基于数字流场可视化方法研制的液体和气体速度测量仪

俄方发明了一项技术,该技术可在数字流场可视化的基础上对液体和气体流量的选定部分进行瞬时测量。此测量系统包括以下主要组件：     

阶梯式溢洪道水平面上时均压强试验研究

通过模型试验研究了阶梯式溢洪道水平面的时均压强,结果表明:阶梯式溢洪道水平面上可能产生负压,负压主要位于水平面上距离阶梯凹角0.2～0.5倍水平阶梯长度处;整个阶梯式溢洪道水平面上最大负压位于2#或者3#阶梯上,掺气均匀段阶梯水平面上基本没有负压产生;阶梯水平面上的压强具有间隔相似性;单宽流量越大,水平面阶梯上压强最大值越大、最小值越小.     

李官堡水源地地下水流场数值模拟及预测

随着工业规模的发展,各城市都面临着地下水资源如何科学利用的难题,北方缺水城市沈阳李官堡水源地就面临着新增工业造成的用水压力,如何对该水源地的水资源进行科学评价是合理取用水的前提。在对模拟区范围、边界条件和孔隙水介质进行概化和对水文地质参数及其他参数确定的基础上,将该区域地下水流系统概化为均质、各向同性、二维、潜水非稳定地下水流系统,运用GMS模型软件对研究区的地下水流场进行了数值模拟预测。通过模型识别和可靠性分析认为,所率定的模型参数符合实际且模型边界条件合理;预测认为该区域地下水资源量不能满足新增企业用水量9.8万m3/d的需求。该评价方法不仅具有应用和推广价值,而且具有为地下水资源科学规划提供科学依据的重要作用。     

警用脉冲防暴水炮管外动力过程数值模拟

为研究脉冲防暴水炮发射后在管外的动力过程,在Open FOAM软件上利用LES和VOF相耦合的方法对脉冲防暴水炮气液两相流流动过程作数值模拟。对水炮发射过程及其在距端口1.5m范围内的压力分布和速度分布做了分析。用SAMPLE软件对流场数据进行了采样,得到了用其它手段难以获得的数据。模拟表明,液柱形状急剧变化,首先形成蘑菇形,接着被压缩成半球形,在球形内部压力的作用下,半球形液弹被压缩成弧形。压力的作用距离集中在距端口300mm范围内,并很快降到了0.4MPa以下,其间因为压力有一个二次突然释放的过程,造成了二次喷射现象。速度是一个急剧先增加后减小的过程。所采用的圆柱式喷嘴使压力和速度下降太快,不利于提高水炮射程,需要改用其它类型的喷嘴。     

超音速扩压器喷雾冷却数值仿真研究

为了探讨研究喷雾冷却中冷却水流量、喷射速度及喷嘴轴向分布位置等因素对超音速扩压器壁面温度的影响,借助CFD计算软件FLUENT,采用标准k-ε湍流模型,对喷雾冷却下超音速扩压器内流场进行了数值仿真。通过计算,得到了扩压器内压强分布及壁面温度分布。分析了喷雾冷却中冷却水流量、喷射速度及喷嘴轴向位置对超音速扩压器壁面温度的影响。研究表明：随着冷却水流量的增大,扩压器壁面温度降低。同时,扩压器入口处静压升高,对应仿真高度降低;减小冷却水喷射速度,可以有效降低扩压器入口处壁面温度;喷嘴的轴向分布位置对扩压器壁面温度有较大影响,仿真结果证明,喷嘴沿轴向呈对数分布有利于降低扩压器壁面温度。     

基于二重差分法的光流场运动检测

对视频图像序列中运动目标的检测,是计算机视觉领域长期关注的问题.传统的Horn-Schunck光流算法非常耗时,不利于在视频图像序列中做实时分析,故提出采用结合背景差分法与帧间差分法的二重差分法(DS)来做光流算法的预处理.实验结果也表明二重差分法的光流算法(DSOF)比单纯用Horn-Schunck方法计算光流效率更高,用时更短,能更好地满足对视频图像序列做实时运动检测分析的需求.     

排气口与排尘口直径对旋风分离器性能影响的对比分析

针对排气口与排尘口直径对旋风分离器流场及分离性能的影响,通过数值模拟,分析缩小排气口与增大排尘口直径下不同旋风分离器的切向速度、轴向速度、压降、分离效率的变化情况。研究结果表明：缩小排气口直径,旋风分离器内部切向速度和轴向速度整体增大,内部涡流直径缩减,显著提升旋风分离器的分离能力,且对于颗粒粒径越小的颗粒分离效率提升越显著,但旋风分离器内部压降损失也会随着排气口直径的缩小而急剧增加。增大排尘口直径,当出口直径增大为0.5D时,整体切向速度会略微减小,外旋流部分轴向速度增大,旋风分离器的总分离效率会得到提升,内部压降损失会降低。继续增大排尘口直径到0.625D,对旋风分离器内部流场及分离性能影响不大。     

流场动态可视化平台关键技术与应用

流场模拟是计算机仿真模拟的热点和难点,是展现水流动态变化过程、辅助寻求水流运动变化规律的重要手段。流场可视化技术的应用可以有效提高水流信息表达的直观性与综合性。本文以北江航道水流可视化为例,开发了浏览器/服务器结构的航道水流可视化平台,重点研究了平台中基于图像的流场可视化技术,采用渲染到纹理技术和通用图形处理器计算中的乒乓技术实现了流场可视化的融合,采用基于视点动态渲染的方式有效解决了水流细节层次的表现问题。在北江航道水流可视化应用中流场动态显示效果流畅,运行帧率达60帧左右。该流场可视化实现方法可以为网页端流场可视化实现与应用提供参考。     

从烟气流场入手治理空预器堵塞

空预器是火电发电中最重要的辅机之一,随着脱硝系统的投入,特别是超低排放改造后氨逃逸的增大,空预器NH₄HSO₄堵塞问题越发显现。西南地区燃用高硫煤的煤电机组普遍存在空预器严重堵塞,造成火电机组风机电耗大幅增加、机组带负荷能力受限、燃烧波动等问题。习水能源公司从烟气流场入手,结合脱硝反应器入口流场优化、脱硝反应器出口(即空预器入口)烟道流场优化等技术修复和运行调整优化,使得#2机组空预器防堵效果显著,满负荷情况下空预器烟气差压由3.5 kPa下降至2.0 kPa,且能保持满负荷2.0 kPa差压不上涨。每年每台机组节约厂用电约1200万kWh,折合费用约为500万元。该项目成果可在西南地区燃用高硫煤机组中推广应用,将产生巨大经济效益和社会效益。     

普通钟罩型绝缘子积污特性模拟研究*

普通钟罩型绝缘子在输电线路仍具有不可替代的重要应用,以XP 70型绝缘子为研究对象,利用仿真软件建立多物理场耦合模型,分析绝缘子附近流场与绝缘子表面所受压力后得到如下结论：空气场在经过固体绝缘子时将在绝缘子下表面凹槽部分产生低速涡流区,该区域有利于固体颗粒的降落沉积;绝缘子迎风侧与背风侧所受绝对压力大小相等,气体在经过绝缘子时将在背风侧发生回流,该区域速度较低,易于污秽颗粒的沉积。