基于FLUENT振荡浮子式波浪能转换装置浮子的数值仿真

基于VOF模型,运用三种不同的造波方法建立了二维数值波浪水槽,并对其进行了比较,选取了在特定波况下较为合适的数值水槽。基于该数值波浪水槽,考察了波浪作用下的运动状态以及受力状态,为波能转换器的设计提供指导。     

水力旋流器内清水流场空气柱的三维数值模拟

本文依据计算流烙动力学（CFD）的计算方法,利用Fluent软件对带有空气柱的固-液分离用水力旋流器内清水流场进行了三维数值模拟研究。文章中首次采用“mixture”模型对空气柱进行模拟,模拟所得的流场与实测结果作对比,证明效果良好。本文的工作对进一步研究旋流器固-液分离现象提供了一定的基础和参考。     

粘性流场中船舶操纵水动力导数计算

以船舶操纵水动力预报为研究背景,通过对商用计算流体力学软件FLUENT的二次开发,采用其动网格技术以及后处理系统,对粘性流场中大型船舶操纵水动力导数进行了数值计算.船体按照斜航、不同舵角、纯横荡和纯首摇等状态做运动,得出随船坐标系下作用于其上的水动力及力矩.通过进行基于最小二乘法的曲线拟合,最终求得船舶操纵水动力导数.计算结果表明,纯横荡运动和纯首摇运动的水动力与运动无因次频率呈现较好的线性关系,间接验证了所提出的计算方法适用于复杂船舶运动的水动力导数计算.     

等离子喷涂枪喷嘴不同水冷方式的数值分析

为了分析等离子喷涂枪喷嘴水冷却系统的冷却效果,减少喷嘴的烧损现象,利用FLUENT数值模拟软件,基于计算流体动力学和数值传热学的方法,采用压力耦合方程组的半隐式算法(即SIMPLE算法),在保持喷嘴水冷却系统结构不变的情况下,设计了第1种水冷方式;通过调换进、出水道位置形成第2种水冷方式;在此基础上,理论设计了另外2种水冷方式,着重建模分析了喷嘴壁面温度场和其不同水冷方式下的速度场.通过比较得出了较合理的水冷方式,减少或消除了冷却死水区域,达到进一步冷却喷嘴的目的,同时分析了后2种方式应用于实际的可行性.分析结果表明,采用数值模拟技术能够比较准确地模拟喷嘴水冷却系统的有关特性,可进一步优化设计喷嘴水冷却系统.     

平板式固体氧化物燃料电池的建模与仿真研究

基于气流模型以及热模型利用流体力学计算软件Fluent,建立平板式固体氧化物燃料电池（SOFC）的计算流体力学（CFD）模型。模型中采用电化学反应控制方程、质量、动量和能量守恒方程描述电池内的传热传质等物理过程,并对电池内部的运行电压、温度以及各种极化分布情况,进行了数值模拟。研究给出了顺流平板型SOFC与逆流平板型SOFC情况下,运行电压、温度和极化的分布。结果显示逆流平板型SOFC可获得更好的性能,具有更大的电功率密度和燃料利用率。     

液态肥扭力靶式流量计的研制及试验研究

为了实时检测液态肥变量施肥系统中排肥口的流量,研制了一种液态肥扭力靶式流量计.采用力-扭力管-应变电压的转换方式设计了流量计结构,建立了流量与应变电压的数学模型;采用FLUENT软件分析了不同靶片形状和不同直径比对扭力靶式流量计性能的影响;制作样机并对扭力靶式流量计的性能进行了校验实验.实验结果表明,该扭力靶式流量计测量结果稳定可靠,可测流量范围为0.2m3/h~3.9m3/h,误差小于2.0%FS.满足液态肥变量施肥系统中流量测量的要求.     

轴流式止回阀的数值模拟

根据轴流式止回阀的结构特点,利用Solidworks造型软件对其流道进行三维造型,将造型导入到ICEM中进行网格划分,利用FLUENT对止回阀的压力降特性和动态特性进行数值模拟,通过对计算结果的分析,得出轴流止回阀具有节约能源、可以减小水锤作用等优点;应用FLUENT对几种流速工况下的流动进行计算,并与试验结果作对比,结果表明两者比较接近,验证了CFD/CAD的结合在工程应用中的有效性。     

救生舱舱门空气幕系统优化设计与试验分析

为采用空气幕阻隔矿用救生舱舱外有害气体,利用数值模拟技术建立了二维舱门空气幕模型,通过对不同的空气幕喷口宽度、送风角度及送风速度下的气幕流场进行分析,对有限气源下空气幕系统进行优化设计,通过试验和数值模拟分析,验证了有限气源下空气幕系统设计的合理性.该研究成果已成功应用于"KJYY-12/96"型矿用紧急救生舱.     

销钉机筒橡胶挤出机内胶料三维剪切效果模拟

利用CFD(计算流体力学)软件FLUENT,以单螺杆销钉机筒橡胶挤出机内熔融段和计量段的非牛顿流体为对象,对其三维剪切效果进行模拟.通过对比有销钉和无销钉情况下螺槽横截面上和不同半径圆柱截面上的剪切效果,发现销钉能加强对挤出机内的胶料的剪切作用,有利于减少螺楞根部的停滞区,并且每排销钉个数越多,对胶料的剪切作用越大;通过对整个流体区域内流场的体积加权平均剪切率对比发现,销钉能有效提高其平均剪切率14%~28%,并大幅减小剪切的不均匀性.     

非定常流场中机械胸鳍的水动力性能分析

针对刚性胸鳍建立了二自由度、三自由度的运动模型,通过对基于求解雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)方程的商用计算流体力学软件FLUENT的二次开发,采用动网格技术以及强大的后处理系统,计算了刚性胸鳍在粘性流场中的水动力性能.对于充分发展的湍流采用RNG k-ε模型,而对于近壁区流动采用壁面函数法进行处理.为克服数值模拟高雷诺数时的数值不稳定性,计算中采用了QUICK迎风格式.将数值计算结果与物理实验结果进行比较和分析得知,运用FLUENT软件求解该问题是切实可行的.