轿车车身外部流场的数值模拟及分析

探求了应用计算流体力学（ＣＦＤ）研究汽车车身外部流场的可行性。计算机数值解提供了诸如气动压力场、速度场等车身压力、速度分布，以便于获得气动阻力、气动升力和气动侧向力及由此可得的相关力矩等信息，可进一步用于指导汽车的设计开发，数值模拟结果与实验比较表明，ＣＦＤ对进一步开发汽车外形结构有较强的指导作用。     

超薄板焊接熔池流场数值模拟

为了研究超薄板焊接质量差的问题,根据流体力学和传热学原理,建立超薄板焊接熔池的二维数值分析模型。 电弧热源模型采用高斯热源分布模型,模型考虑了超薄板固态金属的热传导、熔池与外部环境的对流辐射、熔池内部液 态金属质点的热传递、材料的热物理性能参数部分随温度变化等因素。采用FLUENT对超薄板微束等离子焊接熔池模 型进行求解,得出了熔池温度场、流场分布,并讨论了几种作用力对超薄板熔池流场的影响。研究结果表明表面张力是 超薄板熔池内部液态金属流动的主要驱动力     

强吹除雪气固两相流流场数值模拟分析

为研究和分析机场强吹除雪气固两相流流场的压力、速度和雪粒运移规律,依据离散粒子模型建立了强吹除雪气固两相流方程,并采用计算流体力学数值分析方法,对机场强吹除雪的气固两相流流场进行数值模拟分析,得到了气固两相流流场的压力、速度分布曲线和不同时刻下的雪粒分布规律．数值分析结果表明,气固两相流场发展过程迅速,速度分布符合射流理论,湍流强度变化剧烈．数值模拟得到强风强吹除雪的吹雪时间为2．5s．     

发酵罐内流场的数值模拟及桨叶优化

针对目前斜叶桨餐厨垃圾厌氧发酵罐存在搅拌能耗高、流场混合效果差等问题设计了新型轴流式搅拌桨( axial-flow impeller,AFI)。采用FLUENT软件对斜叶桨和AFI桨发酵罐内流场进行数值模拟,通过斜叶桨发酵罐单相水体系时搅拌功率计算值与模拟值的比较验证数值模拟的可靠性,并对比2种发酵罐中单相流场分布、固相体积分数分布和功率消耗情况。结果表明：单相水体系时,AFI桨改善了发酵罐内流场结构,搅拌功率较斜叶桨下降40. 39%;固液体系时,AFI桨发酵罐内固相体积分数分布更为均匀,罐底沉积现象不明显,搅拌功率较斜叶桨下降17. 37%。研究结果为餐厨垃圾厌氧发酵罐搅拌桨的设计与选择提供参考。     

仰角式油水分离器流场的数值模拟

仰角式油水分离器是一种新型、高效的重力式油水分离设备,为了深入了解其分离机理和内部流场分布,利用Fluent 12.0 数值模拟计算软件,基于多相流欧拉分析方法,结合Realizable k–" 双方程湍流模型对油水两相在分离器内的分离过程进行了数值模拟。结果表明：所选用的数值模拟方法能够较为真实地反映分离器的分离特性和内部流场分布,与传统卧式分离器相比较,仰角式油水分离器内堰板处的“死油区”和“死水区”明显减小,油水分离效率更高,当仰角为12◦时,油水分离效率达到了最高值90.48%,提高了29.26%;仰角式分离器的结构简单,但内部流场分布较为复杂,入口分液管处的速度分布不均匀,存在不同程度的旋流,易造成油水两相在分界面处的掺混;分液管处的结构有待于进一步地改进。     

基于CFD的蒸气箱分区结构流场数值模拟

针对蒸气箱在开发改进过程中,缺少对内部蒸气流动特性的理论分析和有效开发手段而过于依赖设计经验的问 题,建立了基于计算流体动力学( CFD)的蒸气可压缩流动模型,采用了FLUENT的SST k-ω模型对蒸气箱内部分区结构 进行蒸气流动数值模拟：改变不同的输入条件,探索了蒸气箱内部的缓冲区、阻流区、主流区和扩散板等结构对蒸气喷射 稳定性、均匀性和热量损失的影响。研究表明：缓冲区与阻流区阶梯连接会产生较强的蒸气湍流,迅速降低喷射速度;阻 流板在降低流速,分散蒸气流动的同时,加剧蒸气湍流,影响蒸气输出速度和流量分布;扩散孔的形状分布直接影响了蒸 气喷射速度、流量和加热区域均匀蒸气层的形成     

板带式速冻机空载状况下速度场的数值模拟

通过对速冻机作适当的几何简化,建立了相应的数学物理模型.使用PHOENICS软件对速冻机内的流场进行了数值模拟,分析了板带运动、空气进口速度、流动通道高度及空气入射角等对内部流场的影响.研究结果表明,空气进口速度和通道高度的选取应综合考虑空气流速大小、流速均匀性和流动阻力损失等3方面因素;最佳空气入射角应为0°.     

