内燃机进排气管有限容积法一维非定常流模拟

应用有限容积法对发动机排气管系中的气体流动作模拟计算．该方法是以往一维非定常流动计算方法的进一步发展．与特征线法相比,具有计算稳定、质量流量误差小等优点．文中对该方法的模型作了简述,并以８Ｌ２４０Ｚ四冲程柴油机为例,进行了模拟计算,包括：发动机的性能参数、排气管系的压力波动情况、质量流量误差等．计算结果表明,该模拟方法具有较高的计算精度     

建筑构件热阻计算方法

针对空心砌块平均热阻理论计算方法的简单近似性,分析了其计算结果的不确定性,提出用CFD数值模拟、采用有限体积法的计算方法分析建筑构件的热工性能.并分别运用热流计法与热箱法对某内插保温层混凝土空心砌块进行热阻测试,以检验理论计算方法与数值模拟计算方法的准确性.通过理论计算、数值模拟及试验验证分析得到:采用理论计算方法分析建筑构件热工性能具有不确定性,所得结果与热流计法和热箱法的试验结果误差分别为36.6％和33.8％;采用CFD数值模拟方法计算结果误差分别为0.3％和2.4％,表明该方法对建筑构件热工性能的计算不仅能够满足精度要求,还具有应用范围广、结果直观等优点.     

电测深曲线三维正演数值模拟

本文阐述了用有限差分方法模拟计算三维电测深曲线的原理,提出了可以节约内存,提高运算速度的剖分网格,差分格式和超松弛迭代数值解的计算方法 简化了电测深曲线三维数值模拟的问题,并且有效地控制了模拟计算精度。     

铝合金微观组织模拟及并行计算

微观组织模拟计算规模庞大,对宏观铸件进行整体微观组织模拟存在极大困难,为此该文将CA(cellularau-tomaton)模型与宏观的传热计算相结合,模拟砂型和金属型铝合金铸件的凝固组织形成过程,提出了改进的CA模型,用更接近实际晶粒轮廓的方法对微观组织进行模拟。在串行算法的基础上开发了相应的并行算法,该算法在保证原有计算精度的前提下,极大地提高了计算规模和效率。对试验结果和模拟结果进行了对照分析,二者基本一致。     

蒙特卡罗法在零件可靠性设计中的应用

蒙特卡罗法简称蒙特法,是一种计算机模拟方法,应用于机械CAD中,可节省时间和劳力,大大提高工作效率,同时确保计算的高效、准确,对可靠性设计提供了保证。本文将此方法应用于零件可靠性设计,得出计算机模拟结果,通过与理论结果比较,验证了此方法的可行性。同传统代数法和矩法计算可靠度相比,蒙特卡罗法无须知道应力和强度分布类型及概率参数,能够有效地解决问题。缺点是为提高计算精度必须进行大量模拟计算,需要较长的计算时间。     

利用表面波测定低表面张力液体相速度的方法研究

探讨了低表面张力液体的表面波波速与波长的关系,利用该液体的单个波峰性质与圆柱透镜性质相似的特点,提出了一种新的在特定波长范围内测量该液体相速度的方法,并通过模拟计算确定了该测量方法的适用范围,同时在实验室模拟了该模型,实验结果表明在一定范围内该测量方法具有较高的精度.模拟计算结果与理论计算结果的数据拟合程度较好,最大偏差不超过5%.     

数值模型在确定综合开采边坡角中的应用

传统上对露天矿山开采综合开采边坡角的确定,是采用对工程地质勘测资料的归纳、分析、对比以及结合工程技术人员的经验, 来综合确定的.而随着科技的进步,电脑模拟技术以及各种仿真模拟软件的开发应用,解决了人工无法完成的有限元划分与计算,使得应用有限元方法解决工程问题成为可能.本文结合工程实例,将两种有限元模拟计算软件ANSYS和FLAC3D应用到石灰石矿山露天开采的综合开采边坡角计算中.在两种模拟软件的应用中,选择ANSYS软件为主模拟软件,而使用FLAC3D作为复核对比软件加以验证ANSYS的模拟计算结果.通过建立数值模型,经过有限元计算并综合分析模拟计算结果,确定了最优的综合开采边坡角,从而使石灰石的开采量大为增加,创造了良好的经济效益,也为矿山综合利用和后期环境恢复创造了适宜条件.     

