水射流切削钴结壳性能研究

建立了水射流系统的动力学模型,通过仿真研究获取了水射流系统参数与水射流切削性能的作用规律．仿真结果表明：水射流的有效作业距离为水射流的等速区长度;水射流的工作压力越高,水射流的出口速度越大;喷嘴的轴向射流速度变化与围压无关．开展了水射流切削钴结壳模拟料性能实验研究．实验结果表明：水射流切削钴结壳模拟料时存在一个门槛压力...     

无排放加注影响因素的试验研究

通过搭建低温液体无排放加注试验台，定量控制进液温度、进液流量、初始壁面温度、加注结构和加注高度5个影响因素，并分析了其对加注特性参数（压力、最终充满率和加注时间）的影响规律.结果表明：进液温度、初始壁面温度对接收容器内压力产生正面影响；进液流量影响加注时间，而加注高度和加注结构对无排放加注产生综合影响.     

微通道内气体流动参数化数值模拟

基于ANSYS Fluent软件,对微通道内气体在不同压力驱动下的流动做参数化数值模拟分析,得出不同克努森数(Kn)的通道出口截面速度分布图和质量流率,并将仿真结果和理论研究进行比较,分析微通道内气体流动特性与宏观流动的异同,研究稀薄气体效应.模拟结果表明:在微通道中,连续介质假设失效;当微系统特征尺度很小或者工作压力很小时,微通道内的气体具有较大的Kn,出现明显的稀薄气体效应;Kn越大,稀薄气体效应越强烈;稀薄气体效应导致固壁边界的滑移速度和质量流率变大.     

小型前弯离心风机叶轮参数优化

为了提高小型前弯离心风机的气动性能,以汽车座椅通风用离心风机为研究对象,采用数值模拟与正交试验相结合的方法,研究叶片数、叶片出口角、叶片进口角以及叶片厚度对离心风机气动性能的影响. 基于小风量风机性能实验台,验证数值模拟结果的正确性. 选取三水平正交表L9（34）进行此次试验,建立了9种不同参数组合下的叶轮模型,以最大静压为优化目标,采用计算流体动力学方法,得到了最佳离心风机参数组合. 对优化前、后离心风机内部流场的压力与速度分布进行了对比分析. 由正交试验结果分析可知,各参数对离心风机最大静压影响的主次顺序为叶片出口角、叶片进口角、叶片数和叶片厚度;达到最大静压的参数组合为：叶片数55,叶片进口角95°,叶片出口角125°,叶片厚度0.8 mm. 优化后离心风机的无因次特性曲线优于原有风机,在高效率区域静压可提高3.78%~10.67%,具有更好的气动性能. 对比优化前、后离心风机内部流场的压力与速度分布可知,优化后的离心风机内部流场分布更加均匀,在叶轮进口处低压区的压力更低,速度更大,更有利于气流的进入.     

横向摆动对深海采矿扬矿管输送特性的影响

为研究横向摆动对深海采矿扬矿管输送特性的影响,探究提高输送系统工作稳定性的方法,采用以颗粒动力学为基础的双欧拉模型和Fluent软件对横向摆动工况下的扬矿管内固液两相流进行模拟仿真,研究摆幅对管道压力损失梯度、出口处颗粒平均体积分数、颗粒体积分数沿径向分布以及颗粒轴向速度分布的影响。研究结果表明:管道摆动使压力损失梯度和出口颗粒平均体积分数呈周期性变化,摆幅越大,二者幅值变化越剧烈;随摆幅的增加,颗粒体积分数沿径向分布不均匀程度越严重,离管壁越近,颗粒聚集程度越高,最高体积分数达到30%;除管壁附近外,摆动工况下颗粒轴向速度沿管径基本呈线性分布,摆幅越大,轴向速度径向分布梯度越大,径向不对称性越严重。     

膏体推进剂在热管道内流动的建模与仿真

为研究膏体推进剂供给管道受热后对推进剂的热稳定性及流动性能的影响,针对膏体推进剂在热管道内的流动情况,结合不可压缩N-S方程及幂律本构关系进行建模与仿真,获得膏体推进剂在热管道内的流动特性,分析了其流动时的受热状况.仿真结果表明:膏体推进剂在热管道内的流速比在普通(绝热)管道快,并且管径和入口速度越小,流速增大越明显;近壁面膏体推进剂加热层厚度随着流速的增大而减小,随管径的增大而增大.     

