基于柴油机进气道有限元仿真的研究

鉴于柴油机螺旋进气道的结构复杂性和利用实验的方法了解气道内气体流动情况的难度,利用CAE技术探求气道几何形状对气体流动状况的影响规律,对所设计的气道的性能进行预测,从理论上提出改进和优化的方法,并利用数值建模将模型导入到有限元分析软件ANSYS中,将气道分段采取不同的网格对每部分进行分网处理,按照气门进出口压力差和升程等工况对气道内流动进行分析,使用ANSYS的后处理模块对计算结果进行处理,得到气道内、气道出口的速度分布、紊流动能分布等结果.     

柴油机旋流器导流片参数对气体流动的影响

研究柴油机旋流器导流片的形状尺寸对导流片之间气体流动性能的影响.使用CFD软件对导流片间的二维流场进行模拟计算,在不同导流片形状参数下,对计算得到的评价导流片导流性能的参数--出口气体平均流速和流动损失系数进行了对比.计算结果表明,当导流片出口角较小,出口直段较长,导流片圆弧半径较大时,出口气体水平平均流速较大;导流片出口角较大、入口和出口直段较短、圆弧半径较大时,流动损失系数较小.计算结果与旋流器的稳流试验结果基本一致.     

WH492汽油机气道试验及其探讨

本文分析了WH492汽油机气道的流动特性和流速分布的试验结果,探讨了改进气道性能的一些措施,为设计高效率的气道提供了重要依据。文中还介绍了改进设计后的WH492汽油机气道的结构特点。     

筒形离心式通风机筒壳内气体流动的理论分析

在基本假设的条件下,导出了筒形离心式通风机筒壳内气体流动速度的近似计算公式。应用该近似计算公式设计出的5~#型通风机的筒壳、后导叶,经通风机性能试验,结果表明,满足设计要求。     

柴油机气道Pro/E建模及CFD数值模拟分析的研究

利用CFD数值模拟技术探求柴油机螺旋气道几何形状对气体流动状况的影响规律,对所设计的气道进行预测.通过Pro/E构建气道流体实体模型,利用通用的几何标准将模型导入到有限元分析软件ANSYS中进行分析,得到气道内、气道出口的速度分布、紊流动能分布等结果,采用动量矩流率对涡流水平进行评定,并对气道进行改进.     

评估二冲程发动机扫气特性的新方法

本文介绍了在稳流试验台上利用三孔探针测量二冲程发动机缸内γ-φ平面上的气流流动状况。取得了缸内γ-φ平面上气流流动特性与发动机性能之间的一些关系。装有两种不同形式扫气道的发动机性能试验表明:利用γ-φ平面扫气图和γ-φ平面内气流速度可以预测扫气特性。     

均匀设计法在螺旋进气道优化设计中的运用

以实际产品气道为基础,使用UG软件完成气道的三维实体造型与修改,用三维流体动力学软件FIRE完成稳流试验台中气道-气缸流动的三维数值模拟计算,应用传统单因素法和新的均匀设计法对螺旋进气道结构参数进行优化,结果表明:螺旋进气道的性能是气道结构参数之间交互作用的结果,对比传统单因素法,运用均匀设计法对气道进行优化设计,只需少量计算即可求出优化结果,大大减少了计算工作量.     

干熄焦炉内三维流动及传热的数值模拟

以Fluent软件为平台,通过流体在多孔介质中的流动模型来处理冷却气体在干熄焦炉内的三维流动,借助于UDS和UDF进行二次开发,建立干熄焦炉内冷却气体及焦炭的流动传热模型,并分析了循环风量对气固换热的影响。结果表明,冷却室气体在通过斜道进入环形气道时有偏流现象,即靠近总出口附近的斜道有更多的气体流出,且气流速度最快;气体的压力损失主要发生在冷却室;冷却室内周边的换热效果比中心换热效果要好。模拟计算发现,循环风量为200 000m3/h时,换热后的冷却气体温度为1101K,焦炭温度为439K,这不仅满足了焦炭的冷却要求,而且还能提供用于供暖或发电的高品位热量的循环气体。     

