柱型水力旋流器多相流场及分离过程的数值模拟

选用混合模型对柱型水力旋流器的多相流流场和随时间变化的分离机理进行三维数值模拟，对两相流体的切向速度、轴向速度、径向速度、不同时间的体积分布进行模拟。研究成果为前人试验和理论总结提供了有力的理论支持，同时对旋流器的进一步研究提供了更多信息。     

斜流压气机扩压器流场的数值模拟

用数值模拟方法研究了某高压比斜流压气机级,并对最大效率工况点的扩压器内部流场进行了初步分析。结果表明,斜向扩压器的最大静压恢复系数为0.525,轴向扩压器为0.502;斜向扩压器叶片压力面附面层大面积分离,造成严重的气动损失,使得其总压恢复系数较低;轴向扩压器只在叶片吸力面出现部分附面层分离,总压恢复系数相对较高;经过一排斜向叶片扩压器和一排轴向叶片扩压器,气流流动方向与子午面的夹角总共扭转了大约50°,扭转角度过大因而附面层分离严重,是造成扩压器性能下降的主要原因。     

泥浆脉冲发生器转子水力转矩多相流数值模拟

连续波脉冲发生器是现代油气钻井系统的核心部件之一,脉冲发生器主要部件是其中的定子和转子,定、转子的相对运动会导致钻井液的复杂变化。定转子附近机构复杂,钻井液流速快,有明显的湍流现象,而且实际钻井液主要是由水和细砂组成的多相流混合物。着重考虑多相流对转子水动力特性的影响,使用CFD数值仿真方法比较不同情况下,考虑多相流因素和纯水时的转子水动力特性。研究表明:转子水动力转矩基本不受多相流因素的影响,与来流速度、定转子间隙、相对旋转角度关系密切。研究还发现,流道内固相物质在定转子衔接处有积聚的特性。     

射流冲击的短通道出流孔流场的数值模拟研究

这里用数值模拟的方法,研究了在错排冲击孔作用下的出流孔的流场结构.并用五孔探针对出流孔内的流场进行了详细的测量,着重研究了不同的雷诺数和不同的通道高径度比（通道高度与射流孔直径之比）对射流孔和通道内流场结构的影响.实验结果表明：出流孔的流场中存在着复杂的漩涡结构;在同一高度下,雷诺数的改变对通道流场的影响很小;通道高度的改变对出流孔的流场有明显影响.     

分支型管汇变径段的流场分析

在分支型管汇的主管前布置变径段可以提升流体在管汇内的流动特性.以具有变径段的分支型管汇为研究对象,运用ANSYS仿真软件对具有变径段的分支型管汇和水平分支型管汇进行数值模拟.忽略液体的自重及固体颗粒的影响,采用k-epsilon模型和simple算法求解管汇的流场分布情况.数值模拟结果表明,变径段的增加,减弱了主管管壁...     

液压冲击器配流阀内部流场的数值模拟与分析

利用AutoCAD和CATIA软件分别建立了冲击器管道和换向阀的几何模型;然后利用前处理软件GAMBIT进行网格的划分。应用CFD分析软件FLUENT,运用有限元方法分别对滑阀式换向阀的二维和三维模型的流场进行了数值模拟。并将计算结果以图像的形式给出,在此基础上定性分析了流体速度、流线、漩涡与能量损失的关系,为指导改进换向阀内部结构提出了参考。由于二维模型的简化使二维流场在定量分析上与实际存在着较大的误差,在定性分析上与实际基本吻合,有一定的参考价值,而三维流场无论在定量还是定性分析上都具有一定的指导意义。     

煤液化多相流输送弯管冲蚀磨损数值研究

针对煤液化中液-固两相流输送过程造成管道系统的冲蚀磨损失效问题,以90°圆形截面弯管结构为研究对象,采用标准k-ε湍流模型、颗粒轨道模型和冲蚀磨损模型,对弯管内的流动特性和壁面磨损率进行数值计算。研究表明,靠近弯管背部的流场速度高于腹部,粒子向背部聚集,导致背部的冲蚀磨损较其它部位更为严重。因此,实际管道系统中的弯管背部应为定点测厚重点监测区域。     

