失速翼型气动性能及噪声特性计算

基于计算流体力学、数值研究风力机叶片翼型失速条件下的流动转变。目前大多数CFD商业软件采用的湍流模型假设翼型表面边界层完全湍流,而实际上存在流动状态由层流到湍流过渡;因此导致了数值研究结果与实验偏差较大。为预测不可压缩流动下翼型表面层流到湍流的过渡,采用K-w SST模型分析NACA0063翼型失速流动过渡行为,并与S-A湍流模型计算结果和风洞实验数据比对。为评价翼型气动噪声水平,同时对翼型自身噪声进行计算和研究。     

静态混合器流体力学性能的CFD模拟

针对立交盘静态混合器的流体力学性能,采用计算流体力学方法对混合器内牛顿流体的流动状况进行了研究,得到了流体流经2个混合元件的流场变化和压降情况.所选的6个截面的速度分布复杂多变,显示出与混合器结构相对应的周期性.采用激光多普勒测速仪测定了轴向速度的实验数据与模拟结果吻合较好.对于压降的模拟在装有10个立交盘静态混合器的管路中进行,研究发现50＜Re＜500为所研究系统的流动状态从层流向湍流转变的临界区间.     

微细管内流动特性的数值分析

通过结合实验数据的数值计算方法研究了微细管道内可压流动的流动特性,提出了改进的表面粗糙度粘性系数模型,将表面粗糙度的影响引入计算模型中,计算结果与实验数据符合较好,说明表面粗糙度是影响微细管道内气体流动特性的重要因素。扩张管的计算结果表明在Re>450时,流动开始由层流向湍流转捩。因此微细管内流动的数值模拟需综合考虑粗糙度的影响以及流动的提前转捩,才能得到与实验比较吻合的计算值。     

垂直管内气固两相湍流模型及其数值计算

分析了气固两相湍流在垂直管道内的流动．利用热力学守恒气固两相湍流模型,考虑流体流动为高雷诺数的情况,建立了垂直管道内二维气固两相湍流流动模型．使用ＳＩＭＰＬＥＲ算法,利用气相与固壁无滑移、固相与固壁有微小滑移的条件,计算了一种实际流动,得到了满意的结果．计算结果表明,因为固粒的脉动,使气相的湍流场更加趋于平缓．     

往复式压缩机管道系统气流脉动的数值与实验研究

通过实验和数值分析研究了两台往复式压缩机并机运行时管道系统中关键部位的气流脉动,根据计算流体动力学(CFD)方法建立了管道系统流体动力学模型,提出了合理的边界条件,分析了层流和湍流两种模型下管道系统中的气流脉动。通过实验数据对比发现,采用CFD方法中的湍流模型计算管道气流脉动比层流模型更加合理,进而研究了3种不同湍流模型下的气流脉动特性和压力不均匀度,结果表明,标准k-ε湍流模型在计算管道系统气流脉动时最为准确,并适用于研究分析不同转速的压缩机并机运行时管路间的相互影响,及各管路中气流脉动随压缩机转速变化的规律。     

双辊铸轧铸嘴内部铝液流动的三维数值仿真

针对在常规铸轧条件下结构型式完全不同的2种铸嘴,根据实际工况,分别应用层流模型和低雷诺数的k-ε湍流模型,用商业软件CFX(version 4.2)对铝液在其内部的流动进行了三维数值仿真.研究结果表明:对于应用层流模型的铸嘴结构,其内部铝液流动的仿真结果与水模实验结果基本一致;对于应用低雷诺数的湍流模型的铸嘴结构,其内部铝液流动的仿真结果能较好地为铸嘴结构及参数的改进提供依据.尽管2种铸嘴结构的差异很大,铸嘴入口处的流动状态不同,分别处于层流和湍流的状态,但铸嘴出口处沿铸轧方向的流速分布规律在铸嘴宽度和高度方向非常相似.     

湍流模型对结晶器内流场数值模拟结果的影响

以Fluent 6.3为计算平台,采用数值模拟的方法研究了5种常用湍流模型对电磁制动下连铸板坯结晶器内钢液流动计算结果的影响,并与水模型和实测结果进行了对比.结果表明:标准κ-ε和低雷诺数κ-ε模型的计算结果与实际流场较为接近,而重整化群κ-ε和剪切应力输运κ-ω模型与实际流场相差较远.不同湍流模型计算得到的弯月面形状...     

