曝气转盘作用下的氧化沟流场特性

采用声学多普勒测速仪(ADV)在1号、2号曝气转盘同时运行时测量氧化沟模型内流速场,通过对流速场测量数据的拟合分析,得到氧化沟第2直道内曝气转盘上游、下游流速沿程变化的数学表达式.研究结果表明:曝气转盘上游、下游流速沿垂线分布、横向分布、内外分区界限及沿程变化规律均不同,曝气转盘上游水力特性与典型明渠中弯道出流相似,曝...     

输气管道泄漏流场特性分析

输气管道泄漏流场特性对输气管道泄漏检测与定位研究具有重要的意义。根据实际流速和管内压力,建立了圆口泄漏和缝隙泄漏的计算流体动力学模型。在此基础上,研究了不同泄露口的泄漏速率与管内压力的关系以及泄露口形状对泄漏口附近流场的影响,并进行了实验验证。结果表明:泄漏速率和管内压力呈线性关系,圆形泄漏口的口径越大,泄漏速率越高;而矩形泄漏口的泄漏速率明显高于圆形泄漏口,泄漏口方位对泄漏速率的影响不大;在泄漏口附近压力和速度梯度均比较大,但泄漏口对管内气流的影响范围比较小;仿真结果与实验结果具有良好的一致性,说明基于计算流体动力学模型的方法研究气体管道泄漏流场特性是可行的。     

MEXICO风力机整机流场与载荷特性分析

采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法对MEXICO(Model EXperiment In Controlled c Onditions)风力机模型非偏航工况下的流场和载荷特性进行稳态数值模拟研究.采用周向平均方法取出计算得到的流速的轴向、径向和切向分量,并分别将其与试验值进行对比分析,计算值和试验值吻合较好,计算结果可靠.从叶片截面周围流线和叶片表面压力分布两个角度确定了叶片表面流动分离的位置,随半径增大分离点位置向后缘移动.对叶轮尾流中涡量分布的分析表明,3个叶片通道的涡量分布近似对称,尾流中涡量逐渐衰减,稳态模拟中塔架对尾流流动影响较小.此外还分析了叶轮叶片所受载荷,得到了载荷沿径向分布规律,载荷特性可为风力机气弹性能分析提供依据.     

探针系统测定流场反应特性分析

研究提出了探针系统测定流场时针孔压力测量反应时间的计算方法,对３种系统测定水流场和测定空气流场的反应特性进行了计算比较,分析压力反应时间的影响因素,综合考虑测试精度和试验时间,确定针孔压力适宜的测误差,给出了合理的系统和系统参数。     

短波中标称伴流场特性分析

以KCS标准船型为研究对象,采用RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes)方法对KCS约束模型在规则短波航行下标称伴流场进行了数值计算,并针对标称伴流场在短波中时历周期性变化的规律和特性进行了分析.计算结果表明:短波顶浪下的轴向标称伴流分数满足与入射波相似的周期性变化规律,单个波浪遭遇周期下的波浪伴流分数变化占比相对较小,但影响不可忽略;波浪伴流分数为负值时其主要原因为流体质点发生沿波浪传递方向的波漂移,其值近似为总平均流量;当波峰波谷位于螺旋桨盘面处时,轴向标称伴流场变化最为明显,且变化程度受波陡影响最大,而波长的减小对桨盘面下方区域的影响更为明显.     

平面叶栅流场非定常特性分析

为了分析平面叶栅流场的非定常流动特性,采用延迟分离涡模拟方法(DDES) 对某亚声速叶栅流场进行数值计算。为了保证计算准确,首先进行了最优网格选择、物理时间步长无关性验证;并与RANS-SA计算结果、实验结果进行对比。DDES方法计算结果表明,随着攻角的增大,尾缘涡会逐渐由细长型转变为结构整齐,频率单一的对涡结构,当攻角继续增大,对涡结构变得越来越不整齐。当攻角增大到吸力面出现大分离时,对涡结构消失,脱落涡表现出很强的随机性,吸力面分离涡在向下游传播的同时向周向传播,对相邻叶片的涡量分布产生影响。在大攻角工况时,进口马赫数的变化对于吸力面分离涡,尾缘涡都产生非常大的影响。     

绕水翼空化流场旋涡特性分析

为了深入了解绕水翼空化流动机理,利用数字式粒子图像测速(DPIV)系统,并辅以高速摄像机,对绕水翼流动进行了观测. 观测结果表明: 空化的发展对整个流场的涡量变化起决定作用. 无论在空化还是无空化流场中,涡量主要集中在自水翼前后缘开始的剪切层所在区域,并形成涡带,且上下涡旋向相反;随着空化数的降低,空化区域的流场混合得更为均匀,从而使涡量的峰值逐渐减小;上下涡带逐渐靠拢,并向后延伸、拉直,同时下涡带的起始位置向后推移.     

