某重型车前挡风玻璃除霜分析及结构优化

通过CFD方法对某重型车空调除霜性能进行了分析,得到前挡风玻璃上的速度分布、驾驶室内流场分布及不同时间的霜层厚度,进而对除霜出风口进行优化设计。对优化后的结构再次进行除霜分析计算,结果表明,优化除霜出风口后的除霜效果能很好地满足国家相关标准要求,分析方法及结果能够为重型车的空调除霜系统设计提供理论依据。     

柴油机螺旋进气道三维流场数值模拟

为研究柴油机进气系统的流场,通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟手段对某柴油机进气系统即螺旋进气道-气阀-气缸的气流进行三维数值模拟.分析柴油机螺旋进气道的流动特点,揭示发动机进气过程的三维流动特性,有助于了解进气过程的复杂流动现象,为柴油机进气系统性能的进一步改进和优化设计提供理论依据.     

基于AVR单片机的客车除霜控制系统

客车风挡的雾霜会影响驾驶员视野,严重时会影响行车安全。良好的客车除霜系统成为了衡量客车性能标准之一。由于目前我国客车除霜控制器还停留在传统的开关式控制,除霜效果不理想,本文设计了新型的除霜控制系统,通过对AVR单片机键入不同的值实现风扇的快慢的调节。本设计采用PID控制算法,使出风量更加精确,并且减少了除霜器在持续工作期间的噪音,降低了能耗。     

ZSM5-Y型分子筛催化剂复配体系裂化性能数值研究

采用流动和反应耦合模型模拟ZSM5-Y复配催化剂体系在提升管反应器内的催化裂化过程。结果表明,重油催化裂化反应主要发生在喷嘴附近,该处有45%的重油转化为汽油和柴油。对于ZSM5-Y型复配催化剂体系,ZSM5加入沸石催化剂的显然影响着汽油和液化气的产率,反应产物中柴油馏分及重油馏分的产率基本上不受影响。加入少量择形催化剂便大大降低提升管反应器汽油馏分收率,并提高液化气收率,但汽油与液化气产率显著变化仅发生在择形催化剂加量较小的时候,一旦超过10%以后,对气油和液化气的产率影响反而较小。     

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.     

基于两例CTA图像的颈动脉分叉段三维重建及CFD数值模拟分析

动脉粥样动脉硬化的发生、发展与血流动力学有着重要的关系。本研究采用Mimics软件对二例真实的人体颈动脉分叉段的CTA影像数据进行了三维重建,通过3-matic、Solid Works及Geomagic软件进行模型修复、切面等处理,再使用Ansys Workbench 16.0软件对颈动脉模型进行计算流体力学分析。通过在真实模型条件下分析颈动脉几何特征与血液动力学的之间的密切关系以及其对动脉粥样硬化的发展过程中的影响,为人体血液的流体力学分析提供了新的研究途径。     

催化柴油管式液相加氢脱硫数值模拟

采用计算流体力学(CFD)软件FLUENT,以用户自定义函数(UDF)添加化学反应和反应热,对实验室带有陶瓷膜管分散器的催化柴油管式液相加氢脱硫反应器进行模拟计算,得出反应床层不同部位的硫化物含量分布和温度分布状况。从反应床层的入口到出口,催化柴油的硫化物含量逐渐下降,且下降速度趋缓。在压力6.5 MPa、混氢量0.84%(m)、空速2 h~(-1)、进口温度633 K的条件下,位于床层高度0.15 m处出现最高温度点643.8 K,径向温差最大2.1 K,表明催化柴油管式液相加氢脱硫反应器催化剂装填合适的高径比为4~6。工艺条件的模拟结果表明:随着进口温度上升、混氢量增加、空速减小脱硫率提高,与实验数据吻合程度较好,说明模拟研究过程中采用的模型和控制方程准确性较高。     

微型直接甲醇燃料电池三维性能数值仿真

采用CFD软件对微型甲醇燃料电池(Micro Direct Methnol Fuel Cells,μDMFC)进行模型的建立和性能仿真,并比较了不同的流场结构设计对电池性能的影响.结果表明,蛇形流场结构比较点型和平行流场结构具有更好的电池性能,且由于甲醇的渗透,甲醇浓度增加时,会引起电流密度的有所下降.     

反应堆流场分析的数值模拟

运用CFD分析工具对反应堆内的流场分布进行数值模拟,给出反应堆燃料组件入口处流场的速度和流量分配情况.通过对计算结果的比较分析,对核电厂反应堆内的流动特性有比较全面的了解,从而为反应堆堆内构件的设计和优化提供分析依据.结果表明反应堆内流场采用CFD技术进行模拟计算是可行的.     

