隧道式加热炉热流场模拟分析

根据炉体结构为细长形以及多段重复的特点,对隧道式加热炉热风进气口和导流板导流孔截面进行等效处理,建立了工作截面的二维模型;根据加热工艺过程中恒温时段较长的特点,采用了稳态流场和温度场的模型;利用流体力学软件FLUENT对实际生产中彩色显像管在隧道式加热炉内加工时的炉内热流场分布情况进行了分析,获得了流速场和温度场;其中流速场与根据等效结构制作的流体图案模型获得的流体图案相吻合;所得到的温度场的个别特征点温度与实际测量结果相符,指出大幅度的温度波动是导致玻壳经常爆裂的主要原因。     

基于Matlab的大型兆瓦级风电机脉动风速时程数值模拟

本文旨在模拟西部内陆地区大型兆瓦级风机所受风荷载的脉动风速成分,基于风机结构自身在风荷载作用下各质点具有空间相干性的基本性质,依据风机整体结构的体型特征和脉动风功率谱特性,利用谐波叠加法对风机结构所处的随机风场的脉动风速时程进行数值模拟,通过对比计算谱与目标谱的齿合程度,确认该方法的切实可行性,为模拟高耸结构及大跨度结构在长时间随机风荷载作用下的动力时程响应提供了可靠适用的随机风荷载时程数据。     

电旋风分离器内电晕放电流场的数值模拟

为了探究电旋风除尘器内流场在电晕放电条件下的分布,课题组借助FLUENT软件对其进行数值模拟。建立了静电旋风分离器的单相三维湍流的RSM模型,采用控制体积法对其离散,用SIMPLE算法求解流场分布,得到了一定条件下静电旋风分离器内流场的切向速度和轴向速度分布。结果表明：施加高压电压不会改变切向速度和轴向速度的分布情况,仅改变切向速度和轴向速度的大小,且切向速度的变化大于轴向速度的变化;同时发现,在高压电压条件下能够减小颗粒的回带和提高颗粒的分离效率。     

玄云SW120B航空发动机尾流热流场数值分析

以玄云SW120B航空发动机为研究对象,在纯气相作用和发动机慢车状态下,对尾部热流场进行建模和数值模拟,通过分析尾部温度场和流场特性,得到温度和流速的分布及变化规律。在喷口端面中心建立坐标系,研究结果显示：尾流出口处热流的温度和流速呈三维锥体分布,以喷口为中心向外扩散,流体远离喷口0.6 m处开始呈现偏离中心轴向的趋势。尾流高温区域为：z<0.9 m,y<0.5 m,温度范围为569～976 K。低温区域为：z>2.5 m,y>0.6 m,最高温度不超过323 K。尾流高流速区域为：z<0.2 m,y<0.2 m,流速范围为77～100 m/s。低流速区域为：z>0.9 m,y>0.2 m,最高流速不超过20 m/s。人体安全区距离为：z>2.5 m,y>0.5 m。研究方法可为大型民航发动机尾流热流场分析和发动机慢车下的地面除冰作业安全区域划分提供参考。     

汽车加热器内燃烧的数值模拟

利用AVL公司开发的FIRE软件,对一典型结构蒸发混合式汽车加热器燃烧室内的燃烧过程进行了数值模拟.其中,蒸发和燃烧分别采用Wall Film模型、Coherent Flame模型,氮氧化物(NOx)采用Zeldovich不平衡原理建模,碳烟(Soot)模型为FIRE模型.计算结果及分析表明,一层进气孔布置对燃油蒸汽浓度分布影响很大.加大进气孔直径使进气中心涡流增强,燃油在一级燃烧室中蒸发量增加.主要燃烧发生在二级燃烧室.进气孔切向进气能形成较强的中心涡流,使燃烧高温区主要集中在二级燃烧室的纵向轴心附近.一级燃烧室的周向涡区和二级燃烧室上半部的高温区是Soot生成速率最大的部位;最高燃烧温度未达NOx的生成温度条件,其生成量极少.     

基于大涡模拟方法的旋流过滤器内流场数值模拟

旋流过滤器在设计改进过程中,缺少对旋流过滤器和传统旋流器内流场的对比分析,且多孔介质阻力对流场影响的研究也较少,针对这一问题,文章选用大涡模拟( LES)方法对传统旋流器和不同多孔介质阻力下的旋流过滤器流场进行了数值模拟。得到了不同多孔介质阻力对旋流过滤器的轴向速度、切向速度、径向速度、静压、涡量及Q值的影响规律,并与传统旋流器内流场进行对比,获得了旋流过滤器流场内丰富的流动信息。结果表明与传统旋流器相比,旋流过滤器最大切向速度和压降减小;随多孔介质区域阻力的减小,最大切向速度和压降也随之减小。旋流过滤器减弱了旋流强度,增加了过滤能力,其内流场受多孔介质区域阻力影响较大。     