低速轴流压气机三维流场测量与失速特性分析

在近失速和失速状态下,利用五孔探针对单级轴流压气机转子前后的三维流场进行了详细的测量和对比分析。基于失速状态下进出口壁面静压的动态变化,对失速区的空间结构和气流参数的动态变化规律进行了研究,建立了描述失速区气流参数变化的微分方程模型,并根据实验数据对模型进行了校验。结果表明,失速区内发生了回流,回流的速度方向与主流的夹角约为110°。回流区占据的径向范围为70%叶高以上,轴向范围为静子前部区域。在失速区内,压力、速度等气流参数随时间进行振荡衰减。该动态变化过程可以用二阶系统来描述。     

青藏铁路封闭抛石路基流场与温度场特性数值分析

铁路道碴层和抛石铺层可以看作多孔介质，其内部流体的对流换热为多孔介质的传热传质问题. 在多风的青藏高原，抛石路基结构往往会因为抛石层表面被风沙、积雪等封堵，在石头层内形成一个封闭系统. 针对青藏高原特殊的气候以及地质条件，基于多孔介质对流传热理论，对封闭抛石路基这一特殊结构的流场和温度场特性进行了数值研究与分析. 结果表明：抛石路基在封闭的特殊条件下，内部空气运动方式为自然对流，且仍具有明显的冷却降温作用，这可为多年冻土区抛石路基的长期使用与维护提供参考；但其降温效果及对流强度随着抛石层上部填土厚度的增大而削弱，这应引起设计与施工部门的足够重视.     

环空螺旋流场中岩屑运动条件的分析

由岩屑床面的几何特征及颗粒的受力特性分析得出，床面颗粒以滚动的方式起动，根据这一起动机理，从分析岩屑颗粒在螺旋流场作用力，重力及颗粒间的相互作用等条件下的力平衡出发，并考虑颗粒的薄膜水及粘结力的作用，建立起定向斜井内环空螺旋流作用下岩屑运移的临界水力条件，根据此水力条件，从理论上说明了斜井内岩屑运移最困难，最危险的井段在井斜角３０°＜θ＜５５°～７０°。它由岩屑床面形态即岩屑大小及形状等因素决定。     

环空螺旋流场中岩屑运动条件的分析

由岩屑床面的几何特征及颗粒的受力特性分析得出，床面颗粒以滚动的方式起动，根据这一起动机理，从分析岩屑颗粒在螺旋流场作用力、重力及颗粒间的相互作用等条件下的力平衡出发．并考虑颗粒的薄膜水及粘结力的作用，建立起定向斜井内环空螺旋流作用下岩屑运移的临界水力条件．根据此水力条件，从理论上说明了斜井内岩屑运移最困难、最危险的井段在井斜角３０°＜θ＜５５°～７０°内，它由岩屑床面形态即岩屑大小及形状等因素决定，而与流场条件无关．这一结论与实验中观察到的规律一致．     

等离子体螺旋天线的特性分析

本文提出了一种工作在超高频(Ultra High Frequency, UHF)的理想等离子体螺旋天线。通过数值仿真,研究了等离子体天线辐射特性与等离子材料参数之间的关系。仿真结果显示,当满足等离子体频率大于约10倍工作频率和碰撞频率小于等离子体频率的条件时,等离子体天线具有与金属天线相似的辐射特性。此外,两者的相似程度与等离子体频率成正比,与碰撞频率成反比。     

等离子体螺旋天线的特性分析

提出了一种工作在超高频(Ultra High Frequency, UHF)的理想等离子体螺旋天线.通过数值仿真,研究了等离子体天线辐射特性与等离子材料参数之间的关系. 仿真结果表明,当满足等离子体频率大于约10倍工作频率和碰撞频率小于等离子体频率的条件时,等离子体天线具有与金属天线相似的辐射特性. 此外,两者的相似程度与等离子体频率成正比,与碰撞频率成反比.     

