基于Particle模型固液两相流球阀流场的数值模拟

基于Particle模型和非均相模型,运用流场分析软件ANSYS-CFX对不同开度球阀内固液两相流流场进行数值模拟,液相采用标准的k-ε湍流模型,固体相颗粒设置为离散流体,采用离散相零方程模型。分析并得出了球阀中截面上固体颗粒浓度分布、固体颗粒表面速度、固体颗粒的速度流线图以及阀门内的压力分布,结果表明:进口段与阀芯的交界面处固体颗粒浓度较大,随着阀门开度的减小,交界面处的颗粒浓度变大;连通区域内,从阀芯进口部位到出口部位,表面速度基本上依次减小;阀门进口段流动较为平顺,基本无漩涡存在,在阀芯内形成漩涡,阀门出口段漩涡最为严重;在阀门的进口段内压力最大,阀芯内次之,出口段压力最低,并且局部出现负压。     

非牛顿环境流体降膜发展段流动和换热问题相似解

对非牛顿幂律型环境流体加速液膜中的流动和热量传递,建立一种数学模型,并引入合适的相似变换,将问题转化为边界层相似问题.利用打靶法解出数值解,并结合计算结果对降膜发展段的流动和换热进行了分析.     

蜡式温控阀控温机理及内部流动分析

为了研究新型蜡式温控阀控温机理及内部流动特性,对其感温包感温原理进行了理论分析及实验研究,并对其内流场采用N-S方程和标准κ-ε湍流模型进行数值计算.结果表明:在相变过程中,流体温度与导杆行程的关系曲线呈"S"型,此阀感温蜡的理想工作区间为35~55℃.随着入口速度的增大,入口处的压力也呈逐渐增大的趋势;小速度与大速度总温度总体分布趋势基本相同,不同的入口速度情况下,阀出口温度基本不变化或者变化趋势不明显,即温控阀入口速度并不是影响其控温的关键因素.     

基于CFD的调节阀流场数值模拟与实验研究

为了对某国产调节阀进行优化设计,利用CFD方法对其内部三维流场进行数值模拟,根据模拟结果分析了不同开度下调节阀内流场流动特性,得到了速度和压力的可视化结果,计算了不同开度下调节阀流阻系数与流量系数,绘制了调节阀流量特性曲线,最后将模拟结果与实验结果进行对比。结果表明:随着调节阀开度的增大,流量增大,流阻减小,流量系数增大。数值模拟与实验分析结果吻合程度良好,进一步验证了数值模拟的可靠性,为后续对阀芯的优化设计提供依据。     

封闭空间内的气流数值模拟

研究了室内气流的数值模拟模型,并证明CFD技术可作为室内空气品质和研究人体舒适性的有利工具.选用低雷诺数κ-ε模型模拟湍流传递,求解了时间平均的质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程、并将标准流动的解与实验研究所得的解相比较以验证计算代码的实用性.最后,模拟了假定空房间中的气流.模拟结果表明,CFD技术比分析模型和实验模型能更详尽地模拟出速度场和温度场的各种信息.     

用DLR型k-ε紊流模型对逆压梯度内部紊流数值仿真——模型常数和网格布局的影响

用DLR型k-ε紊流模型.BFC(边界拟合曲线坐标变换)法,对总扩散角为8°,扩散度为4的锥形渐扩管内充分发展的不可压粘性紊流进行数值仿真.应用实例的入口雷诺数分别为1.16×105和2.93×105.在不同的模型常数和网格布局下进行数值仿真,给出14种算例的时均速度-u和紊流动能k分布的计算结果,并分别将其与实验结果进行比较,分析不同计算条件对计算结果的影响程度,计算结果与实验结果较好符合.     

CO2/DME混合工质在水平管内对流换热的数值研究

采用CO2/DME（二甲醚）混合流体作为传热工质,建立了其在水平管内的物理模型和控制方程,对其换热和流动特性进行了数值研究.通过数值计算,得到了混合工质在管内的速度和温度分布规律,比较了雷诺数和DME质量分数对混合工质传热的影响.研究发现影响CO2/DME混合工质传热特性的主要控制因素为流体的热物理特性.分析表明CO2/DME混合工质在水平管内具有良好的换热特性：在雷诺数2 300的工况下,CO2/DME（70/30）混合流体可以有效提高换热效率20%;工质在管内受到的流动阻力随着雷诺数的增大而减小,随着DME质量分数的增大而增大.     

基于Fluent的新型过程强化装置的流场分析

研究一种适用于多种工艺过程的过程强化装置,利用该装置可在不提高过程中流体的进出口流速的情况下,对过程产生强化作用.应用CFD方法,对装置内流体的流场进行了详细的分析.运用Fluent软件,对该装置内的流场进行了数值模拟.根据数值模拟的结果比较了未加强化装置和加上强化装置后的流体流场分布,分析了过程强化装置对于其内部流体流场的影响,通过研究得出了该装置在过程强化中的作用.     

孔板流量计内部流场的仿真研究

为了研究流体流经孔板流量计时内部流场的流动特性,应用计算流体动力学软件,对孔板流量计内部流场分布问题进行仿真研究。利用前处理工具GAMBIT对流道的三维模型进行网格划分,并输出用于FLUENT求解器计算的mash文件,然后利用FLUENT求解器对流动区域进行求解计算,并将计算结果导入Tecplot软件进行后处理,最终获得流体流经孔板前后的速度等值线图、流线图以及速度和压力分布云图等。结果表明:流体在流经孔板之前的一段距离时就已开始收缩,并且在通过孔板的瞬间中心流速最大,流过孔板以后随着距离的增加流速逐渐变慢;流体流经孔板后在一定范围内会产生漩涡;流体从进入孔板到流过孔板,随着流体流速的增加,压力急剧下降,并且在经过孔板的瞬间压力下降最快。     

不同含气率对采油单螺杆泵温度和压力的影响

本研究通过建立流场计算模型,研究了不同气体含量下单螺杆泵温度和压力的分布规律,有助于估算流动状态对泵的性能和寿命的影响.结果表明,不同气体含量的输送介质,内部流场的压力分布相似.压力从泵腔的入口到出口逐渐增加,并且腔室压力沿轴向线性分布.泵中的流体温度分布受压力分布的影响,压力分布主要作用于泵的出口.     