陶瓷过滤器脉冲喷吹清灰系统动态模型

针对在使用刚性陶瓷过滤器时难以解决其脉冲喷吹清灰的问题 ,利用气体动力学和流体瞬变理论建立了脉冲喷吹系统内气体流动的动态仿真模型 ,从而解决了由于实际管路内气体为非稳态流动而按稳态方法分析其流场会产生较大误差的问题。将由模型计算出的喷吹气体质量流量与热线风速仪的测定结果进行了对比 ,确定出脉冲阀的时间特性参数。利用该模型分析了储气罐容积、管线长度、喷嘴直径等参数对喷吹气体流动特性的影响。结果表明 ,该模型可用于分析脉冲喷吹系统的结构参数和流动参数对喷吹清灰性能的影响 ,且此模型的建立对气体过滤器脉冲喷吹系统的优化设计具有参考价值。     

气动脱模用多孔材料的气体流动性能

为了克服常规脱模方式下注塑件易出现表面质量低、翘曲等缺陷,提出利用透气钢实现注塑件脱模的新方法。该方法将透气钢作为气动脱模介质,使气体通过其微孔直接到达制品的底部,由于气体的等压性,可确保脱模时注塑件受到均匀的顶出力,不发生传统脱模机构中引起的翘曲变形现象。为了确定脱模过程中透气钢的工作参数,采用定压差测流量的方法实验研究考虑气体可压缩性时透气钢的透过性能。研究结果表明:随着压力的增大,气体在透气钢中将发生从Darcy流动到非Darcy流动的转变,分别对这2种流动状态的透过系数和惯性系数进行分析计算,得出了这两种状态的流动方程,揭示该流体流动状态下透气钢中气体的流动规律,为这种新脱模方法的使用提供数据和理论支持。     

陶瓷过滤器脉冲喷吹清灰系统动态模型

针对在使用刚性陶瓷过滤器时难以解决其脉冲喷吹清灰的问题，利用气体动力学和流体瞬变理论建立了脉冲喷吹系统内气体流动的动态仿真模型，从而解决了由于实际管路内气体为非稳态流动而按稳态方法分析其流场会产生较大误差的问题。将由模型计算出的喷吹气体质量流量与热线风速仪的测定结果进行了对比，确定出脉冲阀的时间特性参数。利用该模型分析了储气罐容积、管线长度、喷嘴直径等参数对喷吹气体流动特性的影响。结果表明，该模型可用于分析脉冲喷吹系统的结构参数和流动参数对喷吹清灰性能的影响，且此模型的建立对气体过滤器脉冲喷吹系统的优化设计具有参考价值。     

柴油机气道变压差稳流检测技术

为测量发动机气道的流动特性，提出了气道的变压差试验方法．变压差试验只需要确定气门最大升程时模拟气缸内与环境大气压的初始压差，试验过程不需要保持气缸内恒压差条件．变压差试验方法测量精度与定压差的精度相同，试验操作程序简单可靠，易于实现气道稳流试验的全自动化，对于企业生产线上的批量缸盖检测可以大幅度提高工作效率．文中详细介绍了变压差试验的理论依据和试验方法。     

垫升轴流风扇的静叶优化设计及内部流动机理数值研究

以气垫船大型垫升轴流风扇为研究对象,在保证网格无关性及总性能数值结果与试验结果相吻合的基础上,结合人工神经网络技术及遗传算法对静叶中弧线开展优化设计,分析静叶叶型及风扇总性能变化情况。在流量系数分别为0.28、0.35、0.45的3种工况点,研究了原始静叶及优化后静叶通道内部流动机理,揭示了影响静叶内部流动稳定性的原因,由此提出了减小静叶通道内流动损失的方法。研究结果表明:通过优化静叶几何进、出口角,即减小攻角、略微增大落后角,在主要流量工况范围内可抑制通道内的二次流流动,在保证压力不降的情况下提升效率、降低功率,其中设计流量工况点效率提升达7%以上;在静叶上,通过减小几何进口角、增大几何出口角,可以起到调整叶片表面载荷分布、降低流动损失、提高气体通流能力的作用。该结果可为研究叶轮机械内部复杂流动提供参考。     