电力系统整体可靠性研究

提出了利用Monte-Carlo模拟算法计算电力系统整体可靠性的方法．建立了电力系统运作过程的数学描述模型以及影响电力系统可靠性因素的概率模型,给出了上海市2002年电力系统整体可靠性的模拟计算结果,指出了该计算方法在系统评估和系统规划方面的应用前景．     

颗粒绕流问题中几何形体效应的数值模拟

运用计算流体力学(CFD)模拟方法,针对球体、正六棱柱、正四面体、圆柱体和环轮体等不同几何形体颗粒,在雷诺数为10～400条件下研究了颗粒绕流问题中的几何形体效应。基于模拟结果,考察了传统非球形颗粒几何表征方法的不足;据此定义一个新的表征形体效应的参数,并在大量模拟计算结果的基础上,关联出以上四种非球形颗粒曳力因数计算公式,改进后的曳力因数计算精度大大提高。     

蒙特卡罗法在零件可靠性设计中的应用

蒙特卡罗法简称蒙特法，是一种计算机模拟方法，应用于机械CAD中，可节省时间和劳力，大大提高工作效率，同时确保计算的高效、准确，对可靠性设计提供了保证。本文将此方法应用于零件可靠性设计，得出计算机模拟结果，通过与理论结果比较，验证了此方法的可行性。同传统代数法和矩法计算可靠度相比，蒙特卡罗法无须知道应力和强度分布类型及概率参数，能够有效地解决问题。缺点是为提高计算精度必须进行大量模拟计算，需要较长的计算时间。     

电场作用下多孔介质中单相流体的渗流速度

研究了外电场对多孔介质中单相流体渗流速度的影响。根据渗流力学和电渗理论,推导了外电场作用下多孔介质中单相流体渗流方程,建立了有限元数值模型,采用有限元方法进行了数值模拟。计算结果与实验结果拟合很好,二者之间的相对误差在5%左右。在此基础上探讨了外电场对多孔介质中单相流体渗流速度的影响,结果表明:在压力保持不变情况下电场可以将流体渗流速度增大1~7.5倍;相同电位梯度情况下,压力梯度越大,渗流速度之比越小。     

实体PDC钻头流场数值模拟与实验验证

利用计算流体动力学技术对聚晶金刚石(PDC)钻头(型号为BK432)的三维湍流进行了数值模拟。模拟中考虑了钻头的切削齿和射流喷嘴对流场的影响。流场的网格划分采用局部加密的混合网格形式,保证了计算精度和运算速度。流场的三维模拟结果揭示了钻头流场存在低速区、回流区和滞流区域,为钻头水力结构优化分析奠定了理论基础。为了对数值模拟的结果进行检验,建立了PDC钻头流体测试实验台架,利用粒子成像测速技术对PDC钻头4个喷嘴的出口流场进行了测试。将测试的喷嘴轴向速度与数值模拟结果进行了对比分析,两者吻合较好。     

向心透平无叶导向器内三维可压缩流动的模拟

利用FLUENT软件对向心透平整机(从无叶导向器进口到向心透平叶轮出口)进行三维可压缩流动计算和模拟,并将计算结果与一元设计方法进行比较分析,以检验一维假设的合理性和一元计算的可靠性．     

基于CFD的混排一体化装置性能预测及试验验证

针对混排一体化装置的工作原理及内部流场特性,采用CFD方法仿真了特定转速下的内部瞬态流场、压力等特性,计算了不同转速下的轴功率、吸入/排出压力关系等性能曲线.设计并制造了试验验证装置.结果表明:仿真结果与试验基本一致,该仿真模型和性能预测方法对混排一体化装置的优化设计有一定的指导作用,能够为将来系列化设计及工程应用提供一定的研究基础.     

