基于Fluent的球柱式结构绕流数值模拟

应用计算流体力学软件Fluent,采用分块网格划分,选择层流模型和不可压缩的N-S方程,对低雷诺数下不同流速的球柱模型黏性绕流场进行仿真计算。结果表明:圆柱杆与来流方向的绝对倾角越大,对圆球绕流场的影响越大,圆球表面的受力越不对称。建立了模型圆球表面所受作用力与来流速度、流向间的关系曲线,说明来流速度越大,圆球表面所受阻力越大;带有较细的圆柱杆的模型使其圆球表面受力发生了微小变化;圆柱杆的摆放位置对圆球表面受力影响不大。圆柱杆在XZ平面内与X轴正向夹角θ越小,圆球表面受到的阻力就越小,更接近单个圆球绕流场。     

基于Fluent的毛细管磨粒流加工三维数值模拟

通过对磨粒流加工原理的分析,探讨毛细管磨粒流加工特性。本文基于流体力学软件Fluent平台,以内燃机毛细管为研究对象,采用固液两相Mixture湍流模型进行动态数值模拟,模拟结果为倒锥孔加工参数的选择及其优化提供理论指导。     

球柱式高速接触疲劳试验机的研制

本文介绍了笔者们研制的新型高速接触疲劳试验机,其最大赫兹接触应力4000Mpa,每分钟最多接触次数1.8×10~4次,并具有体积小、耗能少、操作简单等特点。本机还能自动停机、自动计时、调温控温,不但能做接触疲劳试验,而且可以进行油品性能试验。经实际使用表明,此机工作可靠,数据的离散度小,使用效果很好。     

低雷诺数下等边布置三方柱绕流的数值研究

采用有限体积法对雷诺数Re=100的等边布置三方柱的二维绕流问题进行数值模拟。考虑左"品"字形(布置1)和右"品"字形(布置2)两种柱体几何布置,间距比在1.5~5.0变化,着重分析间距比对流场特性、柱体阻力系数、升力系数及斯特劳哈尔数的影响。研究结果表明,对于布置1,间距比对流场特性与结构具有非常重要影响。当间距比g=1.5时,出现了周期性的双稳态间隙偏流;当g=2.0~3.0时,偏流效应随间距比增加逐渐变弱,下游柱B、C后的尾流流谱不对称;当g=3.5时,间隙流的偏流现象基本消失,柱B、C后的漩涡同步脱落,流场呈现同步对称结构;当g4.0时,柱B、C后的漩涡呈反相位脱落,流场关于来流方向对称。对于布置2,流场特性与结构受间距比影响较小,在所考虑的间距比范围内,未出现偏流现象。相对而言,在较小间距比的情况下,布置2比布置1具有更好的流动稳定性。各柱体的动力特性与流场结构及特性密切相关,各柱体的升、阻力及柱后漩涡的脱落特性与单方柱绕流情形具有很大不同。此外,三方柱绕流的流场特性与柱体动力特性也与三圆柱绕流的情形存在一些差异。     

基于ADINA的二维圆柱体的绕流数值模拟

均匀流动流过半径为r0的二维圆柱是一经典的流体力学问题。对于粘性流体,流动甚为复杂。论文在ADINA中模拟了当雷诺数取不同值时的二维圆柱体绕流问题,观察尾流及圆柱体表面的压力分布,其结果与实验结果相吻合。     

基于Fluent的采煤机喷雾嘴内流场数值模拟

为改善采煤机喷雾降尘效果,利用Pro/Engineer建立了喷嘴的三维模型,选用标准的k-ε湍流模型,通过计算流体动力学(CFD)仿真软件Fluent对喷嘴内部流场进行了数值模拟。比较喷嘴在不同入口压力参数及不同内部结构参数下的内流场情况,明确了参数变化与其内部流场的关系,对采煤机喷嘴结构的优化设计有一定的参考价值。     