脉冲防暴水炮出口段射流的大涡模拟

为优化装备设计,减少实验投入,采用大涡模拟方法耦合二维非稳态VOF模型对脉冲防暴水炮发射管内及出口段的气液两相射流进行了数值模拟研究.通过搭建实验台对脉冲防暴水炮出口段射流进行了高速摄影实验,并利用高速图像记录系统自带的判读软件对射流出口段的速度值进行了判读,实验所得的射流形状及速度与仿真结果吻合较好.利用仿真方案进行变运动参数的数值模拟,结果表明:初始压力对出口速度影响较大,而初始射角对出口速度大小没有影响,因改变了初始射流方向,导致最大射程有所变化.研究表明较大的初始压力和较小的水量能获得更大的射流出口速度和更少的水炮发射时间.     

基于FLOW-3D软件的深井膏体管道自流输送性能

基于工程流体力学、统计学、管道自流输送等相关理论,结合金川龙首矿西部充填系统的实际情况,开发运用FLOW-3D软件,对膏体自流输送充填系统不同充填倍线条件下的管道工作特性进行数值模拟与分析.研究结果表明:随着充填倍线(N)的增加,充填系统管道进口、出口压力不断减少,而整个系统的总压力基本保持不变;当N＜3.0时料浆出口剩余压力过大,N≥3.5时管道压力损失过大;当N＞3.5时充填系统的流速比较接近膏体的临界流速;在稳定状态下,随着膏体流速的减慢,管道弯管连接处的局部压力损失逐步减小,而当N＞3.0且流速继续减小时,压力损失却随之增加.因此,综合考虑各充填倍线在流速、压力损失、流量以及弯管处压力损失,以低成本、高效率为原则,最终确定西部膏体自流充填系统满管流状态下的最优充填倍线N=3.0.     

泥水盾构环流系统管道输送特性

为研究泥水盾构环流系统管道输送特性,根据实际施工情况确定操作参数(管道入口流速vi、石碴粒径d、石碴体积分数φ、浆液黏度μ和密度ρ)的选取范围,采用流体力学软件与离散元软件耦合方法建立管道内石碴运动模型,通过仿真研究5个操作参数对环流系统管道压力损失Δp和石碴群输送速度vs的影响规律。研究结果表明:vi对环流系统管道输送速度影响最大;增大vi与φ给环流系统带来较大的压力损失;增大vi和ρ能够有效提升管道内石碴输送速度;当浆液密度从ρ=1.0 g/cm~3增大至1.2,1.4和1.6 g/cm~3时,Δp增幅分别为7.0%,17.0%和26.0%,石碴群输送速度vs增幅分别为18.0%,30.0%和39.5%,vs增幅大于Δp增幅;Δp随v_i和φ的增大而增大,且vi对Δp的影响程度大于φ对Δp的影响程度;仿真模型中石碴运动轨迹与实际工程具有一致性。     

真空管道中高速列车空气阻力数值仿真

基于粘性流体的Navier-Stokes方程和k-ε双方程湍流模型,运用流体动力学数值仿真软件FLUENT对高速列车在真空管道内不同工作压力,以及不同运行速度条件下车体所受到的空气阻力进行数值仿真,得出真空管道内工作压力对列车空气阻力的影响规律.研究结果表明:列车运行速度越大,随着工作压力的降低,空气阻力减幅越大;在同一运行速度下,随着工作压力不断降低,空气阻力的减幅也越大.     

