）标准型、VCO（Valve Closed Orifice）无压力室型及IMPROVED改进型的垂直多孔喷嘴内部完全发展了的空穴流动进行了不同针阀升程下的三维数值模拟，通过对比分析得出改进型喷嘴能在低喷油速率下获得相对良好的喷雾性能，综合特性优于STD标准型和VCO无压力室型喷嘴。     

一种新型斜击式水轮机的开发与性能分析研究

提出了一种新型的斜击式水轮机的结构,并完成了总体结构布置设计。在结构上增加了喷嘴数目,提高了斜击式水轮机的出力与比转速,同时由于喷嘴数的增加又会引起转轮内部流动的相互干涉,降低机组效率,因此本研究采用CFD技术对双喷嘴斜击式水轮机转轮内部流动进行数值模拟,通过斗叶与喷嘴之间的相互流动计算结果分析,优化得出转轮斗叶数以及双喷嘴斜击式水轮机转轮的最佳斗叶木模型线,得到斗叶接受射流全过程的速度、压力分布以及水流迹线,两个喷嘴同时作用时转轮内部流动的干涉情况。为这种新型的斜击式水轮机的推广应用,电站运行提供了参考依据。     

某型喷嘴流量特性的数值模拟

本文以某内混式气动喷嘴为研究对象,对喷嘴内部的气液双相流动进行了数值模拟,通过对计算结果的分析研究了该喷嘴气体和液体的流量特性,为今后相关喷嘴的设计工作奠定了一定的基础。     

双路离心式喷嘴雾化锥角的数值研究

利用Fluent软件,基于VOF（Volume—Of—Fluid）两相流模型对双路离心式喷嘴内的气液两相流动进行三维数值模拟。分别模拟喷嘴主油路单独供油、副油路单独供油与主副油路同时供油时雾化锥角,计算较好扑获了燃油在离心式喷嘴内所形成的空气涡及雾化锥角,所得喷嘴内压力分布、速度分布、相分布与雾化锥角,反映出该双路离心式喷嘴内流动特点,将计算结果与试验结果进行了对比分析。     

一种新的处理喷嘴流量数据的方法

本文通过对喷嘴内部流动的分析，建立了机械雾化喷嘴，介质雾化喷嘴的内部流动模型，提出了运用流体相似准则处理喷嘴流理数据的方法。     

大流量标准Y型喷嘴内部流动特性的数值模拟

采用计算流体动力学方法对大流量标准Y型喷嘴内部的流动特性进行了数值模拟,通过计算获得了喷嘴内部的流动特性,并研究了气耗率变化对喷嘴出口流动状态的影响。结果表明:当气耗率较小时,喷嘴出口表现出环状流特征;当气耗率较大时,出现类雾状流特征;进一步增大气耗率对气液掺混效果改善作用有限。数值计算获得的流量数据与试验结果吻合较好,液流量相对误差小于5%,气流量相对误差小于10%。     

亚克力透明喷油嘴的流固耦合分析

基于亚克力(PMMA)透明喷油嘴内流动的试验研究结果,构建了透明喷油嘴的三维模型,通过流固耦合(FSI)方法对透明喷油嘴的固体变形及应力分布情况进行模拟研究。模拟结果表明,透明喷油嘴的变形与应力均主要集中在压力室及喷孔入口处,其中压力室入口处应力最大,超过胶粘剂的粘黏强度是造成透明喷油嘴产生裂缝失效的主要原因。同时分析了孔内流体体积随入口压力的变化情况及固体变形对孔内流体流动特性的影响。结果表明:在使用透明喷油嘴喷油时,固体产生的变形会造成在针阀关闭后柴油完全断流的时间较实际喷油嘴有所延后,最后喷出的质量也略大,导致试验过程中在喷油结束后存在较长时间的滴落现象。     

基于FLUENT的柴油机喷油嘴结构改进与数值分析

由于喷油嘴内的流动状态以及燃油喷射情况在很大程度上影响柴油机的排放和经济性能,对喷油嘴进行流场分析就显得越来越重要了。通过Fluent软件利用可压缩流体的三维湍流模型,对改进前后喷油嘴内的流体进行仿真计算,在保证喷油器喷孔出口处的压力一致的情况下,将单锥面针阀改为双锥面针阀,以此来降低针阀的升程和减小压力室的容积,目的是保证喷油器工作的可靠性和降低柴油机的碳烟排放。     