基于FLUENT的三叶圆弧转子泵流场及流量脉动的研究

以三叶圆弧转子泵为研究对象,分析了泵的内部流场及其输送不同粘度介质时的出口流量脉动特性。在已知转子型线方程的基础上运用UG和ICEM建立仿真模型,运用FLUENT进行流场的动态仿真,最终得到速度、压力分布以及流量变化规律。结果表明:泵内大部分区域流速较低,速度变化梯度不大,间隙处存在剧烈的回流且流速较高;泵内静压呈块状分布,入口部分存在负压,最低压力位于两转子最小间隙处并分别向进出口增大,间隙处的动压与静压分布相反,由最小间隙处向进出口方向减小;转子泵的流量脉动频率与转子的叶数及泵的转速有关,与介质粘度无关,流量不均匀系数会因介质粘度的增加而有所改善。     

基于因子分析的应用研究

阐述因子分析的基本思想,指出正确运用因子分析的方法及适用的条件,针对应用中出现概念不清、对原始数据处理不当、样本不足等误用现象,探讨了其产生的原因,给出相应对策．     

二阶阻尼时滞偏微分方程组解的振动性

利用二阶阻尼微分不等式获得该类方程组在两类边值条件下振动的若干充分判据．     

频域有限差分法在二维周期导波结构中的应用

提出了一种计算二维周期导波结构的频域有限差分(FDFD)法。在电场边界和磁场边界上同时使用Flo-quet定理,从而将计算域限制在一个周期结构内,并且导波结构侧面可引入吸收边界条件,保证了计算精度.通过计算矩阵的本征值获得传播常数,而无需求解关于传播常数的高阶超越方程,极大地提高了计算速度。     

基于污水V型调节球阀流阻特性分析

应用CFD数值分析方法对调节阀内部流体流动特性进行分析,以标准k-ε模型为依据,对V型调节球阀在不同开度和压差下的流场进行模拟分析.对比分析了牛顿流体和非牛顿流体在调节阀不同压差和不同开度下的流阻系数和调节阀流阻特性.并绘制不同开度、压差下流阻系数的线形图.结果表明:随着压差变化流阻系数变化不明显,随着开度的增大流阻系数逐渐减小.     

颗粒密度对动静叶栅内流动特性的影响

基于大涡模拟方法和Mixture多相流模型,运用CFD软件对泵工况下动静叶栅内的固液两相非定常流场进行了数值计算,分析了不同颗粒密度下动静叶栅内固液两相流动特性及流道内涡结构的演化规律。结果表明,颗粒密度增加时,离心泵扬程和效率出现小范围的增加;动叶栅进口负压区面积逐渐增大,静叶栅出口处压力逐渐增大;叶轮流道内旋涡个数增多;叶轮进口固相体积分数增大,固体颗粒在叶轮进口聚集。动叶的强剪切和较大逆压梯度作用是动静叶栅内涡流产生和演化的主要因素。     

离心叶轮内部流动的数值模拟研究

为研究半开式叶轮叶顶间隙对其外特性及内部流场的影响,采用六面体结构化网格对模型进行网格划分,采用标准k-ε湍流模型和雷诺时均N-S方程对叶轮内部流动进行数值模拟。通过分析外特性曲线发现,叶顶间隙在一定范围变化时,间隙值的变化只影响叶轮的升压能力,对效率的影响不明显。通过对内流场的分析发现,由于叶顶间隙的存在,导致半开式叶轮内部从叶轮入口至叶轮出口存在泵前回流,回流与主流相互干扰,在叶轮入口处形成漩涡。随着叶顶间隙值的增大,回流对主流的干扰更加明显,导致叶轮内部流动恶化。     

教练机座舱气流组织和热舒适性

对某型号教练机座舱在不同进气温度方案下的气流组织进行数值模拟,研究舱内空气湿度、人体散热率和衣服热阻等因素的影响,获取了座舱内速度场和温度场分布.通过数值模拟所得到的速度场和温度场,改进了Fanger的舒适性假设中人体表面对流散热损失的计算方法,并取得了不同工况下座舱的热舒适性指标.这可为座舱环控系统的优化设计和不同热环境条件下的运行控制提供理论依据.     

基于FLUENT的双蜗壳离心泵径向力数值分析

利用CFD软件Fluent对HD型石油化工流程泵的不同工况作流场计算.采用雷诺时均方程和标准κ-ε湍流模型,压力和速度耦合采用SIMPLEC算法,对双蜗壳离心泵内部流场进行模拟,分析了双蜗壳泵静压力和速度场的分布规律,并对径向力进行了计算分析.通过模拟计算发现,数值模拟计算外特性曲线与试验曲线趋势一致,两者相对误差小于10%,说明应用数值计算结果建立的离心泵径向力计算模型具有一定的准确性.利用离心泵径向力的数学计算模型,得出各个工况下叶轮所受的径向力的大小和方向.结果表明,双蜗壳结构泵能有效地减小径向力,在设计点运行时径向力最小且不为0,偏离设计工况下径向力逐渐增大,但不同工况下径向力的变化不大,验证了双蜗壳能有效地平衡径向力.