基于Fluent的混合弯管流场的数值模拟

弯管在工业生产的各个领域正得到越来越广泛的运用。以工业生产最常见的一种弯管体为研究对象,利用计算流体力学技术,首先对弯管体进行物理建模,设定各项基本参数,通过FLUENT软件对弯管内温度、压力、速度等参数做了全面详细的二维数值模拟,最后将计算结果进行图形化显示,得到了各项设计指标的极值及其所在部位等重要的设计及优化依据,形象具体的研究分析了弯管内流体状态。     

离心通风机整机三维流场的数值模拟

对前弯型离心通风机整机三维内流场进行了数值模拟,预测了叶轮的做功效率,通过与试验结果比较表明了计算的可信性.详细分析了风机内部流场情况,发现轮盖附近的流动分离现象使叶轮对流体的做功能力受到很大影响.通过对不同工况的计算,揭示了叶轮和蜗壳内部的二次流现象及其发展规律.通过比较,分析了蜗壳子午截面涡流产生的机理及其影响因素.     

基于Fluent的调节阀内部流场数值模拟

建立了调节阀内部流场三维模型,采用通用CFD软件Fluent对其内部复杂流场进行了三维粘性数值模拟,通过对调节阀流量系数模拟值与理论值的比较,表明应用Fluent对调节阀进行模拟计算是可靠的,为调节阀结构改进提供了理论依据.     

低速电驱离心压气机特定工况下内部流场的数值模拟

以压气机的三维流场作为主要研究对象,离心式径流风机为基础模型,确定车用增压器压气机蜗壳和叶轮大致尺寸参数,在此基础上,建立三维整体装配模型,对其进行了数值模拟,对各种离心压气机模型的性能进行预测,分析不同数量、形态叶片的叶轮对效率性能和内部流场压力速度分布的影响。通过计算结果的校核以确定离心压气机叶轮的合理配置方案,了解该离心压气机特定工况下的内部流动情况,以达到设计目标的要求,并为实现快速设计提供依据。     

非圆变截面管道流场的数值仿真

管流式动海水腐蚀试验装置主要用于模拟材料长时间浸泡在海水中,受海水冲刷的腐蚀情况。若其过渡段的形状、尺寸设计不合理将会严重影响试验数据的准确性和可靠度,且极易导致试验装置管壁发生空化气蚀现象,缩短试验装置的使用寿命。运用计算流体力学软件Fluent对非圆变截面管道内流场进行了数值仿真和研究。结果表明,过渡段的长度对管道内介质流速影响不大,而对管道接口处气蚀现象影响较大。将分析结果应用于某企业管流式动海水腐蚀试验装置的设计生产中,取得了良好的使用效果。     

中心型蝶阀流场的数值模拟研究

利用CFD软件FLUENT对中心型蝶阀流场进行数值模拟。计算模型采用不可压缩流动的雷诺时均方程组,紊流模型采用标准模型,离散方程的求解采用压力耦合方程组的半隐式方法(SIM-PLE算法)。对阀门在不同开度情况下,流场状况分别进行了数值模拟,分别得到速度场,压力场,速度矢量场。定性的给出了阀门在不同开度下重要部位的受力情况,比较直观的给出了阀门在不同工况下流道内部的速度分布,为分析阀门内部受冲击状况提供了依据。由对阀门开度的不断变化,得到了涡流的形成过程,及速度对涡流形成及扩展的影响。     

SK型静态混合器内的流动特性数值研究

基于微尺度流动特征的角度,研究SK型静态混合器内部湍流时的流动规律.利用计算流体力学专业软件并采用雷诺时均方程和标准的k-ε湍流模型对SK静态混合器内的湍流状态下的三维不可压缩流场进行数值模拟.数值计算和研究表明在含有多个SK型螺旋元件的静态混合器内,受元件衔接处的切割作用的流体将在其后的混合元件的3L/8处完成重新汇合;研究了SK型静态混合器的主要参数对流动阻力的影响,从而为静态混合器的优化设计提供了依据.     