通机流场特性数值模拟及其冷却性能优化分析

以某通机为研究对象,建立了2种不同起动器状态下通机流场CFD分析模型,分析了总风量差异和温度、速度场分布特征。仿真结果表明：新起动器状态下风扇入口风量为75.32 g/s,原起动器状态下风扇入口风量为70.42 g/s,增加格栅进风面积后的新起动器状态风扇入口总风量提升4.9 g/s。2种起动器状态下的间隙及小孔进风都有来自发动机高温区域的热风回流,冷却风道入口进风温度高且缸头火花塞区域冷却风速低。通过增加隔风挡板和调整风扇罩出风导向,风扇入口风量为77.5 g/s,热风回流减小,各冷却风道进风温度降低。实验结果显示：优化后的机油温度比原机机油温度降低9℃,缸头火花塞垫片温度比原机垫片温度降低12℃。     

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。     

微型离心风机内部流场的三维模拟与分析

采用修正的k-ε湍流模型对某一微型离心风机内部流场进行三维数值模拟,其结果与试验结果的对比表明,数值模拟具有较好的准确性和可信度.通过对数值模拟结果的分析捕捉到了风机内部许多重要的流动现象,发现压力和速度的分布具有明显的不对称性,靠近出口处更加显著.同时还发现风机出风口的流量和流速的分配也很不均匀.     

用SMAC方法对二维非定常流动的数值模拟

使用ＳＭＡＣ算法,从非定常的Ｎ－Ｓ方程出发,对二维非定常流场进行数值模拟。并在非交错网格上,针对其压力算法的不足,通过求解压力Ｐｉｏｉｓｓｏｎ方程来求解压力。计算与实验的结果比较,显示了本文的算法较好地模拟了二维低Ｒｅ圆柱与方形钝体的绕流。     

海水淡化装置水流特性的三维数值模拟

运用计算流体力学方法，对多级闪发式海水淡化装置第一级的流动进行了三维数值模拟，分析了闪发室内的水流特性，并将有阻流板的与无阻流板的计算结果进行了比较，数值模拟结果表明，闪发室内存在着大尺度的环流和旋涡，且主导着闪发室内的流态，对闪发效率产生重要影响；阻流板确能很大地改变整个闪发室的水流特性，但目前的阻流板设置方式对提高闪发效率是不利的．     

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.     

地应力场模拟软件研发及应用

首先,基于定向井井周应力模型建立了单井目标层位地应力计算方法,同时采用平面应变模型作为二维地应力场模拟的基础模型;其次,采用模型语言研发了地应力场模拟所需有限元源程序,采用Newton最速下降法优化地应力场模拟边界载荷加载,引入“宏命令”方法实现了复杂地质模型的自动化构建和网格剖分,在此基础上研发了一款地应力场模拟有限元软件;最后,对胜利桩西老河口油田地应力场进行了建模分析,模拟计算误差为6.1﹪.研究表明,断层会对应力场产生显著影响,远离断层区域最小水平地应力介于22~23.5 MPa,最大水平地应力介于24~26.5 MPa,为老河口油田单井地应力纵向剖面建立及压裂防砂优化设计提供了定量依据.     

等离子弧焊接电弧的温度场和流场研究现状

等离子体电弧温度场和流场的研究对其在工业生产中的应用具有重要的意义。文章分析了等离子弧温度场以 及流场检测和计算的研究现状。在等离子弧温度场的检测中,现今光谱诊断法最为方便,所测得的结果较其他检测方法 而言精确度更高;在等离子弧流场的检测中,运用粒子成像测速技术的方法可以检测得到流场分布。在等离子弧温度场 和流场的计算中,数理解析法计算繁琐,需要大量时间。数值模拟的方法更为经济、有效。     

多通道气垫流场的计算模拟与实验研究

设计了一种多通道气垫装置实验台，对多通道气垫平台进行实验研究，得到气垫内流场的压力分布．应用计算流体力学商用软件PHOENICS模拟计算了与实验条件相同的流场，与实验结果的比较表明，计算结果基本反映了气垫流场压力分布的主要特征，为气垫性能的改进与优化提供了理论依据．     

流道形状对PDC钻头头部流场影响的数值模拟

利用计算流体力学对两种不同流道形状的PDC钻头头部的三维流场进行了数值模拟.流场的网格划分采用混合网格形式,保证了计算精度和计算速度的要求.对两种钻头模拟结果表明,流道形状的改变对钻头流场存在较为明显的影响.通过对钻头表面和流场中截面的静压云图和速度矢量图的对比分析表明,改变了流道形状的钻头2的流场明显优于钻头1的流场,且模拟结果得到了实验的验证.