单总管排气系统多维非定常湍流数值模拟

采用任意拉格朗日－欧拉法,对柴油机三缸排气管进行二维非定常湍流数值模拟。湍流模型采用亚网格尺度模型,入口边界的流动随排气相位变化。     

基于FLUENT的柴油机排气歧管内流场的数值模拟

建立了柴油机排气歧管的计算流体动力学(CFD)模型,应用Fluent软件分析各歧管分别排气时,排气管内的流动特性,通过计算各支管流量的均匀性以及流场的流通性来衡量排气歧管设计的好坏.数值模拟结果表明各支管分别排气时的进、出口质量流量较为均匀,流场中的气体流动基本顺畅,没有明显的旋涡存在,但一些区域动压较大.为减少能量损失,对排气歧管进行了结构改进,改进后的流场数值模拟结果表明动压较大区域有明显改善,流速分布更有利于排气.因此,通过CFD技术研究歧管结构形状对流场的影响,能够为优化排气歧管的结构设计,减小流动阻力,改善排气效果提供理论依据.     

缝隙式排气管对旋风分离器的性能影响

为降低传统旋风分离器工作时排气管内气流高速旋转造成的大量能量损失,将Lapple型旋风分离器的排气管改进为缝隙式排气管,利用数值模拟和实验的方法分析了缝隙式排气管对旋风分离器的性能影响.采用RSM模型对气相流场的切向速度、静压、流动轨迹、湍流强度以及压降进行数值模拟,采用多相流模型中的DPM模型对分离器的分离效率和颗粒运动轨迹进行仿真分析.仿真分析结果与实验验证结果吻合度较好,有较高的预报精度.最终结果表明,缝隙式排气管可使传统旋风分离器的压降下降6.8%,分离效率提升5.5%;当排气管上缝隙长度或宽度增加至一定数值,分离器的分离效率达到最大.随着排气管上缝隙长度或宽度的增加,旋风分离器的分离效率逐渐趋于稳定,压降持续降低;排气管上的矩形缝隙可使排气管内产生旋进涡核(PVC)现象,随着缝隙长度的增加,旋进涡核现象有所减弱,缝隙宽度的变化对旋进涡核现象影响较小;缝隙式排气管可有效抑制普通排气管中心处回流区的产生,并使普通排气管底部以及外旋流的湍流强度降低,从而减少排气管底部的短路流,提高分离效率.通过观察不同颗粒粒径的电石渣颗粒的运动轨迹,可知Lapple型旋风分离器与新型旋风分离器内部流场呈现出有利于固体颗粒分离的组合涡结构,排气管结构的改变并未影响分离腔的原始涡流结构.     

小尺度新月形沙丘背风侧流场特性的大涡模拟分析

为了准确获得新月形沙丘背风侧湍流流场流动特性,采用基于Smagorinsky的亚格子尺度涡黏模型的大涡模拟(LES)方法,对简化了的实验缩比小尺度沙丘模型绕流气相流场进行了数值研究,模拟了相同来流风速、不同沙丘迎风坡度和高度下背风侧风场的湍流流动模式,获得了背风侧区域地表面摩擦系数分布,比较了回流区长度和湍流强度分布.模拟结果表明:LES方法能较好地揭示背风侧湍流流场特性;流场重附距离随沙丘迎风坡度和高度的增加而增大;背风侧回流区内湍流强度总体上比回流区外大,回流区内沙丘坡脚位置及重附点位置处湍流强度最大值出现在贴近地表附近,随沙丘高度的增加而增大;回流区中部湍流强度最大值出现在回流区顶部,随沙丘高度的增加先增大后基本不变.     

水流绕过二维方形障碍物的湍流数值模拟

采用了混合有限分析求解方法对湍流绕过二维方形障碍物进行了数值模拟,模拟雷诺应力项时采用了布辛涅斯克假定.采用了k-ε双层模型进行计算,通过与文献中的实验结果及数值计算结果的比较验证了本计算方法的有效性.模拟结果表明k-ε双层模型较壁面函数法预测湍流绕过方形障碍物时更为准确;障碍物高度及流动条件不变时(Re=1.4×104,H=1.0),随着方形障碍物长度的变化,障碍物上游的旋涡Ⅰ的长度基本上没有变化,而在障碍物的下游当L/H≥4时旋涡Ⅱ的长度也基本上保持不变.     