基于Fluent的均流孔板阻力特性数值模拟研究

均流孔板作为空气净化设备送风系统的气流均布元件,在增大腔体气流均匀性,提升设备净化效果方面具有明显优势。为了研究均流孔板结构及相关参数对其阻力特性的影响,基于流体力学理论,以空气为介质,在入口风速为0.5～8 m/s范围内,对开孔率为0.07～0.48、孔数为286～3185、相对厚度为0.17～0.75的均流孔板进行了阻力特性数值模拟分析。分析结果表明:开孔率对均流板的阻力特性影响显著,相对厚度次之,在高开孔率条件下入口风速对孔板阻力特性影响较小,并且开孔间距与开孔孔径对湍流强度有着重要影响。     

基于Fluent的超音速喷嘴的数值模拟及结构优化

对超音速laval喷嘴进行了热力学计算及几何参数计算,确定了喷嘴的几何尺寸。利用Fluent软件对喷嘴内流场进行数值模拟,得到了喷嘴内流场的分布规律。改变喷嘴的结构,分析了收缩段和扩张段的不同结构对喷嘴出口速度的影响。结果表明,喷嘴内气流的温度和压力逐渐减小,速度逐渐增大,说明了气流经历的是减压增速降温的膨胀过程,并验证了喷嘴设计的合理性。收缩段的结构对喷嘴出口速度基本没有影响,而出口直径对出口速度有较大影响,并以此为依据得出了结构优化后的喷嘴尺寸,对于今后超音速喷嘴的理论研究及优化设计具有一定的参考作用。     

基于Fluent的喷油嘴倒锥孔磨粒流加工数值模拟

针对发动机喷油嘴零件内腔表面质量差和加工效率低下的问题,对发动机喷油嘴倒锥孔的磨粒流加工工艺参数进行研究.利用流体力学软件Fluent模拟不同磨粒流压力、浓度等工艺参数下,喷油嘴倒锥孔内流道的稳态压强、湍动能分布及速度分布情况.结果 表明,要想获得较理想的内表面质量,应适当增加入口压力并选取黏度较低的磨粒流液相介质.模...     

螺旋凹槽蓄热球凝固传热过程数值模拟研究

为了提高蓄热装置内相变球的放热效率,该文设计了一种表面有螺旋凹槽的相变球并建立了三维模型,用ICEM CFD进行网格划分,完成网格无关性验证后,在fluent中分别数值模拟了一种基于螺旋凹槽相变球和光滑相变球的相变储热装置在进口温度Tin=313 K,进口流速u=0.15 m/s,初始温度T0=353 K工况下的放热过...     

基于 Fluent的 AY型离心油泵叶轮内流场数值模拟

借助Pro/E造型平台建立叶轮单流道的简化模型和叶轮整体的三维模型,利用Fluent流体分析软件对AY型离心油泵叶轮内流场进行模拟,采用标准k-ε湍流模型和SIMPLY算法,利用Fluent前处理器GAMBIT网格建模,模拟出叶轮内流场的流动规律,初步分析了离心泵叶轮的速度和压力分布,获得离心泵叶轮流道内的速度场、压力场。结果表明,Fluent数值模拟能真实反映叶轮内部的复杂流动,为AY型离心油泵叶轮的设计及改进提供了基础依据。     

基于Fluent的蓄热体传热过程的数值模拟

在能源紧张的环境下,蓄热式电锅炉利用低谷电加热蓄热体耐火砖材料将不能存储的电能转化为热能暂时贮存起来,通过二次换热转化为用户可以利用的能源。蓄热体工作过程分为加热、保温、放热、保温、再加热的循环过程。放热过程是蓄热体工作的主要阶段,放热量的大小和时间长短直接影响设备的工作状态。通过对蓄热体模型的简化,建立三维模型,采用ANSYS Workbench中的Fluent模块对蓄热体的放热过程做了数值模拟,得到了蓄热体放热过程出口温度的分布情况。得到的结果和某工厂的电锅炉实际工作温度和时间相吻合,通过对蓄热体材料、加热时间等一些参数的设置得到的模拟结果对实际生产具有一定的指导意义。     

