四种油腔形状重型静压轴承承载性能理论分析

重型静压轴承承载能力是体现其性能优劣的一个重要指标.针对油腔形状对重型静压轴承承载能力的影响问题,利用有限体积法,模拟了矩形、扇形、椭圆形和工字形油腔间隙油膜的压力场,探讨了在转速、腔深及油腔面积相同时四种腔形的压力分布规律,优化了油腔结构.结果表明:四种油腔形状的静压轴承间隙油膜压力分布规律基本相同,但其承载能力不同,承载能力由大到小分别是椭圆形腔、扇形腔、矩形腔和工字形腔.仿真结果与理论分析具有较好的一致性,为实际生产中静压轴承油腔形状的选择提供了有价值的理论依据.     

入口形状对旋风分离器性能的影响

为了研究入口形状对旋风分离器性能的影响,采用计算流体力学(CFD)软件对旋风分离器的压力场和颗粒的分离情况进行考察。研究结果表明:入口形状会显著影响旋风分离器的压降,在圆形、矩形、三角形和等腰梯形几种不同的入口形式中,长宽比为2的矩形入口压降最大,长宽比为1.5的矩形入口的压降最低;对于矩形入口,随着长宽比的增大,压降是先降低再升高;入口形状对粒径大于2.5μm粒子的分级效率影响不大,当粒径小于2.5μm时,圆形入口的分离效率最差,梯形入口的分离效率最好;梯形入口会改善旋风分离器顶部流场和灰斗附近流场,使颗粒运行平稳,分离效率较高。     

入口位置对喷淋塔流场影响的数值模拟

利用FLUENT软件对三种不同入口位置的喷淋塔的内部两相流场进行了三维数值模拟。在计算中气相采用标准k-ε模型计算,SIMPLE算法。重点研究了不同入口位置的喷淋塔内的流场及压力的分布情况。计算结果表明,对同一喷淋塔,入口位置不同对塔内流场有很大的影响。此结果对喷淋塔的设计及其改进具有一定的参考价值。     

雷诺数对气固两相圆湍射流影响的实验研究

为了探求气固两相圆湍流射流的特性，研究了不同雷诺数对气固两相圆湍射流的影响.在水平圆喷口近场处使用了粒子图像测速技术(PIV)，对雷诺数分别为6 230、10 010时的气固两相湍流射流进行测试.采用3种粒径的玻璃微珠作为示踪粒子.获得了距喷口出口截面轴向距离为3倍喷口内径处的示踪粒子速度矢量分布.分析比较了不同雷诺数下气相拟序结构对于颗粒扩散的影响.结果表明，随着雷诺数的增大，大颗粒受气相流场的作用更大，颗粒沿轴向的运动刚性加强，颗粒跟随主气流前进的趋势更加明显     

波动载荷下频率对液体静压支承系统的影响

利用CFD-ACE+对液体静压支承进行数值模拟,并与理论公式进行对比,得到的流场结果与实际相吻合;同时揭示了波动载荷作用下,频率对液体静压支承系统动态特性的影响.结果表明:波动载荷作用下,频率对油膜厚度、承载力以及动刚度有不同程度的影响.这也为液体静压支承的可靠性设计提供了依据.     

静压轴承压力场的有限元数值模拟

用有限元法求解简化的N-S方程,计算油膜的承载能力,以确定供油系统参数.研究为进一步进行轴承参数的优化设计奠定了基础.     

微尺度下速度滑移对空气静压导轨性能影响

为了阐释空气静压导轨气膜间隙处在微小尺度所体现的特性,引入气体稀薄效应中的速度滑移算法到Navier-Stokes方程,推导出体现微尺度条件下空气膜流动特点的雷诺方程,进而对气膜内的压强分布进行了仿真分析,根据得到的压强分布计算气膜承载力和刚度随气膜厚度变化的规律,通过试验对得出的结论进行了间接验证,与分析结果吻合.     

TTU标模风压数值模拟的雷诺数效应

采用TTU(Texas Tech University Building Model)标准低矮建筑模型为研究对象,基于Fluent的计算流体动力软件平台,分析了网格划分、湍流模型等因素对数值模拟结果的影响,并计算了不同雷诺数下结构表面风压.分析结果表明:各种比例模型下类似网格分布中,保证模型表面y+数值的一致,网格对计算结果的影响有限;不同雷诺数条件对TTU标模屋檐处风压分布影响明显.     

波动载荷下静压支承油膜的数值仿真

为了进一步优化静压支承系统的设计并为其安全运行提供依据,根据实际工程中的液体静压支承系统,运用CFD-ACE+建立了系统中油膜的数值模型,并进行波动载荷下动态数值模拟计算.根据计算结果,并对比理论公式,详细分析了在波动载荷下油膜承载力与刚度的变化特性以及供油速度对其变化特性的影响.结果表明:惯性作用使油膜厚度及承载力对载荷变化的响应存在一定延迟,并且该延迟受供油速度影响;油膜承载力随厚度的变化关系在载荷增大与减小的过程中并不重合;油膜刚度在载荷达到最大值与最小值时最不稳定.     

