CFD计算

摘要： 针对仿昆虫多扑翼飞行器中翼的气动优化问题,建立了扑翼的几何模型与气动模型;针对高频运动扑翼的数值,求解问题中使用重叠网格模型,探究了悬停状态下扑翼安装攻角对气动特性的影响;通过实验方法探究扑翼设计制作过程中翼展、薄膜厚度和安装方式对气动特性的影响。综合以上影响因素,最终获得了气动效率较高的扑翼制作方案。

摘要： 燃煤烟气中的大颗粒灰会造成选择性催化还原系统(SCR)催化剂的堵塞与磨损,影响SCR催化剂的使用寿命和脱硝性能。针对上述问题,阐述了大颗粒灰的性质及脱硝催化剂的堵塞、磨损机理。详细介绍了当前预防大颗粒灰影响的两类主要措施:流场改造和安装拦截网装置。流场改造措施捕集大颗粒灰,系统压降损失小,且后期维护工作少,但对电厂空间要求较高;安装拦截网较于流场改造方式更具普适性和推广的潜力,可作为当前防止大颗粒灰堵塞SCR催化剂的主要手段。设计出耐磨性更好、压降更小、不易堵塞且易清灰的拦截网装置是保障SCR系统长期稳定运行的研究重点。最后,例举了国内外机组大颗粒灰拦截网应用实例,为大颗粒灰拦截装置设计提供参考。

摘要： 以北京市石景山区某大型文化中心出土文物展厅为例,对其室内热湿环境进行实地测试实验和绿建斯维尔模拟分析,得到室内温度、相对湿度、PMV、PPD分布规律。研究结果表明,文物展厅主要功能房间热湿环境评价指标PMV在舒适区,PPD指标达到《绿色建筑评价标准》评价Ⅱ级的面积比例为98.02%,热湿环境舒适性较好。但该文物展厅室内温度场不满足人体舒适度要求且不符合节能标准要求,需在今后的工程实践中进行改进,以实现舒适度和节能效果的双优化。

摘要： 以某大型集装箱船为研究对象,将船体参数化建模技术、船舶CFD数值模拟技术和优化算法相结合,对该集装箱船的球鼻艏曲面进行优化设计。在优化中以设计航速下的阻力性能为优化目标,选用带精英策略的非支配遗传算法,对选定的设计变量进行空间寻优。结果表明:该优化船型在弗劳德数为0.269的设计航速下的阻力有所降低,降幅为4.06%,船舶阻力性能得到提升。船型优化取得良好的效果,表明了采用的船型优化方法具有一定的可行性和实际工程应用价值。

摘要： 平尾纵向气动特性数据是直升机研制过程中飞行品质和载荷等计算的设计输入.采用CFD计算方法对某型无人直升机的机身气动特性进行了计算,包括无侧滑、小侧滑、中等侧滑和大侧滑状态;之后提取出单独平尾的纵向气动特性数据;然后对单独平尾纵向气动特性的CFD计算值与风洞试验结果进行了对比分析,分别采用增量法和比值法分析了两者的相关性.结果 表明,平尾纵向气动特性CFD计算值的变化趋势与风洞试验结果一致.在大攻角范围内,两者的差值比较大,但是两者的比值比较稳定.在小侧滑和中等侧滑状态,两者的比值比较小.研究结果可为平尾气动设计和气动特性CFD计算结果的修正提供一定的参考.

摘要： 为研究润滑介质种类对于气浮轴承性能的影响,通过FLUENT对采用空气、二氧化碳、氢气与氦气作为润滑介质的气浮轴承进行数值计算,分别对静压轴承承载力随供气压力的变化趋势以及动压轴承承载力随转速的变化趋势进行分析;并对不同环境压力和温度下的二氧化碳润滑动压气浮轴承承载力变化趋势进行研究.数值计算结果表明:润滑介质种类对于静压、动压气浮轴承的承载特性均具有明显影响;不同润滑介质润滑下静压气浮轴承的承载力由大到小排序大致为空气、氦气、氢气、二氧化碳;不同润滑介质动压气浮轴承承载力变化趋势基本与润滑介质黏度变化趋势保持一致;二氧化碳润滑动压气浮径向轴承的承载力受环境温度与压力的影响主要体现在其工质黏度(随温度与压力)变化,二氧化碳润滑动压止推轴承的承载力随环境压力的增大近似呈线性增大.