中比转数离心泵内部流场的三维数值模拟

基于全三维不可压缩雷诺时均方程和RNGk-ε湍流模型,采用压力-速度隐式修正SIMPLEC算法,应用FLUENT软件中提供的多重参考系模型(MRF),对具有扭曲叶片的中比转数离心泵内三维不可压缩湍流流动进行数值模拟,探讨泵流道内的压力及速度分布规律,揭示泵内的回流、高速、高压流动现象.结果表明:扭曲形叶片汽蚀性能较好,但靠近隔舌流道内的回流、叶片流道内的局部高速和高压流场会影响离心泵效率,对隔舌和叶轮叶片结构进行优化是提高中比转数离心泵效率的途径之一.     

内燃机缸内过程的一种多维数学模型

利用任意拉格朗日－欧拉法，求解具有缸头中心无气阀气口进排气模拟功能的内燃机缸内三维流动，喷雾和燃烧过程控制方程，为对比不同湍流模型对模拟结果的影响，除采用Ｋ－ε模型外，还首次引入传统代数应力模型对缸内流动进行模拟，计算结果表明；本文的多维模型，对内燃机燃烧过程的模拟结果是合理的，对进气过程的计算结果与实测结果基本吻合，对平顶活塞及带坑活塞缩过程的模拟结果，显示了两种湍流模型的差异。     

泵站箱涵式出水流道三维湍流数值分析

采用雷诺平均纳维-斯托克斯方程（RANS）和基于壁面律的RNG k-ε湍流模型,运用SIM-PLEC算法,模拟了导叶后扩散段喇叭口至流道顶板7种不同高度hp时箱涵式出水流道的三维流场,预测了旋涡的发生位置和形态,分析各方案的流道水力损失规律．结果表明：当hp／D1〈0．2时（D1为喇叭口直径）,喇叭口为环向出水,再增大则渐变为单向;环向出水时,后壁区居中处,有一旋涡存在而单向出水,则为对称旋涡．相同流量下,扩散段喇叭口至顶板距离越小,则水力损失越大,当hp〈D1〈0.20时,水力损失随hp／D1减小而急剧增加。     

熔体吹气发泡法制备泡沫铝的准三维数值模拟

为了分析气泡与铝熔体间的相互作用及汽液两相流动特性,提出准三维模型,即用多重参考系法模拟横向桨叶平面,用边界条件模型模拟纵向平面的搅拌过程,并将两种方法进行耦合;应用双流体模犁模拟气液两相流场,标准k-ε湍流模型模拟液相流场的湍流效应.计算结果表明,最大周向速度在桨叶端部附近,桨叶上下方,各形成一个回流区,气体射流作用下,流场内旋涡较强;平均含气率随着气体流率及桨叶转速的增大而增大.     

旋风分离器排气管内气相流场的数值模拟

采用雷诺应力模型对直切式旋风分离器内气相流动的三维流场进行数值模拟,分析了排气管内的气相流场特点及排气管直径对气相流场的影响.结果表明:排气管内气流旋转强度较高,轴向速度呈强剪切流特征,并且存在回流区,这些都是造成能量损失的重要原因;减小排气管直径可以抑制短路流量,使旋风分离器整个空间内的切向速度增大,有利于颗粒分离,但同时压降增大.     

