输送黏性介质时叶轮出口角对泵性能的影响

为了研究离心泵在输送黏性介质时,叶轮出口角对泵性能的影响,采用FLUENT软件,对2种不同叶轮出口角的 离心泵,分别在清水和5种不同黏性的油性介质下,进行数值模拟分析,预测离心泵在各工况下的水力性能。结果表明： 输送介质为清水时,增大出口角能提高扬程但会降低水力效率;介质运动黏度介于10. 80~ 65. 00 mm2／s时,增加叶轮出 口角能同时提高扬程和效率;介质运动黏度≥65. 00 1111112/S时,增加出口角不能改善其水力性能。文章研究结果能改善 离心泵的水力设计方法,确保泵的高效运行。     

新型吸水室改善汽蚀性能的数值模拟与实验研究

为了改善离心泵汽蚀性能,结合喷射技术改进吸水室结构。选用IS100-80-160单级离心泵为原模型,基于RNGκε、均质多相模型和Rayleigh Plesset方程,对改进模型与原模型的流场进行CFD数值模拟。数值模拟所得到的汽蚀特性曲线与试验结果吻合较好,验证了计算方法的准确性。研究结果表明：在不同工况下,改进后的泵汽蚀余量NPSHr均低于原模型,最大降低了0.72 m,离心泵的汽蚀性能提高了33.49%,改善效果非常可观。相比于原模型,改进后的离心泵的流量与扬程有所下降,但在合理范围之内。     

立式屏蔽泵水力性能的数值模拟与分析

为研究SPG50-200型立式屏蔽泵的水力性能,给优化过流部件的结构设计提供基础,采用CFD分析软件对屏蔽泵的内部流动进行了数值模拟。给出了三维造型方法和流场分析方法,分析了泵内流体的速度和压力的分布特性,并基于流动模拟结果预测了水力性能,将计算结果与实验曲线进行了对比,研究了蜗壳断面形状对泵性能曲线的影响,介绍了屏蔽泵的应用前景。研究结果对泵的性能改进有一定指导意义。     

基于CFD的离心泵结构参数优化

为获得离心泵的最佳结构参数，根据给定的离心泵设计参数确定离心泵的结构形式和性能评价指标，计算离心泵各结构参数，利用CFD对离心泵进行流场数值模拟分析，设计了叶轮结构L16（45）正交实验表，选择叶轮进口安装角βb1、出口安装角βb2、包角φ、进口直径D1、出口直径D2为正交实验的5个因素，完成了正交实验并对实验结果进行极差分析，得到各结构参数对各优化方向评价指标影响排序及其影响情况，构造出效率最大、汽蚀余量最小条件下的目标函数及统一目标函数，并运用遗传算法对离心泵效率和汽蚀进行多目标优化，得到离心泵的最佳结构组合参数.     

取水泵叶轮水力设计及内部流场数值模拟

为了研究漂浮取水泵内部流场分布规律,根据泵水力设计理论对叶轮进行了参数计算,基于Pro/E建立了叶轮 和内部流场模型,利用FLUENT对内部流场进行了数值模拟,得到了漂浮取水泵的外特性曲线、压力和速度分布规律。 结果表明：泵的功率曲线呈现驼峰状,效率曲线存在较宽的高效区;叶片受静压呈现旋转中心低,边缘高的总体趋势;泵 叶片速度较大,隔舌和扩散管底部速度较小;在额定流量工况下,叶轮表面液流速度分布趋于均匀,流场分布较合理。研 究结果可为优化叶轮几何参数、改善内部流场分布以及提高泵的效率提供一定参考。     

高速铁路缓和曲线行车动力性能对比分析

针对三次抛物线、半波正弦和一波正弦3种线型的铁路缓和曲线，以不同的列车运行速度变化规律建立了3种不同的分析工况,理论计算了车体横向加速度时变率。利用铁道车辆系统动力学数值仿真软件，建立了具有93个自由度的单节高速车模型，同时考虑轨道不平顺的影响，仿真计算了车体横向加速度时变率，对比分析了3种不同工况下缓和曲线上车体横向加速度时变率的变化情况。结果表明，在未考虑轨道不平顺时，列车以变化的速度运行，半波正弦更具优势，在车站两端加减速地段可以考虑采用半波正弦型缓和曲线，以提高旅客乘坐舒适度；轨道不平顺对高速行车     

基于性能预测的水泵优化设计方法

应用半经验、半理论的方法,提出了一种符合工程设计实际的水泵性能预测与分析方法.利用水泵进出口速度分布等宏观物理参量描述流体在叶轮流道内的流动,借助速度三角形分析计算离心泵内的各种损失,揭示了几何参数对水泵性能的影响趋势,并对水泵进行了综合性能预测.结果表明,该方法输入变量少、易于编程、计算速度快,可预测设计工况和非设计工况下的水泵性能.     