摘要： 针对喷射脉冲清洁角阀多工作于高温高压工业环境中,阀门设计的关键参数喷吹量难以通过实验室模拟测量,传统理论计算方法误差较大的问题,提出了基于C FD数值仿真的喷吹量计算方法.该方法首先建立喷射脉冲清洁角阀内部流道三维模型,然后划分网格加载模拟工况环境,利用C FD数值仿真分析阀门在工业特殊环境中的流动性能,最后计算得到阀门喷吹量.仿真结果表明,该方法能够模拟喷射脉冲清洁角阀在工业特殊环境下的流动性能,计算阀门喷吹量.实际运行结果表明,该方法相比传统理论计算方法精确度提高了9.8％,可以有效地分析阀门流道的流动情况,为阀门提高喷吹量的结构优化设计提供理论指导.

摘要： 电厂锅炉高温换热器受热面在含尘烟气长时间磨损的作用下,会出现吹蚀减薄迹象,导致换热器爆管,使得机组被迫停机.为了揭示飞灰颗粒对换热管束冲蚀磨损的影响,采用欧拉-拉格朗日方法以及Oka模型分别模拟颗粒运动和管壁冲蚀磨损情况,通过用户自定义函数描述颗粒物与壁面的反弹效果,对不同粒径和不同管排下的磨损情况进行了分析.结果表明,管排布置方式会对换热管束冲蚀磨损产生影响,具体表现:第一排换热管受颗粒的冲击磨损影响较显著,面平均磨损量随颗粒粒径的增大而增大;横向间隙减小时,换热面平均磨损速率减弱,换热管纵向间距对磨损的影响不大,管束叉排布置时,磨损量增加.数值模拟结果加深了电厂高温换热器磨损规律的认识,通过换热管束的合理布置,有助于减少磨损,提高系统运行的可靠性.

摘要： 使用切割单元法并结合贴体棱柱层网格来处理物面边界层的笛卡尔混合网格,体现了近年来网格技术发展的趋势.但是在笛卡尔网格和棱柱层网格的结合部,会存在少量网格单元尺度变化剧烈和网格倾斜率高等问题,从而导致数值不稳定和非物理振荡等.为了解决这一问题,在自主开发的CFD求解器中引入梯度限制器,并对相邻单元间界面的插值进行了特殊处理.针对典型的全附体水下航行体和大方形系数水面船模型,分别采用结构化网格和笛卡尔混合网格开展了CFD计算,对包括阻力和尾流场在内的计算结果进行了比较,表明引入了梯度限制器后的CFD求解器能获得与模型试验结果较为接近的数值计算结果,笛卡尔混合网格在复杂尾流场的CFD模拟方面表现出一定的优势.

摘要： 针对直升机型号研制过程中选择合适的机身气动特性CFD计算方法的需求,梳理了多种不同类型直升机机身气动特性CFD计算过程,包括网格类型选择、网格数量控制、湍流模型选取以及与试验结果对比分析等,分析了各方面的研究进展情况.结果表明采用CFD方法计算得到的机身气动特性结果具有一定的准确性和可靠性.网格类型、网格数量和湍流模型等因素对计算结果准确性的影响是相互叠加的,因此提高CFD计算结果的准确度需要综合考虑.研究结果可为改进机身气动特性CFD计算方法和选取计算方法中的相关参数等提供一定的参考.

摘要： 采用公司购置的AVL-Fire软件,对装配某发动机的工程机械消声器和除尘引射器系统进行了流场特性的三维CFD计算分析,并进行了相应的结构优化,给出了优化前后对引射灰尘流量、引射器压力损失等指标的对比,并进行了台架试验验证,表明计算和试验的结果非常吻合,优化效果明显.

摘要： 采用公司购置的AVL-Fire软件,对装配某发动机的工程机械消声器和除尘引射器系统进行了流场特性的三维CFD计算分析,并进行了相应的结构优化,给出了优化前后对引射灰尘流量、引射器压力损失等指标的对比,并进行了台架试验验证,表明计算和试验的结果非常吻合,优化效果明显.