基于多核并行计算的无人机CFD数值模拟

随着计算机系统向多处理器多核架构发展,针对航空工程技术高精度大规模求解问题,提出了一种高效、准确的无人机CFD（Computational Fluid Dynamics）数值模拟多核并行计算方法。对典型机翼进行了串行解法和并行解法的数值校验,验证了以N-S（Navier-Stokes）方程为主控方程的数值求解方法的正确性。接着对比了串行计算和并行计算的时间、加速比等性能,最终获得了针对无人机整机的一种高效的并行计算方法,并对某无人机整机纵向气动特性进行了数值计算。采用FLUENT脚本记录功能,实现不同工况按编译顺序自动计算、保存数据和切换,提高了计算效率。从模块角度详细介绍了CFD串行、并行计算的工作原理,为采用并行计算的方法提供了依据。     

旋风除尘器流场仿真分析

为分析旋风除尘器的速度场和分离效率,通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法研究典型的旋风除尘器的强旋流场.用ANSYS Workbench提供的Geometry和Mesh软件进行三维几何建模和非结构网格划分,以高炉煤气的除尘为例进行流场仿真.湍流模拟采用雷诺应力模型,分离效率预测采用基于拉格朗日方法的离散相模型(Discrete Phase Model,DPM).通过分析压力场和速度场的分布,得到旋风除尘器中的内、外旋流结构;该结构并非完全稳定,涡轴存在一定的摆动.仿真结果表明选用的旋风除尘器模型对高炉煤气有良好的除尘效率.     

催化裂化汽提器的流体动力学数值模拟

提出了一种新型填料式汽提器,并采用气固双流体模型模拟了新型汽提器和传统汽提器内气固流体流动行为.模拟结果显示新型填料式汽提器在改善颗粒流动,提高颗粒分布均匀性和汽提器空间利用率方面要优于传统盘环挡板汽提器.     

面向CFD应用的Intel持久内存性能评估

在科学计算领域,数据规模随着数值模拟精度要求的提高而快速增长,以DRAM为主存的传统方案由于成本高而难以扩展容量,近年来越来越被关注的持久内存技术有望解决这一问题。持久内存是在DRAM和SSD之间的补充,相比DRAM,持久内存具有容量大、性价比高的优点,但是性能也相对较低。为测试持久内存的应用性能,面向科学计算的一个重要领域——计算流体力学(CFD),对Intel持久内存进行性能评估。实验中,持久内存采用了最易于使用的内存模式,源码不需要任何修改,测试程序涵盖内存基准测试和3种常见的CFD算法,实验结果表明,在内存模式下,对不同CFD算法,相比纯DRAM的配置,持久内存的引入会带来一定的性能损失,且该损失随数据规模的增加而增大;另一方面,持久内存的部署使单服务器能支撑超大数据规模的数值模拟。     

基于OpenCL的并行方腔流加速性能分析*

本文提出了一种使用OpenCL技术对方腔流问题进行加速计算的方法。在计算方腔流问题时,本文将其转换为Ｎ-Ｓ方程通过空间有限差分和龙格库塔时间差分求解,并使用局部缓存等技术进行GPU优化。实验在Nvidia和ATI平台对所给算法进行评测。结果显示,OpenCL相对其串行版本加速约30倍左右。     

基于Fluent的微型直接甲醇燃料电池阳极流场结构分析

微型直接甲醇燃料电池中阳极流场结构对电池的性能有着重要的影响。为了合理设计阳极流场结构,改善甲醇燃料在阳极流场中的分布,采用计算流体动力学(CFD)软件Fluent对微型直接甲醇燃料电池进行建模并仿真分析。分析比较了点型、平行和蛇形3种不同流场图案下得到的压降与流速分布,得出蛇形流场能够更有利于甲醇燃料的均匀分配。在此基础上分别建立不同流道宽度(800,400,200,100μm)的蛇形流场模型,通过仿真计算甲醇燃料的分布情况来分析其对燃料电池性能的影响,并结合实验结果进行对比得出流道宽度为200～400μm之间为优化值。     

一种新型下行管入口结构流体力学性能的数值模拟

提出了一种新型下行管入口结构,并采用计算流体力学对这种下行管入口结构的流体动力学进行数值模拟。对气固两相流采用双流体模型,其中采用颗粒动理学模型描述固相粘度和固相压力。模拟结果表明新型下行管入口区相对周围其它区域为负压区,气固初始接触区的流体被抽吸进入下行管。下行管入口段颗粒浓度在径向上的分布呈中心高、边壁低的分布,随着轴向位置的增加,颗粒逐渐向边壁方向扩散,使得颗粒浓度在径向上分布趋向均匀。气固初始接触区颗粒浓度相对较高。颗粒在下行管中运动历程可分为三个阶段：加速段、减速段和恒速段,这与气固并流接触入口结构的颗粒运动历程不同。     

基于CFD仿真的切向涡轮流量传感器结构优化

为降低切向涡轮流量计的测量下限,以25 mm口径机械式热量表为例,利用计算流体动力学（ CFD）仿真软件对传感器内部三维流场进行研究,提出了提高传感器性能的10种结构改进方案,并通过CFD仿真对优化后的传感器性能进行预测,选择出最佳方案。结果表明：结构参数改进后,测量下限由0.07 m3/h降为0.035 m3/h。     

低高径比气升式环流反应器Realizable k-ε模型数值模拟分析

气升式反应器因其结构简单,有良好的混合传热性能,便于操作等优点已广泛用于化工、生物化工等行业。本文利用商用计算流体力学软件Fluent,利用Euler-Euler双流体模型,重点针对好氧反应的特点,对一种具有低高径比(H/D=1.67)的环流气升式反应器内的气液两相流动及混合性能进行研究,描述出反应器内气含率和环流液速等参数的详细分布,分析模拟结果,气液速度分布和气含率分布等与实际情况基本吻合,从而证实了计算结果的有效性,为工业实际应用提供一定参考。