簧片哨空化流场的Fluent软件数值模拟

使用基于有限体积法的计算流体动力学软件Fluent,采用标准k-ε模型和多相流空化模型,对簧片尺寸一定、不同喷口厚度和不同喷口与簧片间距的悬臂式簧片哨内的空化流场进行数值模拟,通过计算簧片哨内湍动能、压力和速度分布,研究了操作参数、簧片哨的结构对空化效果的影响.结果表明:悬臂式簧片哨的空化主要发生在簧片尖劈处,簧片哨的操作参数以及结构形式对空化效果有着明显的影响.     

混凝土高拱坝孔口三维非线性分析

采用有限元方法中的子模型技术,对混凝土高拱坝的1^#底孔进行了三维非线性分析,研究了孔口在坝体自重、库水压力和温度作用下混凝土开裂和裂缝发展情况,以及配筋对孔口开裂的影响。研究表明,采用子模型法不仅大大降低了网格剖面的难度,而且减少了三维非线性分析的计算时间。     

侧式进/出水口水流运动三维数值模拟

采用Realizable κ-ε双方程紊流模型对侧式进/出水口水流运动进行数值模拟，研究了体型对进／出水口水头损失和孔口附近流态的影响，指出了扩散段水平扩散角和整流段长度对水头损失和孔口流态的决定作用．最后给出进流工况自由水面随库水位变化情况．计算结果和试验结果基本吻合．     

体外预应力桥梁转向结构分析及配筋研究

运用有限元技术结合拉压杆模型方法，对转向结构的受力特性进行详细的分析和配筋计算．通过对不同类型结构力流传递形式及应力分布情况的了解，总结了相应类型结构的受力特点，给出相应的计算方法和拉压杆配筋计算模型，并提出了相关的设计建议．     

旋转作用下水平轴风力机气动性能分析

为研究水平轴风力机在大气边界层近地面非定常来流作用下气动耦合特性,建立基于剪切应力传输(SST)湍流模型的计算流体力学(CFD)模型和静力结构模型。为模拟风轮在近地面的气动状态,通过单向流固耦合方法对流场均匀入流风速和旋转效应作用下不同工况进行数值耦合计算,求解风力机流场中的速度场、压力场、结构响应状态以及输出功率,分析对比流场不同方向风力机周围速度变化、表面压力分布、结构应力应变规律、整体变形情况和功率变化。结果表明：在均匀来流和旋转共同作用下,流速和压力主要沿风轮径向变化,沿叶片展向至叶尖速度逐渐增大;整机结构附近有明显的气流扰动变化;停机工况和旋转工况(考虑旋转效应)塔影效应干扰下叶片变形在上下风区波动较大;入流风速大小对风力机输出功率有显著影响。     

横缝间隙对拱坝应力状态的影响分析

考虑拱坝分期施工过程,采用常刚度加速迭代算法研究了横缝间隙对小湾拱坝应力状态的影响．对灌浆后横缝没有间隙和存在0．5mm的间隙两种情况进行的对比计算和分析结果表明,横缝间隙的存在对坝体应力分布规律的影响不大,但对应力的大小有较大影响,即坝体上游面拉应力大小和拱冠梁底部拉应力范围均有明显增大．     

水泥混凝土路面板角脱空的有限差分分析

分别对水泥混凝土路面板角脱空的悬臂板模型以及考虑基层缓冲作用的脱空面板进行了有限差分分析。比较了二者的假定条件和计算结果之间的差异,并与传统的结构计算结果作了横向比较。计算结果表明,假定脱空路面板为悬臂板时,由于传统的结构计算方法未考虑荷载的偏心作用,计算结果比有限差分法计算所得的悬臂板模型计算结果要小得多。在考虑基层材料的有限差分计算中,由于基层材料的缓冲作用,板中的拉应力和位移明显减小,但路基土中有一定的拉应力存在,必须设法提高路基土的强度。     

自重施加模拟方式对高拱坝工作性能的影响

为研究拱坝的不同自重施加方式对高拱坝的应力变形的影响,结合溪洛渡高拱坝实例,采取七种不同自重施加模拟方案,研究混凝土高拱坝在不同自重加载过程条件下对坝体结构工作状态的影响。有限元分析结果表明:受分步分块体形和自重累计影响,不同的自重施加模拟方式对拱坝的应力场与位移场的影响比较大,随着自重施加步数增多,仿真结果更为合理,水平拱向分层次数较竖直分缝数目对坝体性能影响更为明显,其中坝体的主拉应力和横河床方向位移变化最为敏感,分析成果对拱坝设计施工以及安全控制指标有一定的参考价值。     

基于ANSYS的轴流泵转子系统有限元分析

为了研究预应力对便携式轴流泵叶片的应力及应变的影响,基于有限元理论,在Workbench平台上,采用ANSYS CFX软件对轴流泵内部流场和叶轮结构进行耦合求解.其中流场计算选用以雷诺平均方程为基础的SST k-ω湍流模型.结构计算采用弹性体结构动力学方程,对叶轮叶片在不同流量工况下的变形和应力分布以及各阶模态变化进行了计算.结果表明:在水体作用力和旋转离心力作用下,轴流泵叶片的最大变形发生在叶片进口轮缘处,且从轮毂到轮缘的径向方向上,变形程度逐渐变大;在叶轮压力面靠近轮毂附近区域出现应力集中,各工况最大应力值均远小于最大拉应力,能够满足强度要求;有无预应力对转子系统的各阶模态影响很小,且不同流量工况下各阶模态的变化也很小.     

