壁纸包装机烘箱温度场模拟及结构改进

目的采用有限元数值模拟方法分析壁纸包装机温度场的均匀性,以提高包装质量。方法创建包装机烘箱三维模型,通过FLUENT对工作过程温度场进行模拟分析,针对分析结果中的影响因素进行结构改进。结果得到了壁纸包装机烘箱内部温度场的分布情况,找到了影响烘箱温度场均匀性的因素,通过对壁纸包装机烘箱结构进行改进,提高了内部温度的均匀性。结论通过对烘箱内部喷风口和出风口结构进行部分改进,有效地改善了烘箱温度均匀性,提高了包装效率。     

涂布干燥气悬浮烘箱腔体计算机模拟与仿真分析

目的 从5种不同的涂布气悬浮烘箱腔体中,选出性能最佳的腔体结构方案。方法 通过对5种气悬浮烘箱腔体三维建模,应用Ansys软件的Fluent模块,设定5种模型实际使用时的边界条件,模拟5种烘箱的工作情况。结果 借助设定的辅助平面、辅助线段,得到了5种烘箱工作时的腔体内部热风轨迹图、烘箱不同位置的风速等高线图。结论 通过比较模拟结果,确定了均风导流隔板型烘箱腔体的工作效果优于其他烘箱结构。     

凹版印刷机YF93烘箱流体分析及参数优化

针对凹版印刷机中烘箱内热风动力学性能及烘箱结构尺寸直接影响印品干燥效果问题,应用流体力学对烘箱内热风流态进行运动学、动力学及能量分析,采用计算流体力学方法对现有烘箱进行热风动态仿真与热风量化分析。仿真结果与实验数据表明,采用计算机仿真方法对烘箱结构进行流体动力学分析切实可行。通过计算与仿真分析,可明确烘箱内部工作状态,确定并优化关键工艺参数。研究结果可为凹版印刷机烘箱结构改进及优化提供理论依据。     

水性油墨热风干燥过程数值模拟分析

目的 探究不同烘箱温度和风速对水性油墨干燥过程的影响。方法 对水性油墨热风干燥过程进行数值模拟，分析不同温度和风速下的油墨干燥状态，设置烘箱在5个不同水平风速和温度下，使用同一种油墨和纸张进行烘干实验。然后从样本的耐摩擦度、动摩擦因数和静摩擦因数来检测油墨的干燥质量。结果 数值模拟结果表明了水性油墨干燥符合两阶段干燥原理，温度和风速会影响油墨内部水分流失和温度传递。对数值模拟结果进行了实验验证，在温度为60 ℃和风速为7 m/s时具有良好的干燥质量，过高或过低的风速和温度都会降低质量。结论 温度与风速会影响水性油墨的印刷质量，提升或降低温度和风速并不会提升干燥效果，为实际生产中干燥参数的设置提供了依据。     

FR-300 凹版印刷机干燥箱数值模拟与改进

目的对FR-300凹版印刷机干燥箱进行数值模拟与改进研究,为企业提供改进模型最优的方案。方法采用数值模拟方法,建立干燥箱的三维物理模型,对干燥箱内部的速度场、压力场及温度场进行研究。得到干燥箱热风流动迹线图及切面迹线图,并针对其内部热风流动特性和结合干燥箱结构特点,对干燥箱排风口结构进行改进,确定新的干燥箱结构。结果改进后的干燥箱对印品的干燥效果更佳,出口压力更小(-330 Pa和-150 Pa),更有利于负压风机的选择。结论为干燥箱的设计及改进研究提供了参考。     

钨合金动态力学性能的三维数值模拟研究

采用数值模拟的方法对钨合金在冲击载荷作用下的动态力学响应进行了研究。运用有限元动力分析程序建立了具有典型微观结构钨合金三维有限元单胞模型,对钨合金在拉伸载荷作用下的动态力学性能进行了数值模拟研究,分析了应变率对其力学性能的影响,给出了不同应变率条件下单胞模型的应力和应变分布云图,在与实验结果对比的基础上验证了该有限元模型的可靠性。     

基于CT的准脆性材料三维结构重建及应用研究

准脆性材料的结构及其细观组分的力学性质决定了材料的力学性质及破裂机制,在数值模型中尽可能准确的考虑材料的真实结构已成为了数值计算与数值模拟发展的一种趋势。该文以混凝土为研究对象,借助于先进的CT技术获取混凝土内部结构切片图像,利用数字图像处理技术实现了基于CT图像的混凝土材料结构的识别和表征,并针对CT图像具有颜色亮度不均并呈环状分布的特点,提出了环状分区与分割阈值自动识别相结合的CT图像分割算法;在此基础上,建立了基于位图矢量化理论的三维实体材料结构模型的重建方法和三维网格化材料结构模型重建方法,并将三维网格化方法建立的材料结构模型与三维岩石破裂过程分析系统RFPA3D结合进行了初步应用,对混凝土单轴压缩破裂过程进行了数值模拟。通过数值试验与物理实验结果对比发现,考虑混凝土骨料真实分布的数值实验结果与物理实验具有一定可比性,数值试验结果从得到的力学参数和破裂模式方面比较接近于物理实验结果,为深入研究混凝土、岩石、复合材料等力学特征提供了一种可行的研究思路。     