矩形微细通道内流场的可视化实验研究

以蒸馏水为工质,水溶伊红为着色剂,对水力直径为419.2μm,相对粗糙度为3.86%的矩形不锈钢微槽内流动流态进行了可视化实验研究.经光学显微镜放大后由CCD相机拍摄,得到了不同Re数下矩形微槽内的流型图,同时测量了微槽内的摩擦阻力系数.可视化实验表明随Re数增大,出口段、中间段及入口段依次出现层流向湍流过渡,层流向湍流过渡是渐进的、连续的.摩擦阻力实验表明无论层流区还是过渡区,摩擦阻力系数均高于传统理论预测值,由于转捩提前层流区摩擦阻力系数随Re数增大,与传统理论预测值偏差越大.可视化实验与摩擦阻力实验均表明层流向湍流过渡的临界Re数在1 500左右.     

VD真空系统原理与系统改造

针对蒸汽喷射泵抽真空系统能耗高、维护量大等缺点,使用干式机械泵组成的真空系统开始受到广泛关注。基于包钢实践,该文对干式真空系统原理、构成与工作过程进行了解析,详细介绍了其自控与软件系统的特点,并对其目前的工作效果给予了客观评价。其中,在100t VD上对原来蒸汽泵组进行改造,改用干式真空泵后节能效果达95%,且实现了免维护,提升真空系统稳定性。     

非结构网格在周期性充分发展流动数值模拟中的应用

为了解决周期性充分发展流动数值模拟的计算复杂性，该文提出了非结构网格上周期性边界进出口条件相互回代的方法。应用此方法对横掠叉排管束周期性充分发展层流流动进行了数值模拟，并将其结果与流动进口内8个管束层流流动的充分发展区域的数值模拟结果进行了比较，得到了较一致的结果。实验表明：单周期上进出口条件相互回代的方法可以替代多周期的数值计算，从而简化了计算过程，节省了计算时间。     

基于EPANET的桐梓隧道反坡排水设计和分析

为提高桐梓隧道反坡排水系统管道水力计算精度,确定排水管道流速和节点水压力分布及水头损失,模拟不同类型水泵组合和排水方式,基于EPANET建立桐梓隧道反坡排水模型,通过控制管道流速和末端水压力,实现对整个排水系统的设备选型和动态模拟.结果表明:与常规计算方法相比,EPANET隧道反坡排水模型在水力计算时考虑了实际高程及局部水头损失,总水头损失计算准确度提高50％以上,设计流速与实际流速一致,并能得出管网系统动水压力分布.可见EPANET可以对不同水泵组合模拟抽水分析,为隧道反坡排水设备选型和水力计算提供参考.     

室外真空排水设计参数与计算

与传统重力排水系统相比,室外真空排水系统在地形复杂、地面起伏大、坡降小、地下水位高、环境要求高等特殊地区的运用中占有明显的优势.具有管道可随地形铺设、管道埋深浅、土方开挖量少、排水管道的管径小、流速大、所占空间小、无需设置检查井、无臭气向环境溢散等优点.通常室外真空排水系统工作压力为-55～-65kPa,主要用来克服真空接触阀的开启以及从用户终端到真空站传输污水的阻力,可将污水提升4.0～5.0m.室外真空排水系统在特殊地区的运用能从环保、投资方面解决传统重力排水系统的难题.通过分析室外真空排水系统的工作原理,采用理论计算与实验相结合的办法,推导和验证了室外真空排水系统的运行参数和技术条件.阐述了室外真空排水系统管网系统服务范围、管道的敷设形式、连接方式、弯曲半径和系统设计参数,并给出了计算方法,为进一步研究和应用该技术提供参考依据.     

室外真空排水系统与关键技术

真空排水系统改变了室外污水管网单一的重力输送污水的传统模式,污水在真空排水系统中以一定的真空压差输送,系统管道只需保证覆土深度而不要求坡度进行敷设,具有与其他专业管线协调灵活,管径小、流速大、施工方便、投资低、不堵塞、卫生无臭气等优点.适用地形复杂、地面起伏大、坡降小、地下水位高的地区.真空接触启动、真空保压设备、系统安全监控以及系统的设计计算是真空排水系统的技术关键.     

