管壳式换热器管束动力特性研究

针对工程应用中换热器由于振动而产生破坏的情况,采用流固耦合分析方法,模拟了单根换热管共振特性,并结合GB/T 151—2014《热交换器》中的计算公式对ANSYS计算结果进行了验证。此外,通过有限元软件ANSYS进一步分析了换热管数量对换热器管束共振频率的影响。仿真 结果表明：随着换热管数目的增加,管束频率带宽将增大,其下限逐渐减小,上限将逐渐增大。该研究对换热器的防振设计有一定的参考意义。     

基于欧美压力容器规范的开孑L接管结构疲劳寿命研究

针对金属结构失效中,超过80%都是由疲劳引起的现象,以压力容器中的开孔接管结构为例,用ANSYS软件对 其进行弹性和弹一塑性分析。根据有限元分析结果,分别采用ASMEⅧ一2规范和EN 13445规范中的方法进行疲劳评定。 比较各种疲劳设计方法得到的许用循环次数与试验寿命,讨论异同和适用性。结果表明：规范中的疲劳评定方法预测的 寿命都小于试样的实际寿命。ASMEⅧ一2弹一塑性分析法和EN 13445详细评定法得出的疲劳寿命最接近实际值。     

基于ANSYS的烘缸应力分析与结构优化

针对高压铸铁烘缸在实际工作过程中其结构不连续区域容易出现断裂破坏等问题，课题组提出了利用有限元软件ANSYS对 烘缸整体进行应力分析，得知烘缸的应力强度最大点位于轮毂与缸盖的联接处；采用增大轮毂与缸盖联接处过渡圆角半径的方法进行有限元分析，结果表明：该 方法可有效地降低烘缸联接处不连续区域的最大应力，可使烘缸满足应力强度要求，提高烘缸的安全性能。     

含气水锤弯管动态响应影响因素研究

水锤工况下会产生极大的压力波幅值，不仅干扰管路系统的稳定运行，还可能损坏管路，对管路系统的稳定和安全运行产生巨大危害。以某工程实例为研究对象，借助CFD与CSD结合的流固耦合方法研究含气水锤作用下弯管的动态响应。采用单一变量法，研究水中气体体积分数、管道壁厚、水的初始流速、阀门关闭时间对流体压力、管道上应力及管道振幅的影响。研究表明：初始流速的降低、管道壁厚的增加、阀门关闭时间的延长均会缓解管道的应力状况，降低振动幅度。     

硅橡胶膜生物反应器乙醇连续发酵性能研究

进行了3种测定硅橡胶膜生物反应器乙醇连续发酵性能的对比实验．实验结果表明：硅橡胶膜的渗透蒸发作用可有效消除乙醇发酵过程中的产品抑制效应，将乙醇产率提高至传统发酵过程的3～4倍；从发酵液中连续分离出来的乙醇，经过冷凝后成为高浓度产品，冷阱收集液乙醇浓度可达原料液乙醇浓度的4倍左右．膜的固定作用使反应器中保持了较高的酵母细胞浓度，但是无机盐、不挥发性副产物及老化细胞的堆积会影响细胞活性，为了获取高乙醇产率，必须将部分发酵液从膜生物反应器中取出．     

高压高温染色机机头箱的有限元强度分析

参照JB4732—95钢制压力容器———分析设计标准,对机头箱进行了有限元强度分析.按照应力分类的原则,进行了应力分类评定和疲劳寿命校核.结果表明,机头箱满足强度要求.     

基于有限元模拟的换热管与折流板碰撞研究

为了研究换热管与折流板的碰撞特性,基于漩涡脱落原理,建立了换热管振动的简化模型,并利用ANSYS非线性瞬态分析,研究简化模型分别在不同的间隙、流体力下换热管与折流板碰撞力随时间的变化规律。结果表明：当流体力偏大时,间隙越大,碰撞力越大;当流体力偏小时,间隙越大碰撞力越小。流体力越大,换热管与折流板之间的碰撞力 越大,但增长速率随流体力的增大而减小。     

流体诱导U形换热管束振动特性数值研究

针对流体诱导振动引起换热器失效问题，课题组在近真实流场下，对多跨、多管束、带间隙支撑的U形管换热器在受到横向流体冲击时的振动特性进行了研究。研究对象是根据GB/T 151—2014《热交换器》设计的3种不同管芯的U形管换热器，管束排列方式为正三角形，中间等间距分布2块圆形折流板。用数值模拟的方法研究了靠近流体冲击出入口管束的振动特性，不同管排数对中心管振动的影响，以及外排管束对内排管束振动的影响。结果表明：U形管换热器进出口处管束在流体横向冲刷作用下振动剧烈，其加速度振幅随流速的增加而增大；随着外层管排数量增加其对中心管振动的抑制作用越明显；外层管排对其相邻的内排管束振动有加强作用。研究可为研究U形换热管振动机理与防振设计提供参考。     

高校创新创业实训课程新型教学模式的探索

针对目前大学生创新创业类数值计算实训课程教学过程中存在的师资力量单一、实训环节缺乏、课程与创新创业脱钩等问题,探索改革措施、进行改革实践,提出了基于实训进行创新的“IBT”教学模式,并对其配套制度进行了阐述。基于该教学模式,可将理论知识向实际工程应用转化,并在实际工程应用的基础上进行创新和创业,从而实现理论学习、工程实践、创新创业三位一体。该教学模式可操作性强,有待进一步深入研究以备推广。     

换热管弹性结构振动传递函数的建立

为了解决换热管振动的建模问题,提出了一种基于有限元分析的弹性振动传递函数建模方法。首先建立能准确 反映换热管动力学特性的有限元模型,然后根据输入参数和辨识算法类型的不同,分别从时域和频域进行传递函数建 模,其中时域辨识建模以PRBS信号的瞬态响应结果为辨识数据进行时域参数辨识,频域辨识建模以换热管的频响函数 为辨识数据进行频域参数辨识。将有限元分析结果与时域和频域内传递函数计算结果进行对比,发现误差较小。该方 法具有可行性和有效性。