基于Fluent的水冷板式散热器数值模拟与试验研究

对水冷板式散热器进行了理论计算,并对其物理模型进行合理的简化处理,利用Fluent软件,采用SIMPLE算法和标准k-ε湍流模型,通过求解三维N-S方程和能量方程模拟了散热器的散热过程。最后进行了试验研究,试验测试和理论计算、数值模拟三者数据基本吻合,说明数值模拟方法能真实反映水冷散热器内部的复杂流动,为散热器的设计和改进提供理论依据。     

基于Fluent的高压喷嘴射流的数值模拟

研究收缩型喷嘴在初始压力为100 MPa,出口直径为1 mm的情况下喷嘴流场的速度、压力、湍动能等物理量的分布规律。选择不可压Reynolds方程作为动量方程,利用Fluent的SIMPLEC算法进行求解,对收缩型喷嘴射流进行数值模拟。结果表明:流体速度在喷嘴收缩段迅速增加,在离开喷嘴后出现等速流核区;流体动压在喷嘴收缩段增长快速,在等速流核区保持不变;仿真结果与理论推导相符合。     

基于Fluent软件的滑阀流量特性的数值仿真研究

在对滑阀开口量为0-300μm时分别建立三维几何模型并进行网格划分的基础上，通过Fluent软件仿真计算得出阀口前后压差恒定时各模型的流量，根据所得流量值绘制出滑阀流量特性曲线，并对比分析了理论、实验与数值仿真三种手段获得的流量特性曲线。仿真结果解释了实验测得的滑阀流量特性曲线在阀口开口量较小时存在较大弯曲的原因，并对理论公式的流量系数进行了修正，为滑阀流量特性的检测提供了依据。     

基于Fluent的负载敏感平衡阀流场分析

按照负载敏感平衡阀的设计参数,应用Pro/E软件建立了平衡阀内节流阀芯的三维几何模型,运用Fluent前处理软件Gambit进行了网格的划分。采用标准紊流模型模拟了节流阀流道内流体的流动状态及漩涡的产生区域,通过截取各个阀芯小孔处的平均速度,从而验证流量的稳定性。所得结论为阀芯的结构设计与优化提供了参考依据。     

基于Fluent的螺旋槽上游泵送机械密封三维微间隙流场数值模拟

密封端面微间隙液膜特性是上游泵送机械密封性能研究的关键。采用Pro/E wildfire软件建立参数化螺旋槽上游泵送机械密封端面微间隙液膜几何模型,以清水为工作介质,使用Fluent软件,对跨尺度密封端面微间隙流场进行三维数值模拟,得到开启力及压力分布规律,并与有关测试结果进行对比分析,实验数据与模拟数值基本吻合,表明所采用的模拟方案可对螺旋槽上游泵送机械密封微间隙三维流场进行较好地描述,该方法可用于密封端面微间隙流场及性能的系统研究;对端面压强分布进行分析,结果表明,在螺旋槽外槽根处存在最大静压,液膜开启力的增大主要来源于槽根产生的最大静压。     

基于Fluent的高速受电弓明线运行时周围流场数值模拟

本文应用Solidworks建立了某型高速受电弓的空气动力学模型,并运用Fluent软件对受电弓在450 km/h的运行速度下,在不同运行方向上的空气动力学性能进行仿真。仿真结果表明受电弓背风面的风压比迎风面风压大一些,在迎风运行时所受的最大压力112 600 Pa,背风运行时所受的最大压力为115 400 Pa。     

基于Fluent的超声振动-气体介质电火花加工气体流场模拟

简述了超声振动-气体介质电火花加工的基本原理,建立了加工过程气体流场模型。并用Fluent有限元分析软件对气体流场进行了模拟,分析了气体压力、加工深度、放电间隙的变化对气体流速的影响。     

基于Fluent的传热风洞流场品质研究

基于计算流体动力学分析软件Fluent对一台吸入式直流传热风洞内部流场进行了数值模拟,分析了风洞主要部件(整流段、收缩段和实验段)的长度对风洞流场品质的影响,得出实验段两种雷诺数下的速度曲线,发现Re=500时实验段气流发展并保持得更均匀平稳;而Re=104时,实验段气流速度有明显下降,对试验的结果将会产生一定影响。本研究对该类风洞的优化设计有一定参考价值。