摘要： 采用公司购置的AVL-Fire软件,对装配某发动机的工程机械消声器和除尘引射器系统进行了流场特性的三维CFD计算分析,并进行了相应的结构优化,给出了优化前后对引射灰尘流量、引射器压力损失等指标的对比,并进行了台架试验验证,表明计算和试验的结果非常吻合,优化效果明显.

摘要： 采用公司购置的AVL-Fire软件,对装配某发动机的工程机械消声器和除尘引射器系统进行了流场特性的三维CFD计算分析,并进行了相应的结构优化,给出了优化前后对引射灰尘流量、引射器压力损失等指标的对比,并进行了台架试验验证,表明计算和试验的结果非常吻合,优化效果明显.

摘要： 桨叶的气动外形对直升机旋翼的气动特性有着显著的影响。本文首先对X2 高速直升机的桨叶气动外形进行了研究，然后基于运动嵌套网格技术生成了一套由桨叶贴体网格和背景网格组成的旋翼网格系统，并基于Euler方程发展了一套适用于旋翼前飞气动特性计算的CFD方法，最后，以AH-1G/OLS模型旋翼为算例，通过计算结果与试验结果的对比验证了本文发展的CFD方法是有效的，在此基础上，将该方法应用于高速直升机的旋翼气动特性分析，并得出了一些有意义的结论。

摘要： 桨叶的气动外形对直升机旋翼的气动特性有着显著的影响。本文首先对X2 高速直升机的桨叶气动外形进行了研究，然后基于运动嵌套网格技术生成了一套由桨叶贴体网格和背景网格组成的旋翼网格系统，并基于Euler方程发展了一套适用于旋翼前飞气动特性计算的CFD方法，最后，以AH-1G/OLS模型旋翼为算例，通过计算结果与试验结果的对比验证了本文发展的CFD方法是有效的，在此基础上，将该方法应用于高速直升机的旋翼气动特性分析，并得出了一些有意义的结论。

摘要： 桨叶的气动外形对直升机旋翼的气动特性有着显著的影响。本文首先对X2 高速直升机的桨叶气动外形进行了研究，然后基于运动嵌套网格技术生成了一套由桨叶贴体网格和背景网格组成的旋翼网格系统，并基于Euler方程发展了一套适用于旋翼前飞气动特性计算的CFD方法，最后，以AH-1G/OLS模型旋翼为算例，通过计算结果与试验结果的对比验证了本文发展的CFD方法是有效的，在此基础上，将该方法应用于高速直升机的旋翼气动特性分析，并得出了一些有意义的结论。

摘要： 桨叶的气动外形对直升机旋翼的气动特性有着显著的影响。本文首先对X2 高速直升机的桨叶气动外形进行了研究，然后基于运动嵌套网格技术生成了一套由桨叶贴体网格和背景网格组成的旋翼网格系统，并基于Euler方程发展了一套适用于旋翼前飞气动特性计算的CFD方法，最后，以AH-1G/OLS模型旋翼为算例，通过计算结果与试验结果的对比验证了本文发展的CFD方法是有效的，在此基础上，将该方法应用于高速直升机的旋翼气动特性分析，并得出了一些有意义的结论。

摘要： 桨叶的气动外形对直升机旋翼的气动特性有着显著的影响。本文首先对X2 高速直升机的桨叶气动外形进行了研究，然后基于运动嵌套网格技术生成了一套由桨叶贴体网格和背景网格组成的旋翼网格系统，并基于Euler方程发展了一套适用于旋翼前飞气动特性计算的CFD方法，最后，以AH-1G/OLS模型旋翼为算例，通过计算结果与试验结果的对比验证了本文发展的CFD方法是有效的，在此基础上，将该方法应用于高速直升机的旋翼气动特性分析，并得出了一些有意义的结论。