曝气生物滤池的工艺特性

阐述了曝气生物滤池的基本结构、工艺流程、工艺特点及对滤料性质的要求。     

压力无关型风量控制阀流场特性分析

为满足医院手术室、生化实验室和洁净室等场所对气流进行准确控制需要,提出一种基于机械自力式原理的风量控制阀设计方案,该阀能够自动调节阀门开度,使流经阀的风量维持在预先设定值附近,不受阀门前后压力波动的影响.利用CFD技术对该风量控制阀的流场进行建模和仿真模拟,修正流量系数,完成该阀的优化设计.搭建能模拟压力无关型风量控制阀实际工况的性能测试装置,为进一步完善产品设计提供条件.      

气泡雾化喷嘴下游流场的特性分析

用Fluent软件对气泡雾化喷嘴下游不同截面雾化液滴的平均直径和速度分布进行了模拟计算.分析了雾化粒径与喷嘴直径、气液质量比、气体压力和液体流率之间的关系,以及雾化粒径和流动速度随喷嘴距离(轴向和径向)的变化规律.结果表明,雾化粒径与喷嘴直径之间呈近似正比关系,与气液质量比之间呈近似反比关系,而与气体压力和液体流率之间则存在最优匹配问题.随着喷嘴距离的增大,雾化粒径增大,而流动速度减慢.     

液黏传动摩擦副流场特性分析

为了分析液黏传动在纯油膜剪切阶段下摩擦副间隙内流体传热特性对流场特性的影响,以一对双圆弧油槽摩擦副间隙内流场为研究对象,建立绝热边界条件下流场特性的简化数学模型,对工作液黏温特性进行实验测定。通过考虑油液的黏温特性,利用ANSYS CFX软件对流场进行数值模拟,获得不同工况条件下流场的流速特性、温度特性以及压力特性。研究表明:流体流速沿径向总体整体呈递增趋势,流体流线轨迹整体成抛物线。流场温度在沿径向方向整体呈递增趋势,流场的温升幅度随转速差增大而增大,随入口流量增大而降低。流场压力沿径向近似线性递减,流场压差随流场入口流量增大而增大,而摩擦副转速差对流场压差影响较小。     

气体钻井牙轮钻头井底流场特性分析

基于CFD 技术,通过建立井底流场计算模型,运用数值模拟的手段,对气体钻井的三牙轮钻头井底流场进行
了数值模拟,并分析了喷嘴侧倾角、前倾角和后倾角对井底流场的影响。结果表明：三喷嘴不同侧倾角设置比相同侧
倾角设置更利于井底清岩;三喷嘴复合前倾角比复合后倾角的井底清岩能力更强,但对牙轮切削结构的清洗效果较
差;在不改变气体排量的情况下,通过三喷嘴混合复合前倾角和后倾角的方式,可以在保证一个相对较好的井底清岩
能力的情况下,提高射流对牙轮切削结构的清洗能力和环空的携岩能力。分析结果为气体钻井系列牙轮钻头的设计、
评价以及现场气体钻井的技术措施提供了理论指导。     

等离子体合成射流激励器的流场特性分析

等离子体合成射流作为一种新型的主动流动控制技术,是针对传统合成射流激励强度差而设计的。利用Fluent 6.3软件,采用结构化网格,对等离子体合成射流激励器流场进行了二维非定常数值模拟,研究单次放电激励器流场的演化规律,并且比较了不同放电时间尺度对激励器出口速度的影响。研究表明:等离子体合成射流激励器能够产生高速射流,最大速度达到439 m／s,大大增加了流场湍流度;激励器放电时间越长,出口峰值速度越大。计算结果表明等离子合成射流激励器能够应用于高速流动控制。     

环形空间内幂律流体螺旋流层流流场性质的分析

本文从理论上分析了幂律流体螺旋流层流流场的性质。为了验证理论分析正确与否,测量了五种浓度的聚丙烯酰胺水溶液环空螺旋流层流流场中的速度分布,证实实验结果和理论计算结果完全吻合。文中所讨论的螺旋流流场可以作为石油钻井井内流场的理想化模型。