真空堆载联合预压法的渗流分析

从巴隆的等垂直应变方程组出发，结合真空堆载联合预应法的特点，建立了真空堆载联合预压的渗流模型，给出了渗流的基本方程及其解析解。同时，结合公路路基分级施工的特点，推导出分级加荷条件下的渗流量计算公式，应用该公式可以核算真空泵配置的台数，推求地下水位下降量和渗透水压随深度的变化。为进一步降低抽真空用电量提供了依据。并以一工程实例加以验证，算例表明计算值与实测值较为吻合。     

大放气量小流导真空系统设计探讨

本文通过模拟电容器真空压力浸渍工艺放气实验，探讨了真空系统抽气性能受流导限制的特点。分析了大放气量状态下，真空系统压强变化与其对应抽气时间的特性并设计了满足电容器生产的单抽单注的真空压力浸渍工艺真空系统。     

油田多通路集输管网基于图的遍历算法

油井产出液经多通路油气集输管网输送到集油站,当油井生产动态发生改变时,会影响集输管网内的流量、流向以及压力分布,从而影响油井的产量以及管道使用寿命,所以需要建立能够遍历计算出集输管网内上述参数的方法.实际生产中,多口油井公用集输管网,有枝状、环状或两者组合.环状管网相较于枝状管网,由于其拓扑结构复杂,公用管道内流体流向...     

含气抽油机井套管气释放时机的确定

以含气抽油机井生产系统为研究对象，在分析其工作状况的基础上，根据能量守恒原理，采用节点系统分析方法和多相管流的相关公式，建立了确定含气抽油机井套管气释放时机的计算模型，编制了相应的软件并进行了实例计算。结果表明，套管气释放时机可通过井口套管压力值与油井动液面深度的变化关系进行预测，这样就简化了目前现场释放套管气的工作程序，为及时、准确地释放套管气，保证油井正常、高效生产提供了技术方法     

弹性/黏弹性混合管道瞬变流参数校核方法

为探究弹性管道与粘弹性管道串联混合连接的管道系统瞬变流压力波动的影响规律,设计并搭建了弹性/粘弹性串联混合管道系统瞬变流实验台,分别是镀锌钢管、镀锌钢管与聚丙烯（polypropylene,简称PPR）管混合管和镀锌钢管与聚乙烯（polyethylene,简称PE）管混合管。在不同初始流量情况下,分别对三种管道系统进行了瞬变流实验,基于实验数据,对粘弹性管道瞬变流模型结合一维拟稳态摩阻模型的参数进行校核,并提出了混合管道瞬变流参数校核方法。结果表明：使用粘弹性管道替换部分弹性管道会使得瞬变流压力波峰值衰减幅度下降,钢管/PPR混合管道相比钢管/PE混合管道具有更大的下降幅度。改变初始流量不会引起压力波相位发生改变,其对粘弹性效应产生的影响可以忽略不计。此外,应用一维拟稳态摩阻模型可以较准确地模拟混合管道瞬变流的压力波动过程,本文所提出的混合管道瞬变流参数校核方法可简便且准确地校核混合管道瞬变流参数,为工程中混合管道瞬变流的数值计算提供参考依据。     

往复真空泵节能问题的探讨

往复真空泵是我国生产最早的一种真空泵,距今已有50余年的生产历史,由于往复真空泵在粗真空范围内抽速大、抽气效率高,同时能在较差的真空环境中工作,泵的使用寿命长、工作可靠,所以在应用上经久不衰,据统计我国年产果超过8000台,在役泵超过5万台,是一种量大面广的真空获得设备,往复真空果广泛用于化工、石油、制药、食品等各工业单位,因此对往复真空泵的节能越来越受到人们的重视,本文着重介绍果的功率计算及实现节能的方法和途径。     

非牛顿流体充填料浆的管输摩擦阻力预测

在矿山充填采矿中,充填料浆在管道输送中的阻力损失计算是一重要环节.为探索采用摩擦阻力系数模型简单高效地预测充填料浆管输阻力损失的方法,按照流态分类,总结了7种常用的非牛顿流体的摩擦阻力系数模型,结合一个具体案例分析讨论了模型的正确使用.结果显示,选取模型时必须先考虑工程实际的流体类型和流态;对于最常见的宾汉塑性体的层流运动,使用Darby-Melson模型和Swamee-Aggarwal方程可近似替代Buckingham-Reiner方程,其预测的沿程阻力损失与实际监测十分吻合,是宾汉塑性体层流流动首选的阻力预测模型,而Danish-Kumar模型则过低估计阻力值,适合赫德数较大的流体.实际监测中的速度、沿程阻力波动原因与料浆配比的波动、骨料变异性、料浆非均匀性和充填采场倍线大小等因素密切相关且不可避免.对于层流紊流过渡区流体的沿程阻力预测仍是工程难题.