一种新型湍流超细粉碎机流场的数值模拟

根据新型湍流超细粉碎机的实验设备,建立单曲率叶型的一般曲线方程,并借助先进的CFD技术,对用Pro/E建立的计算模型进行验证,模拟两种不同叶型时湍流超细粉碎机粉碎腔内的单相三维紊流定常流场,直观显示粉碎腔内中间面的速度和流线,并比较了两种叶片时中间面的速度和流线的区别,为认识粉碎腔内的粉碎机理和叶片的改进提供了直观的模拟结果。     

聚苯乙烯反应器非稳态流场数值模拟

为了对在役聚苯乙烯反应装置的搅拌器进行优化设计和结构改进,利用计算流体力学方法(CFD)分析了在役反应器内物料的非稳态流动情况,计算了反应器内物料流动的宏观速度场和分析线的速度分布,研究了三层搅拌桨不同排列角对物料流动特性的影响。计算结果表明,排列角为120°的三层搅拌桨在混合均匀性以及混合效率等方面都好于排列角为0°的三层搅拌桨。     

微管道中压力驱动液体流动特性的数值模拟研究

MEMS系统的飞速发展让人们对微尺度领域的研究产生了极大的兴趣.对压力驱动下蒸馏水流过直径20μm微管道的流量-压力、流速-压力特性进行了数值模拟研究.结果表明,在该仿真条件下,蒸馏水的流动规律基本符合宏观条件下的Navier-Stokes和Hagen-Poiseuille方程.在仿真研究中还考虑了重力对流动特性的影响,结果发现,在微米尺度下,重力对流动的流量与速度的影响很小,几乎可以忽略不计.     

Effect of the convergence flow conditioner on rectifying eccentric jet flow induced by a ball valve

Installing a flow conditioner is an important method for rectifying irregular and unstable flow to stable flow state within a short flow distance in fluid transportation and control industrial applications. However, classical flow conditioners (such as Laws and Zanker flow conditioners in ISO 5167) with parallel pipeline axial orifices ineffectively rectify the distinct eccentric jet flow caused by valve regulation. The convergence flow conditioner with convergent orifices was innovatively designed for rectifying the eccentric jet flow caused by a ball valve in this study. Three convergent orifice angles (8°, 10°, and 12°) defined as angles between orifice and pipeline axes were considered to compare their effect on eccentric jet flow rectification as well as with the classical Laws flow conditioner (characterized by the convergent orifice angle of 0°) under different valve openings with an experimental setup for monitoring downstream pressures that develop along the pipeline and corresponding numerical simulation used. Pressure loss and throttling effect of installing convergence flow conditioners downstream the ball valve was assessed. Analysis of distributions of the pressure, velocity, and streamline for convergent flow conditioners showed that the flow conditioner with a large convergent orifice angle can effectively improve violent eccentric jet flows, especially under a small valve opening. The axial velocity on various downstream cross sections was extracted to evaluate the velocity uniformity. A dimensionless parameter of velocity eccentric ratio was used to quantify the rectification effect of eccentric jet flow evolving in the downstream pipeline. Results showed that a short pipeline length is needed to obtain additional symmetry and uniform flow field downstream of the flow conditioner with a high convergent orifice angle, that is, the convergence flow conditioner with a high convergent orifice angle demonstrated a strong effect of flow rectification on the valve-induced eccentric jet flow. This work can help understand characteristics of flow rectification on valve-induced eccentric jet flow in scientific research, and provide guidance for the flow conditioner design in fluid engineering.     

发动机进气歧管流场的数值分析

以某发动机进气歧管为研究对象建立三维模型,运用CFD前处理软件Gambit划分网格,建立进气歧管流场模型,在计算流体动力学软件Fluent中分析各缸进气均匀性,进气歧管的进气阻力,进气歧管的内部流场特性。结果清晰显示各歧管的近壁流速、内部流速、表面总压分布情况,并根据分析结果对进气歧管进行了结构优化,改进后的发动机进气歧管在各缸进口减小总压损失、进气阻力、管二流量等方面取得较明显的效果,管四流量得到提高,各进气管不均匀度得到优化。