内燃机进气道流通能力与综合性能评价参数的研究

本文包括如下三部分：（ｌ）评述了气道稳定流动的各种试验方法。（２）在试 验和理论分析基础上，提出了表达内燃机进气道流通能力的参数──内燃机通流能力 （μσ）Ｅ，它能把稳流试验与内燃机实测结果联系起来．且能满意地定量表达内燃机气 道的流通能力．（３）从理论上提出评价进气道综合性能的参数──综合性能指标 Ｘ；Ｘ值从能量转换效率观点，包含了进气道的流通能力参数和进气旋流参数．Ｘ可 用来比较评价各种气道．     

四气门汽油机工作过程的瞬态模拟计算

利用AVL - Fire软件,建立某汽油机的气道及缸内流动区域在进气、压缩和做功行程的动态网格,并在此基础上模拟计算三维数值,分析不同行程气道及缸内气体速度、湍流动能、温度和压力的分布情况,获得更详细的流场信息,为该汽油机的设计提供相关理论依据和参考.     

燃烧室几何形状对柴油机缸内气体流动和性能的影响(英文)

研究了燃烧室几何形状对直喷式柴油机缸内气体流动和性能的影响 .用多维模型计算了三种不同几何形状的燃烧室内气体流动状况 ,系统分析了燃烧室内紊流、挤流以及湍流动能随时间和空间的分布 ,优化了燃烧室几何形状并在一台单缸柴油机上对优化的燃烧室进行了试验研究 .结果表明 ,优化后的燃烧室内气体运动强烈 ,湍流动能在较大的空间时间范围内维持高水平 .通过适当减小供油提前角 ,采用优化后燃烧室的柴油机预混合燃烧减少 ,扩散燃烧加强 ,取得了低NOx、碳烟、CO、HC排放以及低燃油消耗率的效果     

用正交法稳流试验分析结构因素对螺旋进气道特性的影响

在柴油机螺旋进气道上应用非稳定流动的稳流模拟正交试验法,组合了多变量的气道模型9个,在不同气门升程下,测录了气道的特性曲线,取得了多变量下结构因素对气流特性影响规律,考察了结构因素影响气道内两股气流的分配,为螺旋进气道的设计和生产提供了理论依据。     

自由分子流区气体外掠平板/圆柱体流动与传热预测

针对自由分子流区稀薄气体外掠物体流动与传热问题,基于气体分子动理论方法和相对坐标系思想,推导了预测大气外掠平板和圆柱体传热与流动的无量纲表达式,讨论了雷诺数、马赫数和克努森数对阻力与传热性能的影响。结果表明:在马赫数一定时,随着克努森数不断增加,稀薄气体外掠物体换热能力逐渐减弱;在克努森数一定时,低马赫数(Ma0.1)对传热性能影响不大,但高马赫数(Ma0.1)对传热性能影响显著;随着马赫数增加,流动阻力先急剧下降,当到达超声速时逐渐变缓。该研究结果可为飞行器在自由分子流区流动与传热性能预测方面提供理论依据和技术支持。     

基于智能化仿真试验平台的货运列车再充气特性

基于气体流动理论,依据气体状态方程和质量方程以及流量特性,建立货运列车制动系统再充气过程的数学模型,然后在智能化仿真试验平台上对该模型进行验证,试验所得曲线与仿真曲线基本吻合.考察150辆编组货运列车首车和尾车的再充气过程,得到了不同位置车辆再充气缓解过程的变化特征,并且测试出不同位置处车辆列车管与制动缸的作用时间差.     

高压气体在微圆管中的流动特性

在高压条件下,试验研究氮气在直径为14.9、10.1、5.03、2.05μm微圆管中的流动特性。结合毛管束模型,研究气体的高压微尺度流动特性对气体在低渗多孔介质中渗流特性的影响。结果表明:气体在14.9μm微圆管中的高压流动特性与经典流体力学规律相符;随着管径的减小,气体的流动出现了明显的微尺度效应,表现为实测流量偏离经典流体力学理论预测流量,且管径越小,这种微尺度流动效应越显著;研究稀薄气体效应时提出的Kn数不能用来表征高压条件下气体的微尺度效应;气体在微小孔喉中的高压微尺度流动效应导致气体在低渗多孔介质中的渗流具有非达西渗流特征,表现为实际渗透率大于由经典H-P方程和达西公式计算的绝对渗透率。