高雷诺数下单圆柱绕流的DES三维数值模拟

采用Spalart-Allmaras基的DES模型对不同雷诺数下单圆柱绕流的湍流流场进行了三维数值模拟,取雷诺数Re=2×104,1×105,3×105和1×106,数值模拟研究分析了流场形态,给出了阻力系数及升阻力频谱,并与前人的实验和其他方法模拟的结果进行了对比.结果显示,它们与实验数据一致且图形的三维特性明显,这也验证了DES方法在高雷诺数时在圆柱绕流模拟方面的准确性.     

智能坐便器流噪声数值模拟及实验验证

以某款智能坐便器为研究对象，利用逆向工程技术进行建模，获得智能坐便器三维模型。采用Fluent和LMS Virtual. Lab联合仿真方法，对智能坐便器虹吸破坏时刻流噪声进行数值模拟，并通过实验对模拟结果进行了验证；基于数值模拟结果分析了智能坐便器空间声场指向性分布。结果表明：采用联合仿真方法对智能坐便器虹吸破坏时刻的流噪声进行数值模拟，各主要监测点噪声数值模拟结果与实验结果偏差均在7%以内，验证了方法的可行性。该智能坐便器空间噪声辐射有明显指向性，辐射噪声频谱图表现为宽频特性。研究结果可为后续智能坐便器降噪优化提供一定参考。     

L型异型材气辅共挤胀大及变形的数值模拟和实验验证

以L型双层共挤异型材为研究对象,采用Phan-Thien and Tanner(PTT)本构方程对该模型进行了三维等温数值模拟,并使用聚丙烯(PP)对该模型进行了实验研究,对比分析了数值模拟结果与实验结果。研究表明,气体以及重力的影响将使气辅共挤异型材制品截面积偏小;数值模拟和实验结果均表明气辅技术能有效减小异型材共挤过程中的挤出胀大和变形,提高共挤异型材制品的质量以及简化异型材共挤口模的设计。     

基于康达效应的热缩烘箱流场分析及结构优化

目的对壁纸包装机烘箱进行建模与分析,优化烘箱结构。方法基于流体力学,建立热收缩烘箱的能量方程和运动学方程。通过数值计算得到烘箱流场分布及仿真云图,进而研究烘箱喷口、底面、回风口的流场分布及对热缩性能的影响。基于计算结果,进行回风口尺寸和结构的改进与优化,对多种拟定的改进结构进行分析计算,提取计算数据并对比确定相对最优模型。结果将确定的最优改进模型加入烘箱中进行整体模拟计算,提取优化后的计算数据,完成结构优化设计。结论优化后的壁纸包装机烘箱结构在一定程度上改进了原结构中存在的不足,能够较好地满足壁纸包装工程中的工艺需要。     

水冷机柜散热系统风道结构设计优化分析

用三维流场仿真软件对水冷机柜的风扇散热系统流场特性进行了数值模拟计算,并进行了实际测试,验证了不同的结构对水冷机柜散热流场的影响,从仿真计算及实验测试两方面证明了风道结构优化方案的合理性.研究表明,经过风道结构的优化,系统风量提高22％.风扇系统风道结构的优化设计,可以有效提高系统散热风量.     

空调器柜机多翼离心风机扩压口的优化设计

以某型号柜机为研究对象,采用CFD模拟技术对柜机室内机的风道系统进行三维数值模拟,通过分析风道的气流组织情况、改进原机多翼离心风机扩压口的型线、优化风道内部流场达到增大整机循环风量的目的。数值模拟结果显示,改进后的风机的风量比原机的增大5.1%。根据数值模拟结果制作手板进行实验验证,通风量由1 145 m3/h增加到1 199 m^3/h,增幅为4.7%,实验结果与数值模拟结果具有较好的一致性。     