摘要： 本计算的目的是为了获得反应堆压力容器入口至堆芯段流道的流动特性。计算使用计算流体动力学（CFD）方法，建立了从反应堆压力容器入口管嘴、下降环腔、反应堆下腔室到堆芯燃料组件的全比例流道模型。通过对该流道模型的分析，得到下降环腔及下腔室内各部位的流动特性；得到下降环腔及下腔室内各结构对进入堆芯的反应堆冷却剂流量分配的影响规律。最终为反应堆压力容器及堆内构件的设计及结构分析提供依据。

摘要： 本发明实施例提供了一种用于CFD仿真计算的异构集群系统及CFD计算方法，其中所述用于CFD仿真计算的异构集群系统包括：中央处理器(CPU)和硬件加速器，其中：所述CPU，用于将接收到的CFD任务划分为任务块，根据所述CFD任务的属性、CFD边界条件以及所述硬件加速器的性能参数确定计算所述任务块的硬件加速器，并将所述任务块发送给所述硬件加速器；所述硬件加速器，用于接收并计算所述CPU发送的任务块，并将计算结果发送给所述CPU。通过构建集成CPU、GPU和FPGA的异构集群系统，根据CFD任务的属性智能化的调配计算资源，解决了目前CFD仿真的运算瓶颈问题，提高了CFD应用的运行效率。

摘要： 本发明公开了一种DEM‑CFD耦合计算中岩土体介质流失的等效计算方法及系统，包括：获取待测充填型地质构造内部所充填岩土体的试样，生成岩土体的骨架颗粒和细小颗粒；以平行粘结键模型等效代替粘性颗粒的模型，建立离散元与计算流体力学耦合计算模型；进行充填介质岩土体渗流作用下的离散元与计算流体力学耦合计算模型的耦合计算；基于所述计算模型的结果，得到充填介质流失情况。本发明以等效计算的方式模拟了岩土体充填介质的流失过程，提高了计算效率，并通过统计充填介质流失量估算岩土体在充填介质流失后强度降低情况，进而实现岩土体强度随充填介质流失而降低的模拟。

摘要： 本发明公开了一种基于超级计算机的并行CFD计算与通信重叠优化方法，包括以下步骤：首先通过区域分解将离散后的流场网格划分为多个计算量均衡的流场区域。采用“单程序多数据”的数据并行策略，机群中每个节点计算其中一个流场区域的近似数值解。在计算过程中，根据流场网格在流场区域中的不同位置，将流场网格分为两类：纯内部网格与边界网格，位于不同节点的相邻流场区域需要通过互连网络通信交换边界网格的流场数值；其次通过分析并行CFD算法中各流场数值的读写依赖关系，识别计算与通信过程的并行性；最后调整并行CFD程序的计算与通信流程，实现并行CFD程序的计算与通信重叠，并通过性能分析工具TAU(Tuning and Analysis Utilities)对计算与通信重叠后的并行CFD程序进行性能调优。

摘要： 一种基于CFD的水闸过流流量计算方法，属于水利工程领域，包括步骤：(A)建立水闸计算域几何模型；(B)网格划分；(C)CFD计算设置；(D)判断C设置的流量是否满足收敛性要求。本发明基于ANSYS CFX软件进行水闸上下游流场的两相流计算，以液相体积分数为判据确定流量，解决了经验公式计算水闸过流流量精度不足的问题，将结果与实测数据进行对比后发现，经验公式误差为15.5％，而本发明计算方法可将误差控制在4.2％，本发明有利于水闸科学安全、经济合理设计和运行。

摘要： 本发明实施例提供了一种用于CFD仿真计算的异构集群系统及CFD计算方法，其中所述用于CFD仿真计算的异构集群系统包括：中央处理器(CPU)和硬件加速器，其中：所述CPU，用于将接收到的CFD任务划分为任务块，根据所述CFD任务的属性、CFD边界条件以及所述硬件加速器的性能参数确定计算所述任务块的硬件加速器，并将所述任务块发送给所述硬件加速器；所述硬件加速器，用于接收并计算所述CPU发送的任务块，并将计算结果发送给所述CPU。通过构建集成CPU、GPU和FPGA的异构集群系统，根据CFD任务的属性智能化的调配计算资源，解决了目前CFD仿真的运算瓶颈问题，提高了CFD应用的运行效率。