风电机组塔筒结构绕流风场的数值模拟研究

为研究风电机组塔筒结构的气动力特性,基于ANSYS软件,建立了塔筒结构的简化模型并对其进行绕流风场的数值模拟分析,主要探讨了塔筒结构表面风压分布特征,风场风速、湍流度及不同高度比对塔筒表面风压分布的影响.结果显示,圆锥塔筒结构背风面在绕流作用下沿高度方向由上向下形成连续几个回流区,导致背风面受到正压作用;不同风速只有对塔筒背风表面压力大小有较之明显影响,而对塔筒迎风面及侧风面压力大小影响很小;湍流强度对模型表面风压系数大小有不同程度的影响,随着湍流强度的增加,模型侧面(大部区域)、背风表面的压力绝对值相应减小;不同高度比对模型表面风压分布有显著影响.研究结论可为风力发电机塔筒结构的设计提供参考.     

可逆式孔板流量计和可变式孔板流量计

分析了可逆式孔板流量计和可变式孔板流量计的设计原理和实验结果。前者与流体流动方向无关,后者低速流的测量精度高。高速流的压头损失较小,是具有一定实用价值的新型孔板流量计。     

基于CFD的双锥形孔板浮子流量计的优化

孔板浮子流量计因其结构简单、加工方便,近年被广泛应用,但与锥管浮子流量计相比,线性度较差、压力损失较大,尤其是大口径孔板浮子流量计,这些问题尤为明显．文中提出了一种双锥形孔板浮子流量计结构,利用计算流体动力学方法确定了双锥形结构的优化参数,根据优化结果加工样机进行实流实验,得到了可参比的实验数据．实验结果表明,与常见的单锥形结构相比,DN100双锥形孔板浮子流量计的线性度提高了约50％,压力损失减小了8％左右,明显改善了孔板浮子流量计的性能,也验证了仿真结果的正确性．     

节流孔口径对流体诸变量影响的数值解析

对液流通过节流孔的过渡过程进行了数值解析计算。研究了节流孔半径对平均轴速分量ωm、惯性长I、收缩部等效长度δ、流量qs 、再附着点距离Zais和时间常数τq、τz等的影响。对ωm、I、δ、τq和τz给出简单易算并相当精确的计算式,作出了节流孔半径与ωm、I、δ、qs、Zais、τq和τz间的关系图。     

圆柱-圆锥型喷水孔的流体动力特性

为研究圆柱-圆锥型喷水孔的流体动力特性,采用不可压缩二维轴对称N-S方程,利用“RNG”k-ε湍流模型与VOF多相流模型和有限体积法对高压高速自由射流场进行数值模拟.模拟结果表明,对于入口转角为直角的轴对称喷水孔口,水在孔口入口处与壁面分离并开始收缩,收缩后的水针与孔口壁不再接触,两者被逆流而上的空气隔开.收缩水针所表现出来的流动特性符合水刺生产要求.通过数值模拟,了解了喷水孔内外流场的流动状态以及流场各参数在空间的变化规律,为喷水孔的设计与选择提供计算依据.     

基于双曲线的计算机视觉的管口尺寸测量

为了测量管口的尺寸,通常采用计算机视觉方法。以往利用图像中的曲线计算特征点和建立左右图像中点与点之间的对应关系,速度慢,实时性差。针对此问题,提出了一种新方法,在两幅图像中两个二次曲线建立全局匹配和对场景中二次曲线全局重建。通过解三个单变量方程,两个二次曲线的匹配能被全局地建立。实验表明,该算法具有很好的鲁棒性、实时性。     

有压管道孔口消能效率分析

在分析有压管道消能问题的基础上,提出了二种典型实用的孔口消能方式：末端式消能和在线式消能。在研究孔口基本水力特性基础上,结合山西省万家寨引黄工程流量调节阀工程实际,对孔口消能效率及其与孔口流量系数、孔口过流面积和输水管道出口水头的关系进行分析研究。研究结果为类似工程设计提供了技术参考。     

流量测量标准孔板计算软件开发

分析开发标准孔板设计计算软件的必要。在 MATLAB软件环境下介绍软件的设计方法 ,并给出了高炉煤气标准孔板设计计算实例。教学实践表明 ,开发的软件操作简单、界面友好 ,满足了学生的需要 ,并可用于相关工程设计     

Nonlinear Bubbling and Micro-Convection at a Submerged Orifice

IntroductionThe behavior of bubbles,especially theirformation,interaction and coalescence,are of keyimportance in such fields as gas- liquid contact,gas- liquid separation,bubble absorption,bubblecolumns,fermentation,cavitations,etc. Theinduced fluid moti…     

单级压力调节阀的阻尼孔射流响应特性分析

为揭示带阻尼孔的压力调节阀的稳定性机理,运用流固耦合方法计算了阶跃和周期性流量脉动信号激励下阀芯的响应过程,得出了不同阀腔结构条件下阀芯的轴向振动特征和阀口前端阀芯表面压力分布及其变化规律。研究发现,阀内阻尼孔射流流束冲击阀芯表面,使得阀口前端阀芯表面呈现射流冲击区和静压区两部分,阀芯的轴向振动幅值主要取决于射流冲击区和静压区二者液压力的相位差,当静压区和射流冲击区的液压力相位差趋于180°时,阀芯及其轴向振动幅值将大幅减小。研究结果为压力调节阀的设计提供了新思路。     

基于孔口定位器的格构柱位移控制研究

为提高建筑工程质量,加强对格构柱安装定位和垂直度的控制,对工程钢格构柱安装质量进行抽样调查分析,发现定位调垂偏差是影响格构柱安装质量的主要因素,通过对常用格构柱安装调垂系统进行研究,设计出孔口定位器,进行安装位移偏差和垂直度偏差控制,通过工程应用验证了孔口定位器对格构柱的位移控制效果,保证了工程质量.