盘腔流动对涡轮流动换热的影响

对某涡喷发动机涡轮部件进行三维气热耦合数值模拟计算,研究涡轮盘腔内二次空气对主流流动与换热的影响,同时研究了冷气流量对燃气入侵的影响．结果表明：叶尖间隙流动及叶根端壁二次空气射流均对流动结构及局部换热系数分布产生较大影响;当冷气流量系数低于自由盘的流量系数时,就会发生燃气入侵现象,冷气流量越小,燃气入侵现象越严重．     

带背景激波系的凹腔流动特性研究

凹腔作为超燃冲压发动机的一种火焰稳定器受到广泛关注,凹腔剪切层与背景激波系的相互作用影响凹腔火焰稳定器的性能。为深入分析背景激波系对凹腔流动的影响,设计了长深比为13.3的闭式凹腔,将凹腔模型前缘激波和风洞上壁面干扰激波作为背景激波系,在Ma=2的直连式风洞中开展了背景激波系与凹腔剪切层的相互作用的试验,采用高速纹影系统对瞬态流场进行了捕捉,重点关注背景激波系和凹腔剪切层的动态变化特性。采用纹影序列的本征正交分解来研究流场中的主要相干结构,采用快速傅里叶变换和连续小波变换对流场的频率域特征进行了分析。结果表明：在背景激波与剪切层相互作用下,激波结构产生大尺度振荡,凹腔内流动结构产生小尺度脉动。通过对激波位置的傅里叶变换分析,发现激波振荡的主导频率集中在90～400 Hz的范围内。通过对纹影图像的空间傅里叶变换分析,发现5 kHz以下的流场振荡主要由激波振荡引起,5 kHz以上的流场脉动主要由凹腔内流动结构引起。     

柴油低温流动性能的研究

考察了3种柴油加入低温流动改进剂前后的低温粘温特性和流变特性,利用差示扫描量热(DSC)法研究了柴油在低温下的结晶行为,运用Kissinger和Ozawa方法计算了柴油结晶过程中的表观活化能。从柴油低温下粘温曲线及流变曲线结果可知,随着温度降低,柴油由牛顿型流体向非牛顿型流体转化,由牛顿型流体向非牛顿型流体转化的温度反常点与柴油的冷滤点有一定的对应关系。通过回归流变方程发现,柴油在低温下为假塑性非牛顿型流体,并有可能向宾汉型流体转变,加入低温流动性改进剂T1804后,柴油的低温表观粘度显著降低。DSC研究表明：降温速率会影响柴油的结晶行为,加剂后柴油结晶表观活化能降低。     

喷孔锥度和燃油温度对柴油喷嘴内空化流动特性的影响

为弄清喷孔锥度和燃油温度对柴油喷嘴内空化流动特性的影响,阐明喷嘴内气液两相空化流动初生机制,采用背景光高速显微成像技术获得不同锥度系数及燃油温度下简化竖直单孔柴油喷嘴内空化流动及近场喷雾光学图像。结果表明：随着喷射压力增大(0.2～1.0 MPa),柴油喷嘴内燃油逐步从单相流动发展为片空化、线空化、空气倒吸和超空化等多种气液两相空化流态;云空化、线空化和空气倒吸现象的初生强烈依赖于燃油喷射压力,且具有显著的瞬态不稳定性。与圆柱形喷孔相比,渐缩锥度喷孔对各类空化流态具有明显的抑制作用,且锥度系数越大,抑制作用越显著。同时,提高燃油温度(288 K、303 K和323 K)有利于各类空化流态的初生及发展。此外,喷孔内部空化两相流动加剧了燃油射流的不稳定性,促进了射流破碎雾化,有利于增大喷雾锥角。研究为揭示各空化流态特性及其对喷雾特性的影响规律奠定了理论基础。     

随行装药火炮膛内流动参数特性研究

该文建立了随行装药火炮的一维两相流数学物理模型，并对某火炮的随行装药射击过程进行了数值模拟，研究了该随行装药火炮射击时膛内流动参数的变化规律。     

旋转喷射泵转子腔内液体的流动规律

利用Pro/E软件对XP300-3型旋喷泵进行建模,利用Fluent 6.1对整个内部流场进行数值模拟.模拟结果表明,腔体内流体的速度随半径增大而增大,腔内的流体随腔体做刚性运动,腔内流体的旋转角速度是腔体旋转角速度的0.95倍.根据转子腔内液体的运动规律和连续性定理,推导出计算集流管进口尺寸的公式,利用该公式设计的集流管与传统公式设计出的集流管进行模拟计算对比,前者性能更好.     