SPR+UPS+UPR并联机构的逆运动学和工作空间分析

目的 获得悬浮烘箱内具有提高风场均匀性和风刀出口气流均匀性的导流板结构,完成烘箱体结构优化。方法 采用SolidWorks软件对烘箱风室的流体域进行建模,提取现场测试数据作为边界条件,利用Fluent软件完成风室稳态流场的仿真计算。根据计算结果提出结构优化方案,并将优化结果进行对比。结果 加入导流板结构后,烘箱风室风场和风刀出口处气流的均匀性均得到了提高。提出的4种结构优化方案中,加入曲线型导流板的风室风场更为均匀,各风刀出口处气流的平均速度均方差由0.25降至0.03,总体平均均匀度由80.7%提升至92.3%。结论 曲线型结构导流板的导流效果优于直角型结构的导流板,能有效提高风室风场和风刀出口气流的均匀性,保证极片烘干效果的一致性,并为烘箱体的结构优化与设计提供理论基础。     

包装印刷设备的风嘴流场分析及优化

目的对包装印刷设备风嘴附近流场区域进行数值仿真分析,并以此为依据对其进行外侧风嘴角度的优化。方法以计算流体力学为理论基础,按照实际设备烘箱结构进行模型构建、网格切分、数值计算、特征评估,分析流畅特性,并以承印物表面为依据确定最优参数范围。结果获取了风嘴至承印物之间的流场分布,并对承印物表面的温度场、速度场、压力场进行了全面评价,获取了均值、方差、极差等主要特征。结论风嘴排列结构的外侧风嘴角度对温度场、速度场、压力场分布有着明显影响,最佳角度为150°或120°附近,应避免出现在135°附近。     

非光滑表面加工机器人建模及热辊压工艺研究

针对油气管道内壁涂层减阻结构加工问题,提出一种能在管道内壁涂层表面加工出仿生非光滑表面减阻结构的方法。建立管道内壁辊压加工机器人结构模型,对双凸轮组件运动情况进行动力学分析,结合材料的流动特性,分析聚合物涂层材料在玻璃态转化温度附近的流动特性,建立聚合物黏弹性数学模型,利用黏弹性模型描述聚合物涂层的流变行为,采用数值模拟方法,研究热辊压过程中控制参数对热辊压后表面质量的影响,在辊压速度为0.5、1.0、1.5 rad/s三种情况进行辊压实验。结果表明:聚合物材料的流动变形量在保持温度不变的情况下,随着时间的增加而增加,在结束时刻,涂层凹坑形貌的回弹现象伴随着温度的降低而停止;在恒定辊压速度下,聚合物涂层凹坑的复制率随温度的升高而增大,温度较高时,蠕变速度加快,在辊压温度为150℃的2T/3时刻,聚合物涂层凹坑的形貌效果最佳,在辊压温度较低时,延长保压时间可达到相同的填充效果;在辊压速度为0.5 rad/s时,辊压后凹坑形貌与理想凹坑形貌最为接近,表现出较好的聚合物时间依赖性。     

示踪气体混合均匀性的试验研究

为探讨示踪气体与被测气体实现均匀混合的条件,以CO作为示踪气体,以空气作为被测气体,在直径为0.300 m的90°弯曲管道内对示踪气体与空气的混合均匀性进行了试验研究.结果表明,在本试验条件下,当混合气体流速大于3.2 m/s时,在弯管下游的12D(D为管道内径)和15D处,示踪气体的径向和轴向平均体积分数误差小于4%,示踪气体的实测平均体积分数与理论值趋于一致,可认为示踪气体与空气的混合达到了均匀.因此,工业气体的管道输送过程中采用示踪法校准气体流量计时,可在满足上述条件的位置处作为取样点.     

空调室内机换热器的整体数值模拟

本文对贯流风机和换热器组成的整体室内机进行结构设计,建立了室内机的三维数值模型,以干空气和水蒸汽两种流体为流体介质,并利用CFD软件在设计边界条件下做三维流场数值模拟,主要分析了三维的室内机定常等温流动的性能参数和内流特性。采用密度干扰方法对水蒸汽的凝结参数近似处理,用Fluent中的UDF（用户自定义函数）予以实现,确定出了空调器室内机的流量——压降等外特性曲线,与实验数据匹配较好。     

热固性树脂基复合材料热隔膜成型过程数值仿真

为研究制件成型过程中的层间滑移情况及固化后的回弹变形,首先,利用自行开发的热隔膜成型装置制备了热固性树脂基复合材料C型制件。同时,针对热隔膜成型过程建立了三维数值仿真模型;该模型由3个复合材料固化过程子模型构成,包括热-化学模型、层间滑移模型和固化变形模型。然后,在此基础上将固化过程中复合材料性能的时变特性引入到仿真模型中,并将仿真结果与文献中的实验结果进行比较。最后,利用建立的仿真模型对热隔膜成型过程进行了数值模拟,并与实验进行比对,重点研究了成型过程中温度、固化度分布、层间滑移以及固化变形情况。所得结果证明所建立的数值模型对热隔膜成型过程的预测具有较高的可靠性及准确性,可以为后续热隔膜成型参数优化和模具修正提供参考。