基于fluent的弯管流动模拟研究

以工程实际中广泛应用的管道为基础,针对管道输送中的薄弱环节弯管部分,采用FLUENT流体力学数值模拟软件和有限体积法,建立油水两相流流场的数学模型,研究弯管油水两相流动的速度、压力、流线分部的特性.结果表明该数值仿真方法对两相流具有较好的模拟.     

液流旋启式止回阀阀内流场数值模拟

为了研究液流旋启式止回阀在工程实际中的动态特性以及产生的振动、噪声及阀瓣运动特性,采用了计算流体力学方法建立阀瓣运动模型和三维几何模型,对其在开启、稳定、关闭阶段的阀瓣运动特性与流场变化情况进行仿真计算,通过可视化研究,获得阀内流场的速度矢量图、压力云图以及阀瓣的运动曲线。数值模拟结果表明:由于液流旋启式止回阀自身结构问题,阀瓣旋起造成径向上受力不平衡,开启时流速较大区域位于阀瓣四周缝隙处,最大流速随着进口压力的线性递增不断增加并以射流的形式往出口喷出,伴有振动和噪声;稳定工作时,阀瓣旋启,阀门处于完全开启状态,流道畅通,最大压力分布区域位于止回阀底部;关闭时进口端压力减小,阀瓣自重导致阀门关闭,阀门出口处产生涡流,造成涡动与水击。模拟研究结果可为液流旋启式止回阀的结构参数设计和优化提供参考。     

天然气乙烷回收关键参数分析研究

开展天然气乙烷回收可提高油气田的经济效益。以西北油田顺北区块天然气为案例,基于HYSYS软件建立乙烷回收模拟仿真模型,分别研究进深冷装置关键参数（进深冷装置压力、温度）,关键设备参数（低温分离器温度、膨胀机出口压力、膨胀机效率、脱甲烷塔顶压力）和关键节点参数（干气回流比、低温分离器气相分流比）等对乙烷收率和装置能耗的影响规律,结果表明脱甲烷塔顶压力和低温分离器温度是乙烷回收最敏感的影响因素,因此在生产操作控制上应尽量保持脱甲烷塔顶压力和低温分离器温度为定值,减少其波动;另外,可通过改变干气回流比和低温分离器气相分流比来调节乙烷的收率和装置能耗。基于这些关键参数对乙烷收率和能耗的影响分析,为天然气乙烷回收的参数控制和参数调节提供了依据。     

面向低温加注系统的风险评估

本文综述了国内外低温加注系统的发展情况，总结了国内外风险分析与评估技术。在此基础上结合发射场推进剂低温加注对低温加注系统风险评估进行了总体流程设计，详细说明了低温加注系统的风险评估工作流程中的九个关键步骤。     

天然气乙烷回收关键参数分析研究

开展天然气乙烷回收可提高油气田的经济效益。以西北油田顺北区块天然气为案例,基于HYSYS软件建立乙烷回收模拟仿真模型,分别研究进深冷装置关键参数（进深冷装置压力、温度）,关键设备参数（低温分离器温度、膨胀机出口压力、膨胀机效率、脱甲烷塔顶压力）和关键节点参数（干气回流比、低温分离器气相分流比）等对乙烷收率和装置能耗的影响规律,结果表明脱甲烷塔顶压力和低温分离器温度是乙烷回收最敏感的影响因素,因此在生产操作控制上应尽量保持脱甲烷塔顶压力和低温分离器温度为定值,减少其波动;另外,可通过改变干气回流比和低温分离器气相分流比来调节乙烷的收率和装置能耗。基于这些关键参数对乙烷收率和能耗的影响分析,为天然气乙烷回收的参数控制和参数调节提供了依据。     

单喷嘴溅板式层板喷注器气/气掺混数值模拟研究

为了获得结构参数对溅板式层板喷注器流动特性的影响,采用数值模拟方法对单喷嘴溅板式层板喷注器气气流动特性及掺混特性进行了研究,重点分析了出口层喷嘴宽度对喷注器流动特性及混合特性的影响.研究结果表明,出口层喷嘴宽度主要影响喷注角,当L1/L取值比为0.6、0.7、0.8、0.9,所对应的喷注角分别为54.0°、52.2°、34.5°、3.5°.在喷注器喷嘴末端有小尺度富氧/富燃回流区域形成,回流区有利于推进剂之间的混合.总的来说,出口层喷嘴宽度有利于推进剂之间的混合,该结果对后续喷注器燃烧特性的研究具有重要意义.     