用格子Boltzmann方法模拟正弦曲线底边方腔内流动

采用格子Boltzmann方法数值模拟正弦曲线底边方腔内流动, 分析了格子Boltzmann方法处理曲线边界的特性.在曲线边界的处理中采用二阶精度的曲线边界处理方法, 将反弹格式和内插法相结合, 计算方法可靠、准确且易于执行.计算了流线图、等涡线图和涡心位置, 并分析了流场随Re数的变化.     

井下防喷器坐封后多相流瞬态流动规律研究

钻井钻遇高压、高产气层后,井漏、气侵及溢流等复杂情况多发。目前,井口防喷器的研究已日趋成熟,但对井下防喷器坐封后多相流瞬态流动规律的研究较少。为此,针对井下防喷器坐封后下部井筒复杂流动特性,建立了一套防喷器坐封后下部地层-井筒耦合瞬态流动数学模型及其数值求解方法,对井下防喷器坐封后压力分布及影响因素进行了分析。实例模拟计算表明,防喷器期坐封期间,采用不同下深防喷器的井筒压力演变规律基本一致;不同地层渗透率下井底压力都先呈增加趋势,渗透率越大,井底压力升至地层压力的所需时间越短;随着气侵量不断增加,不同初始井底压力最终都稳定在地层压力附近。     

接收孔周向倾角对预旋转静盘腔流动特性的影响

针对燃机透平叶片供气系统中的预旋转静盘腔,为了研究预旋转静盘腔的流动特性,建立了预旋转静盘腔计算模型,在3种预旋比(β_p=0.48,0.94,1.41)和3种喷嘴径向位置(r_p/r_b=0.8,0.9,1.0)下,数值研究了6种接收孔周向倾角(α=70°,90°,100°,110°,120°,135°)对预旋转静盘腔流动特性的影响,分析了接收孔周向倾角对流场分布及绝热预旋效率和对接收孔流量系数的影响规律。研究结果表明:当r_p/r_b=0.8时,接收孔周向倾角越大,接收孔流量系数值就越大,而且大预旋比下的增强效果显著,但对绝热预旋效率的影响很小,预旋比一定时,每种喷嘴径向位置下均存在最优接收孔周向倾角,此时的绝热预旋效率和接收孔流量系数值达到最大,冷气流过接收孔时的流动损失达到最小,温降值达到最大。     

气缸盖冷却水腔内两相流动沸腾传热仿真研究

采用计算流体动力学软件CFX,考虑气缸盖内冷却水的热力学相变特性,应用汽液两相流过冷沸腾换热计算模型,对不同影响因素下由柴油机气缸盖与冷却水腔组成的流固耦合传热系统进行了整场离散、整场求解,得到了不同影响因素下气缸盖火力面温度场分布;通过与试验结果的对比分析,证明了仿真计算结果的有效性。研究结果表明:与单相流不考虑沸腾换热相比,考虑汽液两相流的过冷沸腾换热能够有效降低气缸盖火力面的最高温度,提高冷却水的进口速度,降低进口温度;适当减小冷却系统的压力,可以进一步有效降低气缸盖火力面温度,减小气缸盖火力面的热负荷。该结果可为进一步研究柴油机气缸盖的沸腾冷却及可控性提供参考。     

柴油机喷油器内部空化效应的模拟研究

喷油器中空化流特性直接影响燃油的雾化和燃烧.利用CFD-Fire软件,在针阀运动的情况下模拟了喷油器内部从单相流到超空化的过程以及流动特征.数值模拟发现:气泡首先出现在喷孔进口的拐角处,随着流速增加,空化进一步发展,直至贯穿整个喷油器形成超空化,整个流场成为气液两相流.瞬态条件下,针阀运动致使喷孔进口附近压力波动,部分...     

镁合金进气歧管倾转铸造的数值模拟

采用AnyCasting软件,分别模拟了在两种浇冒系统设计方案下金属型倾转铸造镁合金进气歧管的流场和温度场.对比分析了镁合金熔液从进气歧管的法兰面浇注和从稳压箱两侧浇注的流场和温度场,模拟结果显示前一种方案的流场和温度场都比后者的更合理,前一种方案的充型和凝固时间都比后者的短.     