排烟挡板对站台火灾机械排烟效果影响

为了有效解决地铁站台火灾机械排烟中的烟气吸穿问题,本文以侧向地铁站台为例,提出在排烟口底部加装排烟挡板的方法来阻止烟气层吸穿现象的发生。采用火灾模拟软件FDS对不同工况下站台内烟气温度、排烟口流场结构、CO体积流量进行了数值模拟分析。结果表明设置排烟挡板后,能够有效地限制吸穿现象的发生,提高站台机械排烟量。排烟挡板的设置对排烟效果也有显著影响,结果表明挡板在距离排烟口0.35m处时,排烟口处无低温凹陷区域,排烟效果最佳;而增大排烟挡板的尺寸,也能改善机械排烟效果。     

基于热力学模型的枪弹烧毁系统安全分析

枪弹逐层烧毁法是报废枪弹烧毁的一种重要的方法,是今后报废枪弹处理的主要手段。在实验的基础上,分析了枪弹发射药的燃烧产物的状态参数,建立了烧毁系统的热力学模型并推导出了烧毁笼排出气体的温度及流速与泄气面积的关系,为控制排出气体的流速、防止出现爆轰、确保系统安全等提供理论依据。     

公路隧道通风空气交叉污染三维数值分析

在公路隧道的竖井送、排式纵向通风以及小近距隧道通风时，会出现排出的污染空气被吸入到邻近的竖井或隧道中的交叉污染，影响了隧道通风的效果。应用CFD（Computational Fluid Dynamics）技术对竖井送、排风口以及两个隧道洞口的空气交叉污染进行了详细的数值模拟分析。结果表明，竖井送、排风口和两个隧道间的污染随着送、排风口高差（或隧道出、入口纵向距离）及横向间距的增大逐渐减小。建议：在进行隧道通风设计时，竖井送、排风口轴线间距不小于50m，风口高差不小于5m；两隧道洞口轴线间距不小于40m，纵向距离不小于50m。     

下排气旋风分离器分离机理的实验研究

对下排气旋风分离器在不同运行工况和不同结构因素下的分离效率进行了实验研究,并分析了不同结构因素下分离器内的气固运动规律,结果表明,外筒体高度和导排管间距是影响分离效率的主要因素,倒杯形导流体的分离效果优于圆柱形导流体。     

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．     

卷染机局部排雾的研究

对卷染机的局部排雾问题进行了研究,并提出了一种新型的排雾装置。试验证明,这种装置对于解决敞开式热湿设备的排雾问题具有良好的效果。     

排烟量和送风比对地下街烟气控制的模拟研究

以淮南市某地下商业街其中一防火分区为研究对象,采用模拟软件FDS进行了火灾烟气控制的数值模拟,对顶棚机械排烟条件下,排烟量和送风比对室内火灾烟气有效控制的影响进行了研究,模拟分析结果表明,在顶棚机械排烟时,排烟量对室内烟气控制的影响较大。当排烟量为115m3/（m2·h）时,可以达到很好的烟气控制效果,送风比对此的影响较小;当排烟量和送风比过大时,使室内烟气紊流加剧,火场情况混乱。研究结果为此类狭长型地下建筑火灾的控制和人员疏散提供参考。     

浙江金华市华都大厦中央空调设计

本设计为金华华都大厦的空调系统及防排烟设计,工程位于金华市,共18层,其中地下两层,地上十六层,建筑面积18800平方米.夏季冷负荷为1971.5 kw,冬季热负荷为1106 kw.空调系统采用冷暖两用,采用一次泵,分四个区.小空间采用风机盘管加独立新风系统,风机盘管一律吊顶卧式暗装,卫生间排风,新风负荷由吊挂式空气处理机组承担;大空间采用全空气系统,新回风混合后经机组直接向房间供冷.防排烟采用消防楼梯间正压送风,地下室设备房设置防排烟系统,采用同一个系统,选用双速风机,平时排风,发生火灾时排烟.     

矿井瓦斯抽放方法选择支持系统

矿井瓦斯抽放方法的选择及抽放方案的制定，对于矿井瓦斯抽放的成败及效果优劣具有至关重要的影响。应用专家系统理论，开发了矿井瓦斯抽放方法选择支持系统，为矿井选择瓦斯抽放方法和制定抽放方案提供了依据。     

内燃机排气噪声的分析研究

内燃机排气噪声是内燃机的主要噪声源。本文对产生排气噪声的机理进行了理论探讨。认为内燃机排气噪声属于空气动力性噪声,主要是在排气阀附近区域中排气流紊动扩散引起的。在低频域,内燃机排气噪声具有简单源特性;在中、高频域排气噪声具有四极子源特性。