600MW超临界W火焰锅炉流动不稳定性数值分析

建立了适用于超临界锅炉流动不稳定性分析的通用数值计算模型,编写了以Fortran语言为基础的流动不稳定性数值计算程序,对程序进行验证后,采用时域法对600 MW超临界W火焰锅炉的流动不稳定性进行了模拟。计算得到了W火焰锅炉的水动力特性曲线,并研究了系统参数对其动态流动不稳定性的影响。结果表明:该模型对模拟超临界水流动不稳定性具有一定的可靠性;在0.09~0.3kg/s的流量参数范围内,压降-流量特性曲线始终为单值关系,静态流动不稳定性不会发生;当进口压力由25MPa增大到27MPa或进口流量由0.091kg/s增加到0.1kg/s时,流量脉动的振幅逐渐减小,表明增加进口压力或进口流量锅炉的稳定性提高;当进口阻力系数由10减小到0.5或出口阻力系数由1增大到5时,流量脉动的振幅逐渐增大,表明减小进口阻力系数或增大出口阻力系数锅炉的稳定性降低。     

车辆制动油管液体压力传递特性分析

车辆采用ABS系统进行制动控制时,对制动压力响应能力提出了较高要求.当车辆制动管道较长时,管道内制动液体压力传递特性是影响这一能力的重要因素.由于制动管道内存在高频压力变化,对ABS制动管道压力传递的研究不适宜用集中参数模型,而应采用分布式管道参数模型.通过建立包含14个变量组成的制动系统仿真模型,可计算获得特定制动管道压力传递频域特性解.通过对频域特性解的辨识可进一步获得精确的管道压力传递函数表达式.利用传递函数表达式对具有不同参数的制动系统阶跃响应特性进行对比,发现制动液温度和制动管径的变化对管道的压力传递能力影响显著.车辆制动系统控制逻辑应根据管道参数的变化进行调整.     

多重阀门关闭降低高压管道水击压力的机理和实验研究

高压管道中阀门的关闭会产生水击压力,水击压力过大会破坏管道系统,造成严重的安全事故。提出一种多重阀门关闭降低水击的新方法。为了得到管道内水击压力,采用CFD软件仿真进行计算。多重阀门关闭方法相较于一般的单个阀门关闭,有效地降低了管道中产生的水击压力;并通过试验验证了多重阀关闭方法的有效性。在此基础上完成了双阀门关闭模型的各参数影响水击压力数值的模拟仿真计算,得到上游阀门开度、阀门关闭速度、两阀门间距对水击压力的影响规律。通过对比三阀门关闭模型的水击压力模拟仿真计算,得到双阀门是最优选择的结论。研究结果提出了一种降低高压管道中的水击压力的新方法,对高压管道的安全输送有重要意义。     

TBM空间管道动态特性分析

针对硬岩掘进机(TBM)工作过程中产生的强振动会改变空间管道动态特性的问题,基于流固耦合理论和有限元方法建立基础振动下空间管道的双向流固耦合仿真模型,并通过实验验证仿真模型的正确性。对有无基础振动下空间管道的动态特性进行对比分析;研究不同振动参数和结构参数对空间管道动态特性的影响规律。研究结果表明:随着基础振动频率增大,管道最大应力和出口压力波动幅值先增大后减小;随着基础振动幅值增大,管道最大应力和出口压力波动幅值均增大;随着管道曲率半径和中间直管长度增大,管道最大应力逐渐增大;随着管道内径增大,管道最大应力逐渐减小。