MPC模块三分支联接湍流流场的数值模拟

用任意拉格朗日－欧拉（ＡＬＥ）法模拟了ＭＰＣ模块的二维定常可压缩湍流流场．以某一型号发动机的ＭＰＣ排气系统为例，对仅支管进气及支管总管都进气两种情况获得了速度场和压力场，揭示了ＭＰＣ模块三分支联接湍流流动特性，也为用ＡＬＥ法模拟ＭＰＣ模块三维流场奠定了基础．     

涡流室内气体流动的三维数值模拟

利用开发的ＥｎｇｉｎｅＣＦＤ－Ⅱ程序,对Ｓ１１００涡流室式柴油机压缩过程的气流运动进行了三维数值模拟论述了不同坐标系对网格划分和计算结果的影响,详细分析了直角坐标系下复杂体系边界条件的处理方法,给出三维模拟的计算结果,找出了涡流室内气体运动的真实过程和运动规律：在整个压缩过程中,涡流室内不存在刚体涡流,其窝心是在不断变化的,涡心位置的变化是主涡流运动和由主燃室经通道“压入”涡流室内的“射流”运动的综合结果     

涡流室柴油机燃油与空气混合过程的多维数值模拟

应用自行开发的大型ＥｎｇｉｎｅＣＦＤ软件包，首次对Ｓ１９５柴油机标定工况的燃油喷雾过程进行了二维数值模拟计算，研究了流场及燃油与空气混合过程随曲轴转角的变化规律，以及燃油喷雾对流场的影响．     

差分格式对柴油机进气流动模拟计算结果的影响

研究差分格式对柴油机进气流动模拟计算结果的影响. 利用三维计算软件FIRE,对双进气道柴油机进气道的稳流试验进行了模拟计算. 对动量矩方程、连续性方程、湍流方程的数值解法使用了不同的差分格式,对比不同条件下进气的质量流量和涡流转速,并和试验结果进行对比. 结果表明,不同情况下质量流量的计算值相差很小,和试验值之间的误差较小;涡流转速的计算结果相差很大,当选择高阶差分格式,同时选择适当的混合因子时,涡流转速的计算值和试验值吻合得很好.     

突扩燃烧室流场及温度场的数值模拟

通过建立圆管状突扩燃烧室内流动及传热的数学模型，对燃烧室内的流场及温度场进行了数值模拟，讨论了分析了突扩燃烧室内的流场与温度场的分布规律及影响因素。研究结果对突扩状燃烧器的设计具有指导意义，所建立的数学模型可作为设计中进行定量分析的有效手段。     

四气门直喷式柴油机进气过程缸内流场的模拟研究

利用缸内三维流场测量装置,运用热线风速仪在稳流模拟试验台上研究了四气门直喷式柴油机进气过程的缸内流场特性,并与两气门直喷式柴油机进行了比较,揭示了四气门直喷式柴油进气涡流的形成过程及气门开度对其影响的变化规律。两气门直喷式柴油机进行涡流主要由进气门轴线至气缸轴线附近的强气流产生,缸内主涡流出现在进气门下方,副涡流较弱;四气门直喷式柴油机的进气涡流主要由气缸周边处的强气流产生,缸内主涡流出现在两进气     

蒸发管内气液两相流动的数值计算

双流体模型是最近提出的一种计算两相流的方法,在分别求解两相各自的控制方程时考虑了相间的动量、能量和质量输运。本文使用这一模型并借助大型计算机程序(凤凰程序)对蒸发管内气液两相流进行了计算,得到的结果物理上合理。     

进气预混甲醇柴油机电控系统

针对进气预混甲醇燃料柴油机，研制开发了控制甲醇喷射的电控系统．试验结果表明，系统可根据柴油机的转速、负荷和冷却液温度等发动机状态参数实现对喷醇量和喷醇时刻的精确控制．在柴油机中等负荷以后，利用在进气管控制喷入的甲醇量，替代柴油机负荷增加后所需的柴油量，有效地降低了碳烟和NOx的排放量，甲醇的当量比油耗与纯柴油的油耗相比明显下降，扭矩有所增加．