摘要： 本发明公开了一种DEM‑CFD耦合计算中岩土体介质流失的等效计算方法及系统，包括：获取待测充填型地质构造内部所充填岩土体的试样，生成岩土体的骨架颗粒和细小颗粒；以平行粘结键模型等效代替粘性颗粒的模型，建立离散元与计算流体力学耦合计算模型；进行充填介质岩土体渗流作用下的离散元与计算流体力学耦合计算模型的耦合计算；基于所述计算模型的结果，得到充填介质流失情况。本发明以等效计算的方式模拟了岩土体充填介质的流失过程，提高了计算效率，并通过统计充填介质流失量估算岩土体在充填介质流失后强度降低情况，进而实现岩土体强度随充填介质流失而降低的模拟。

摘要： 本发明涉及一种基于CFD的电机控制器散热结构的模拟优化设计方法、计算机可读存储介质和计算机设备，该方法包括：基于虚拟电机控制器与虚拟散热结构之间的安装参数模拟虚拟电机控制器和虚拟散热结构的安装位置关系，并在虚拟散热结构中填充虚拟冷却流体；按照实际测试要求模拟虚拟电机控制器工作；提取虚拟电机控制器的温度参数，判断该温度参数是否在温度阈值范围内，若是，则保存该虚拟散热结构以及虚拟电机控制器与虚拟散热结构的安装位置关系。本发明采用CFD软件仿真技术，使得设计人员在样件试制前就能对产品性能或缺陷有所预见，使设计阶段尽量完善散热结构优化设计，避免设计错误出现在后期，大大缩短了开发周期，提高了设计质量。

摘要： 本发明公开了一种基于超级计算机的并行CFD计算与通信重叠优化方法，包括以下步骤：首先通过区域分解将离散后的流场网格划分为多个计算量均衡的流场区域。采用“单程序多数据”的数据并行策略，机群中每个节点计算其中一个流场区域的近似数值解。在计算过程中，根据流场网格在流场区域中的不同位置，将流场网格分为两类：纯内部网格与边界网格，位于不同节点的相邻流场区域需要通过互连网络通信交换边界网格的流场数值；其次通过分析并行CFD算法中各流场数值的读写依赖关系，识别计算与通信过程的并行性；最后调整并行CFD程序的计算与通信流程，实现并行CFD程序的计算与通信重叠，并通过性能分析工具TAU(Tuning and Analysis Utilities)对计算与通信重叠后的并行CFD程序进行性能调优。

摘要： 本发明提供一种基于CFD的喷嘴性能评估方法、计算机及可读存储介质，建立喷嘴在切割工况下的待评估三维模型；将待评估三维模型导入CFD软件中，生成流体域模型，并进行网格划分；将喷嘴内壁和切割割缝内壁进行边界层划分；在流体域模型中设置压力流量数据，模拟计算出切割工况下的流场分布情况；从流场中抓取预设比对参数，与参考三维模型的相关参数进行比对，判定待评估喷嘴的性能；改变喷嘴结构。评估方法不仅提高开发效率，节约开发成本，还有助于对喷嘴的优化和设计，避免使用后切割效果不能满足需求的情况。本发明还可以根据模拟工况需要，将入口的边界条件的压力大小设置成多种情况，并进行综合对比不同切割工况下，提升喷嘴的性能。

摘要： 本发明提出一种基于大规模CFD并行计算软件的自动化不确定度分析平台及其方法，包括用户交互模块、数据库、服务器、CFD测试模块、NIPC及后处理模块以及监测模块；数据库与用户交互模块和服务器相连，服务器模块连接并控制CFD测试模块、监测模块以及NIPC及后处理模块，CFD测试模块包括样本生成、批处理以及自动化计算，最终将多个计算结果输出到NIPC及后处理模块，经过不确定性分析及结果后处理后将分析结果和原始数据返回数据库，最终返回用户交互模块。本发明实现了通过网络访问，自动加载算例和样本、提交集群计算、监测实时进度、NIPC不确定性分析以及自动化后处理等过程，并提供实验对比图、分析报表和汇总报告等，完成了对大规模CFD软件的自动化不确定度分析。