基于尾缘模型的多翼离心风机优化设计

为提升数值模拟预测离心风机性能结果的准确性，课题组考虑了进入离心风机气体的密度变化，对标准κ-ε湍流模型进行修正，使其平均计算误差降低到7%以内。针对小型多翼离心风机叶片出口速度分布特征，借助改进后的数值计算模型，对传统尾迹相似模型进行简化处理，采用周向距离及速度参数等无量纲因子对叶片速度尾迹分布进行曲线拟合，并结合拟合曲线形状实现多翼离心风机叶片尾缘结构的改型设计。研究结果表明：改型后风机叶片尾缘尾迹脱落面积缩小，同时由于蜗壳内旋涡强度及其影响区域减小，风机性能得到提升，其中小流量工况点及设计工况附近静压值提升约36 Pa，最高全压效率提高约2.8%。     

曲曲连接新型缓和曲线线形动力特性分析

采用边界条件法，提出满足连接圆曲线与圆曲线的新型缓和曲线，建立三种不同的计算工况，利用MATLAB数值计算分析列车以高速通过不同曲曲连接方式对乘车舒适性的影响，采用通用的机械动力学/运动学仿真分析软件Universal Mechanism(简称UM)软件进行动力仿真，通过理论计算与仿真分析得出新型缓和曲线较三次抛物线少了两个连接点(缓直点和直缓点)，对舒适性有较好的改善，为高速铁路缓和曲线的选择提供借鉴。     

基于系统仿真的高温行车空调器性能分析与实验研究

建立空调器部件和系统的仿真模型，将系统仿真技术应用到高温行车空调器的研制过程中，采用理论计算和实验验证相结合的手段研究产品的运行性能．通过数值求解，得到制冷系统循环的平衡点．利用模拟曲线和测试结果的对比分析，对仿真模型进行验证和完善．结果表明，高温行车空调器动态运行时，系统的各项参数均发生不同程度的波动，其中变化最显著的是制冷量和压缩机排气温度．在高温行车空调器系统设计过程中，应采取有效措施降低排气温度，以提高空调器整体性能．     

定常多相位与非定常计算方法在双吸离心泵数值模拟中的应用

为了比较定常多相位与非定常计算方法在双吸离心泵中的应用情况,文章对150S50双吸离心泵内部湍流流场进行了模拟计算。数值模拟采用Realizable κ-ε湍流模型,在7种工况下分别用定常多相位和非定常2种方法进行了模拟计算。在数值模拟的基础上计算出扬程、轴功率、效率。研究表明：用非定常模拟所得计算结果与试验值更为接近。     

小功率车载逆变器的热仿真与实验研究

为探究小功率车载逆变器的散热性能,利用CFD软件对车载逆变器建立有限元三维模型,用笛卡尔网格划分系统对重点部位进行网格加密处理,通过在不同工况下的数值仿真计算,得出逆变器整体及各个元器件的发热情况。在数值仿真结果的基础上,设计相关实验,在不同环境温度的工作条件下,对车载逆变器中各个元器件的工作温度进行实验测试。测试表明各个元器件在不同环境温度、外部负载的工况下,工作温度都控制在100 ℃左右,分析实验值与模拟值的误差,其最大误差在3.4%以内。数值仿真计算结果有较高的精确度。     

液力变矩器流道设计及液力损失机理分析

为探究液力变矩器的性能,基于计算流体动力学(CFD)和三维流动理论,借助Realizable k-ε湍流模型,针对由非均匀有理B样条曲线(NURBS)和保角映射原理优化后的扁平化液力变矩器,展开数值模拟分析,并采用定转速台架试验,验证该数值模拟方法的可行性。在此基础上,针对循环圆扁平化造成液力损失严重的问题,对典型循环工况下,各叶轮的流场特性进行对比分析,并深入探究各恶化流动现象的成因,为液力变矩器的流道改进、叶片优化等指明方向。     