电磁制动下板坯连铸结晶器内金属流场三维模拟的基本流态与主流场分析

在物理模拟实验的基础上, 采用基于标准k-ε 湍流模型的三维稳态流动与磁场耦合模型, 对电磁制动(electromagnetic braking, EMBr)条件下板坯连铸结晶器中的金属流场进行数值模拟, 研究了磁场强度及其分布对结晶器内金属流动的影响, 并与物理模拟结果进行了对比, 进一步揭示了在物理模拟中受传感器数量等限制所无法观察到的一些细微现象或局部流态及流动行为. 结果表明, 在流动控制结晶器(flow control mold, FC Mold) 电磁制动方式下,结晶器内流场具有复杂的三维特性. 此时必须注意结晶器液面流速过慢所导致的表面夹杂、横裂等问题. 合适、有效的电磁制动也应与连铸工艺相匹配.     

高速列车头车外流场气动噪声的仿真与实验研究

针对高速列车的头车进行全尺寸三维模型和流场流域的创建,并通过k-ε湍流模型计算稳态流场;在稳态流场的基础上,采用宽频带噪声模型计算头车表面的气动噪声源;利用大涡模拟(LES)方法计算瞬态流场,进而获取车身外表面的脉动压力;再基于瞬态流场,采用Lighthill声类比理论研究头车远场气动噪声的计算.最后,比较气动噪声的仿真分析结果与实地试验结果,验证了仿真结果的正确性.     

三角翼的可压缩外部绕流流场数值模拟

据Spalart-Allmaras模型建立了三角翼的可压缩外部绕流流动的数学模型,并考虑了近壁面流动的处理方法。利用Fluent软件模拟某三角翼周围的二维湍流流场,用空气绕流阻力、升力和力矩系数来监测解的收敛性,得到三角翼周围的速度矢量图、壁面切应力图及边界层分离点范围,显示了边界层及尾迹区的复杂流动。结果表明,数值模拟方法能真实反映边界层及尾迹区的复杂流动,为解决边界层分离问题和机翼设计提供理论依据。     

O-SEPA选粉机内部流场数值模拟的方法选择

O-SEPA选粉机的内部结构复杂,相对于传统试验方法,模拟仿真可以反映出其内部流场的情况。基于CFD理论使用有限体积CFD分析软件Fluent 6.3对O-SEPA1000选粉机内部三维流场进行数值模拟是比较经济可行的一种方法。在数值模拟过程中,其选择方法尤为重要,直接关系到数值模拟是否成功,结果是否足够精确。经过试验验证,文中讨论的方法比较准确地反映了选粉机内部流场的各种特性。     

用离散涡方法模拟喷嘴出口射流流场的数值模型

根据流体力学原理,用离散涡方法建立了在复平面上模拟喷嘴出口流场的一套完整模型。在此基础上,用ＦＯＲＴＲＡＮ语言编写了计算机程序,模拟了喷嘴出口流场的速度分布,利用涡元矢量图对计算结果进行了分析,得出了射流在喷嘴出口分离流动及流场中旋涡形成及发展的规律。射流在有锐缘的地方会发生流动分离,形成的剪切边界层逐渐卷起,形成旋涡结构。在喷嘴出口与哨嘴出口处形成的旋涡结构,在势流流场和其它涡元的作用下逐渐向下游运动,并向两边扩散。由于粘性扩散及计算误差的影响,在远喷距处会出现涡旋结构变形     

低雷诺数流动问题的SPH数值模拟及与FPM方法的比较

采用SPH方法对低雷诺数流动问题进行了数值模拟,讨论了初始光滑长度以及核函数影响域大小对结果的影响。典型Poiseuille流和Couette流的模拟结果表明,SPH方法能够很好地模拟低雷诺数流动。并比较了SPH方法和FPM方法的精度和计算效率。