电机法兰盘镶铸过程数值模拟及工艺参数优化

针对铝合金法兰盘镶铸件中出现的较大缩孔、疏松现象,用ProCAST软件对其进行了数值分析,重新设计了镶铸工艺中的浇铸系统,并再次用ProCAST进行模拟,此时缩孔及疏松明显变少。采用正交试验法,优化了镶铸工艺参数,得出在浇铸温度为660 ℃、浇口速度为35 m/s及模具预热温度为180 ℃时,法兰盘内部的缩孔、疏松现象最少,工件质量最佳。实际生产表明,在新的浇注系统和工艺参数条件下,产品质量明显提高,且与模拟结果较为吻合。     

烟叶风分气固两相流数值模拟及物理特性测定

为提高烟叶打叶复烤过程中风分工艺中烟叶、叶含梗、光梗的分离质量,采用图像识别技术确定了纯烟叶、叶含梗、光梗3种类型烟叶的当量球型颗粒直径,并基于固两相流仿真模拟技术分析3种烟叶的气固两相流速度场和压力场。仿真结果显示:3种类型烟叶受浮力、重力等因素影响,在风分流场中出现分层现象; 3种类型烟叶速度均发生变化,速度变化由大变小依次为:纯烟叶,叶含梗烟叶,光梗;纯烟叶与部分叶含梗风分至风分出口,光梗落入网袋。     

埋地输油管道周围土壤温度场分布数值模拟研究

掌握输油管道周围温度场的分布情况对管道的建设和安全运行有着重要的作用,通过建立埋地输油管道周围土壤温度场的数学模型,并采用有限差分法编制的软件对输油管道周围土壤温度场进行了数值模拟计算。模拟结果显示：随着输油时间的增长,原油热量在土壤中的传热时间增长,土壤温度受埋地输油管道热量的影响半径明显增大,由于输油管道对土壤加热作用的影响逐渐扩大,土壤初始温度线逐渐向下边界移动。模拟结果可以满足精度要求,为后续预测土壤传热规律提供了一定的理论基础。     

喷管通道内气体流动特性的数值模拟

分析了喷管通道内气体的流动特性，运用CFD软件Fluent模拟了Laval喷管在不同工况下的流场，数值模拟结果与相关文献实验结果基本一致，表明喷管通道内气体流场特性的数值模拟在实际工程应用中是可行的，为喷管的优化设计提供了有效的技术途径．     

街道峡谷内机动车排放污染物的数值模拟

针对典型的平顶和坡顶的城市街道峡谷结构，通过求解二维和三维不可压缩N-S方程、湍流模型方程及对流扩散方程，数值模拟了街道峡谷内的流场及机动车排放污染物的对流扩散．结果表明，使用二维和三维数学模型所计算的两边为平顶建筑的街道峡谷内污染物浓度不同；而两边为坡顶和平顶建筑的街道峡谷内的背风面污染物的浓度，在相同的气象条件下，三维数学模型数值模拟结果基本一致。     

不同建筑物宽高比的街道峡谷内部气流场数值模拟

基于标准的k—ε双方程湍流模型，数值模拟了2种峡谷宽高比和4种建筑物宽高比下的开阔地域街道峡谷内部气流场．模拟结果表明，峡谷上部生成一顺时针大旋涡，并在此大旋涡的驱动下，峡谷内部形成一个逆时针旋涡；建筑物宽高比(W／H)对峡谷内部气流场具有显著影响，在W／H较小的情况下(如W／H=1／5)，峡谷上部顺时针旋涡向峡谷内扩展而挤压峡谷内的逆时针旋涡，在峡谷宽高比(B／H)一定的前提下，上部顺时针旋涡向峡谷内部扩展的程度随w／H的减小而增大，而在w／H一定的条件下，上部顺时针旋涡向峡谷内部扩展的程度随B／H的加大而增强．从上述峡谷内部流场的特征中可推断出，在建筑物高度一定的条件下，缩小建筑物宽度和加大峡谷宽度会增强峡谷内外空气的交换，从而有利于峡谷内空气品质的改善．     

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°.     

微型燃气轮机燃烧室内三维流动过程的数值模拟

采用RNG κ-ε湍流模型，对Capstone公司75kW微型燃气轮机燃烧室火焰筒内气流三维流动过程进行了数值模拟研究．结果表明，燃烧室火焰筒内有3个回流区，其存在将有助于燃料的连续点火和火焰的稳定．由火焰筒后部两排二次空气掺混射流孔射入火焰筒的射流深度不同，且沿流动方向第一排射流孔射流深度大于第二排．此外，火焰筒内气流轴向、径向和切向速度沿火焰筒径向的分布随着气流沿火焰筒轴向的流动逐渐趋于均匀，且其峰值位置朝向火焰筒中心轴方向移动．     

高海拔、高寒区、冻土隧道施工洞内环境温度场数值模拟

青藏高原严寒的气候环境，施工中要求对隧道洞内环境气温进行控制以达到保护冻土、保证隧道施工正常作业和工程施工质量的目的。对施工环境温度场的理论模型建立和施工过程的数值模拟，为保护冻土及施工环境温度调节与控制奠定理论基础。