基于响应面模型和灰色关联度的板料成形工艺参数优化

以非线性有限元分析软件Dynaform为平台,基于二阶响应曲面法和灰色关联度,对非标准盒制件冲压成形工艺 参数寻优。首先,利用正交试验法获取不同因素的不同组合下的减薄率数值;再采用灰色关联度理论,找到对该盒形件 最大减薄率起主要影响的2个因素即等效拉延阻力和压边力;基于响应曲面模型,利用Design Exper软件,结合中心复合 设计法( CCD)建立优化目标和主要影响因素的二次回归模型;据成形极限图(FLD)的曲线设置板料的目标函数,可求得 等效拉延阻力和压边力的最优解。通过对比优化前后的数值模拟结果可知,优化后的冲压参数可以有效提高板料成形 性能和质量。     

拓扑优化与尺寸优化相结合的割草车车架轻量化设计

车架轻量化是节能和降低成本的重要途径。针对某型号割草车车架,提出了将拓扑优化与尺寸优化相结合的割草车车架轻量化设计方法。在满足工作性能和车架强度的基础上,利用有限元仿真技术,分别对割草车车架进行了弯曲工况与扭转工况下的强度分析,以分析结果为基础,进行拓扑优化与尺寸优化相结合的二级优化,并对优化前后车架的强度进行对比分析。结果表明:最终优化后车架强度满足要求,且最终优化后车架比未优化前减少质量34.3%,轻量化效果显著。     

微型轴流风扇扭叶片设计及其气动分析

通过推导微型轴流风扇叶片出口轴向速度沿叶高的分布方程,提出了一种考虑轴向速度非均匀性的扭叶片设计方法.通过计算流体动力学(CFD)技术,对利用该方法所设计的各种形式扭叶片的气动性能及其变工况时的气动特点进行了数值研究,并比较了工作于自模区与非自模区风扇的气动性能差异.研究结果表明,与自模区的风扇相比,非自模区的风扇压力曲线没有最高压力点,随流量减少压力几乎呈线性增加,且无失速点;效率曲线则显得更为平坦;按刚性涡设计的扭叶片虽效率低,但风压高;提高叶轮的轮毂比有助于提升风扇压力与效率.     

熔盐密度对熔盐泵性能的影响

基于标准K-ε湍流模型、多重参考坐标系和SIMPLE算法,采用FLUENT数值模拟软件,对3台不同比转速的熔 盐泵,针对4种密度不同的介质在5种不同流量下分别进行数值模拟,预测了相应工况下熔盐泵的水力性能。结果表 明,泵的扬程与密度变化无关,但相同流量下同一泵的轴功率和效率会随着密度的增加相应上升,泵内静压与速度分布 规律基本一致。研究结果对熔盐泵的设计具有一定的参考价值。     

铸铁烘缸椭圆人孔盖的计算

为了解决铸铁烘缸承压元件椭圆形人孔盖设计计算的困扰,设计人员基于国内规范结合ASME规范寻求一种新 的设计计算方法,即利用ASME规范提供的数表找到适合于铸铁烘缸人孔盖材料的特性曲线,将此特性曲线提供的特性 数值代入已经成熟的算例当中,从而计算出人孔盖的承压能力。此方法一旦成熟可以解决椭圆形人孔盖设计计算的难 题,使铸铁烘缸人孔盖的设计进一步的优化     

减压阀性能试验与内部流场数值计算

研制了减压阀的全自动性能与寿命试验系统.通过采用模块化系统设计来满足不同规格系列产品的多工况运行与各类试验要求,通过对比分析阀芯结构改进前后的流量压降曲线及阀门内部流场特性的数值模拟,说明曲面形阀芯结构能够达到稳定流动状态,并减小了各种工况条件下的阻力损失.     

上海青浦城区西北片河网调水方案的效果分析

利用经过实际调水过程验证的二维数学模型，对上海青浦城区西北片河网的9种调水工况（6种边引边排和3种先排后引）进行了数值仿真，获得了每种工况结束时刻河网内的污染物浓度分布；以模拟结果为基础，对比分析了每种工况的调水效果，进而提出了优化的调水方案．