静压桩挤土效应数值模拟及影响因素分析

针对目前数值模拟在静压沉桩挤土效应方面存在的问题，给出了符合压桩实际的有限元模型.该模型采用有限变形理论及土体的屈服准则，并通过桩土界面的接触及施加位移荷载来实现压桩过程.运用得到的有限元模型对静压桩产生的位移场进行了分析，分别给出了桩土模量比、桩土界面的摩擦特性及土的泊松比对沉桩位移场的影响规律.结果表明，沉桩的挤土效应不仅与土的工程性质有关，还与桩土相互作用面的性质密切相关.     

不同雷诺数下空腔流的流动特性（研究生论坛）

利用PIV测量空腔中垂面流场,研究雷诺数对空腔流流动特性的影响。时均结构在不同雷诺数下都具有相似的主流区及回流旋涡区。涡量的最大值位于进口角点处,高值区集中在边界层分离区。紊动强度及雷诺应力的高值区位于主流与出口角点的冲撞处,随着雷诺数的增大,参数高值区沿流向的长度不断变大,而进口角区低值区的范围不断缩小。纵、垂向能谱特征参数在相同雷诺数下的空间分布规律基本一致;调整雷诺数将导致回流区的掺混范围及来流自身的紊动特性发生改变,从而影响空腔流能谱的空间分布规律。     

封油边形状对流场结构及承载力的影响

为揭示高档数控机床中静压油腔几何形状对承载力的影响,研究了油腔封油边形状对油腔内部流场结构及承载力的影响.模拟封油边高度、长度、角度及微结构等因素对流场中的涡胞结构和承载力的影响.计算结果表明,承载力与入口雷诺数Re、封油边长度成正比;增加封油边高度和微结构将减少承载力;封油边角度对流场涡胞结构影响明显,但对承载力影响微小.该研究对优化高档数控机床静压油腔结构,提高承载力有指导意义.     

旋流消能工内空腔旋流的数值模拟

为了克服试验研究的局限,揭示旋流消能工内部的流动特性,以公伯峡水平旋流泄洪洞为例,在原、模型试验研究的基础上,采用Realizablek-ε湍流模型对空腔旋流进行数值模拟.模拟结果表明,压强等值线沿径向大致以旋流空腔为中心的同心圆轴对称分布;旋流区和空腔内流速具有明显的分区特性,旋流区动能沿程由切向动能向轴向动能转变,并得到旋流角的印证;旋流空腔沿旋流洞轴向和径向均有变化;湍动能与湍动能耗散率的径向分布体现出水气交界面处水气混掺紊动、离心力引起壁面摩擦力的增加是空腔旋流具有较大消能率的原因.通过数值模拟与原、模型水力特性的对比分析可知,数值模拟能够客观地反映出空腔旋流内部的流场特性,成果可为旋流消能工内空腔旋流的研究应用提供参考.     

静液挤压过程中挤压压力的数值模拟研究

研究钨合金静液挤压过程中的挤压压力随挤压参数的变化规律 .采用大变形弹塑性有限元理论 ,用ANSYS 5 5软件对不同挤压参数下钨合金静液挤压过程进行了数值模拟研究 ,得出了挤压压力随模具角度、变形量、摩擦系数这些挤压参数的变化规律 .将数值模拟结果与光刻网格的试样进行挤压后的测试结果进行比较可见有限元法的计算结果和实验结果相符合 ,即数值计算结果是可靠的 .     

运用数值模拟技术预测喷油泵座铸件缩孔缩松缺陷

运用微型计算机和数值模拟技术,模拟了喷油泵座等球墨铸铁件的不同工艺方案的凝固过程,并模拟测度子型砂退让性值对铸件缩孔缩松的影响。实验结果和生产表明,该技术能准确模拟铸件的缩孔缩松缺陷,为铸工艺优化提供了科学的依据。     

基于CFD的新型结构静压油垫数值仿真技术

为了提高重载数控机床静压转台的承载能力和油膜刚度,提出了一种具有多环形流道油腔和阻尼型封油边结构的新型静压油垫,并对其性能进行了研究.在对静压油垫结构优化设计的基础上,利用CFD(computationalfluid dynamics)数值仿真技术,采用二维轴对称流动模型对新型结构静压油垫的流场特性进行了仿真分析,得到了新型静压油垫的内部流场特性,计算出油垫的承载能力和油膜刚度,并与单腔体、单平面封油边结构的静压油垫进行了对比.研究表明:新型静压油垫能通过在阻尼流道和阻尼槽内形成紊流,增加流动液阻,实现压力增益,并可在阻尼槽处产生局部静压效应,从而使新型结构静压油垫的承载能力和油膜刚度较传统结构静压油垫有所提高;此外,采用CFD技术有助于对复杂结构的静压油垫进行优化设计与性能计算,从而提高设计效率和计算准确性.     

ZK60合金单向拉伸过程中空洞行为的数值模拟

对ZK60合金超塑性单向拉伸过程中空洞生长进行了数值模拟和实验研究.分析了ZK60合金单向拉伸过程中空洞生长机理,并提出相应的模型.运用三维刚粘塑性有限元程序,模拟预报空洞半径和体积分数在单向拉伸过程中的变化规律.通过图像分析软件对材料微观组织进行观察,确定了实际空洞半径和体积分数.对模拟结果和实验进行了对比分析,得到模拟的空洞半径和体积分数与实验结果吻合良好,模拟的空洞长大规律呈指数增长模型.