FTSC结晶器内钢渣两相运动行为的数值模拟

利用VOF方法建立两相湍流瞬态流动模型对FTSC结晶器内钢-渣界面运动和钢液流场分布进行了数值模拟计算,考察了水口结构、拉速对钢液流动及钢渣界面运动行为的影响作用。计算结果表明：采用不同结构的4孔水口进行浇注时,在结晶器内宽面方向一侧形成数量不等、位置不同的回流区;结晶器内的钢渣界面形状及出现液面裸露的位置由于水口结构的不同均有所差异。     

Experimental and CFD analysis of nozzle position of subsonic ejector

The influence of nozzle position on the performance of an ejector was analyzed qualitatively with free jet flow model. Experimental investigations and computational fluid dynamics (CFD) analysis of the nozzle position of the subsonic ejector were also conducted. The results show that there is an optimum nozzle position for the ejector. The ejecting coefficient reaches its maximum when the nozzle is positioned at the optimum and decreases when deviating. Moreover, the nozzle position of an ejector is not a fixed value, but is influenced greatly by the flow parameters. Considering the complexity of the ejector, CFD is reckoned as a useful tool in the design of ejectors.     

基于CFD与FEA的柴油机喷嘴疲劳强度分析

基于计算流体动力学与有限元分析技术对某柴油机喷嘴进行了液力负荷研究,用应力波理论对该喷嘴阀座处的冲击应力进行了计算,对喷嘴进行了应力与疲劳强度分析。结果表明：喷嘴的静强度符合要求;喷孔处虽存在应力集中现象,但安全系数为8．60,有足够的应力储备;阀座处的安全系数偏低,是喷嘴最早萌生裂纹进而发生疲劳断裂的危险区域。     

新型喷嘴结构下蒸汽喷射式热泵性能的数值研究

运用CFD数值模拟方法对比研究了普通喷嘴和新型喷嘴结构对蒸汽喷射式热泵操作性能的影响,并分析了整流管长度和喷射系数之间的变化关系。结果表明,在相同的操作条件下,整流喷嘴结构能有效地提高喷射器的喷射系数。同时存在一最佳整流管长度,对应于最大喷射系数。这种喷嘴结构能有效改善由于工作流体压力降低而造成的设备操作性能恶化,提高蒸汽喷射泵运行的稳定性。     

新型可调式喷射器性能的计算与分析

提出在喷射器喷嘴内插入喷针来调节喷射器工作参数的方案,建立了可调武喷射器性能计算模型,分析了喷嘴截面积变化对喷射系数、气体压力、气体流量等参数的影响。结果表明,通过对喷射器喉口面积的调节,可以实现把出口流量控制在一个稳定的区域内,从而减小喷射器入口参数对出口参数以至整个系统的影响。可调式喷嘴可拓宽喷射器的有效工作范围。     

3-Dimensional current distribution in the nozzle of an MHD channel

The nozzle has been idealized by retaining only its salient feature, the accelerated motion of the fluid. Analytical solutions of the current distributions have been obtained and plotted. High current concentrations can be avoided by allowing a net current flow through an appropriate electrical connection to the nozzle and by minimizing the turbulence in the fluid flow.     

Effect of Axisymmetric Sonic Nozzle Geometry on Characteristics of Supersonic Air Jet

The effect of nozzle geometry on sonic line and characteristics of supersonic air jet was studied. Computational fluid dynamics was applied in this study. The axisymmetric nozzle geometries investigated were two different contour converging nozzles, two different conically converging sharp-edged nozzles and a sharp-edged orifice. The results show that the supersonic jet structure, sonic line and streamlines in supersonic jet are strongly influenced by the nozzle geometry, and the total pressure loss increases with the increase of Mach disk diameter. The present numerical simulation is an effective tool to evaluate compressible flows in supersonic air jet.     

Effect of Annular Slit Geometry on Characteristics of Spiral Jet

A spiral flow using an annular slit connected to a conical cylinder does not need special device to generate a tangential velocity component of the flow and differs from swirling flows. Pressurized fluid is supplied to an annular chamber and injected into the convergent nozzle through the annular slit. The annular jet develops into the spiral flow. In the present study, a spiral jet discharged out of nozzle exit was obtained by using a convergent nozzle and an annular slit set in nozzle inlet, and the effect of annular slit geometry on characteristics of the spiral jet was investigated by using a Laser Doppler Velocimeter (LDV) experimentally. Furthermore, velocity distributions of the spiral jet were compared with those of a normal jet.