基于CFD的搅拌反应罐内部流场的数值模拟

利用CFD计算流体力学软件对搅拌反应罐搅拌区流场进行模拟,实现了速度场、速度位置分布的可视化,获得了速度场的分布规律;分别对不同半径、不同结构的搅拌架和在不同搅拌转速下的浓缩罐内部流场进行详细分析,获得搅拌效果与搅拌架半径、结构以及搅拌转速之间的关系,并根据力矩分析结果给出了合理的搅拌转速区间。该研究可为冷冻浓缩罐的设计和生产提供理论依据。     

基于CFD技术的高效节能冷柜研发

针对目前冷柜的研究开发主要靠经验和简单的计算,存在产品的开发周期长,费用高的缺点,提出了基于CFD 技术的冷柜研发,介绍了CFD技术、封闭式冷冻陈列柜的结构及其热负荷组成。建立三维非稳态模型,编译用户自定义 函数即UDF( User-Defined Function)程序,利用有限容积法优化冷柜内温度场／流场。应用结果表明基于CFD技术的冷 柜研发不仅具有效率高、能耗低等特点,而且可以掌握柜内温度分布规律、改善了柜内部气流组织状况,提高了温度分布 的均匀性,提高食物保鲜效果。     

溶液属性对电流体动力学喷印的影响研究

为研究电流体电喷印中流体动力黏度、表面张力及电压等参数对喷印过程的影响，在前人对电流体动力学理论分析的基础上以质量分 数为10%～20%的聚氧化乙烯为模拟材料，采用多物理场耦合软件COMSOL构建电流体动力学数学模型进行仿真验证。在电场力、液体内部黏性力和表面张力的作 用下泰勒锥保持平衡，当电场力大于液体表面张力和黏性力时，液体破碎喷印形成锥射流。液体表面张力和动力黏度越大，喷印所需电场力就越大，相应时间锥 射流的形成也就越慢。     

基于正交实验法的双转子空心圆盘干燥机干燥参数优化

为了探究污泥处理设备空心圆盘干燥机的干燥性能，为污泥干燥提供可参考的操作参数，笔者采用计算流体力学(CFD)方法对双转子空心圆盘干燥机内部流场进行数值模拟。研究了转子转速、蒸气温度和进料量对干燥效果的影响，并运用正交实验分析各因素干燥效果的影响大小。模拟结果表明：提高转子转速缩短了颗粒在干燥机内部的停留时间，使干燥机出口处的水分的质量分数有所上升；正交实验表明影响干燥效果的因素中蒸气温度>进料量>转速，并存在最优的参数组合。本研究可为污泥干燥过程提供可供参考的操作参数。     

波浪爬高的PSPH方法数值模拟研究

通过Poisson方程迭代求解压力场的SPH方法,建立了模拟水波动力学问题的数值模型,将亚格子湍流模式加入方程中,更加精确地描述了波浪破碎时的湍流特性.针对SPH方法中粒子靠近边界处由于粒子缺失导致核函数的截断而引起计算误差,将核函数梯度修正引入了数值计算模型中.同时提出一种新的边界压力计算方法,改善了边界压力计算的精度.对孤立波及椭余波在斜坡上的爬坡破碎过程进行了数值模拟,数值结果与实验结果吻合较好.表明该方法在对复杂水波动力问题的数值模拟上是行之有效的.     

双层侧进式搅拌槽固液流动研究

由于对大型双层侧进式搅拌槽进行实验方法研究比较困难,采用数值模拟的方法对其进行研究。利用计算流体 动力学( CFD),通过gambit建立模型并划分网格,利用Fluent软件进行计算求解,探讨不同转速下的固相分布情况,临界 离底悬浮转速、颗粒直径对临界悬浮转速的影响。结果表明固相颗粒主要分布在搅拌槽底部和双层搅拌器之间的区域, 在搅拌槽的上部区域形成一个明显的清液层,双层侧进式搅拌器的使用可以有效地减少由于提高搅拌转速而增加的密 封难度和功率消耗。     

气泡泵垂直提升管内气泡运动的CFD数值模拟研究

目前对气泡泵的研究主要集中在加热功率、管径和管数对气泡泵提升量的影响,而对垂直提升管内气泡运动状 态的研究较少。文中采用VOF模型对气泡泵的双提升管和三提升管内气泡的产生和运动进行CFD数值模拟。结果表 明：在低加热功率范围内,提升管数量对气泡的产生和运动形式基本没有影响;在高加热功率时,虽然液体提升量随着提 升管数量的增加而增加,但是它并没有相应的成倍的增加;在提升管数量相同,压力为0.4 MPa时,氨水适于作为气泡泵 的工质。因此得出结论：改进气泡泵结构、选取合适的加热功率和工质将是气泡泵发展的一个趋势。     

EGSB反应器布水装置进水方向对内部流场的影响

针对传统厌氧膨胀颗粒污泥床( EGSB,expanded granular sludge blanket)反应器布水装置进水不均匀、搅拌不充分 以及存在较大死区等缺点,提出周向进水的布水方式,采用欧拉一欧拉模型建立EGSB反应器内两相流计算流体力学模 型,模拟常规布水装置与周向进水装置下反应器的流动状态;通过改变进水管头数量来控制进水流速,模拟不同进水流 速下反应器内部流场的流动状态。模拟结果表明周向进水反应器具有更好的泥水混合效果和更高的膨胀床层,周向进 水结构能够达到搅拌目的的最小流速为0.555 m/s。周向旋流式进水方式较传统轴向布水方式能使反应器内介质更充 分混合,增加泥水接触面积,提供更有利于生化反应的流态。     

基于CFD的仿生机器鱼数值仿真分析

以鱼类作为仿生对象,进行水下无人载具和水下机器人设计日益受到科研工作者的关注.但对鱼类在具体流体的游动的仿真模拟还比较少.本文通过建立仿金枪鱼模型,并利用计算流体动力学方法对金枪鱼在海洋环境中的游动进行仿真.着重分析机器鱼表面压强,湍流动能,周围流体流速等流动性能指标,并对机器鱼在不同航速下的压强和湍流动能的变化趋势进行了初步研究,为今后机器鱼的形状设计提供参考.     

基于热特性分析的复合平行流换热器设计开发

文章介绍了采用高效紧凑的平行流结构对汽车空调冷凝器与发动机机油冷却器进行结构性能匹配和优化的设计方法。根据需求规划复合换热器基本结构,建立复合换热器的热力模型,通过热交换试验和计算机流体动力学仿真获取热力学参数,调整元件结构参数,优化热交换性能。提出的平行流换热器热性能仿真和结构设计过程能快速响应用户需求,研究表明该复合型换热器能满足使用要求。