气固耦合

摘要： 传统文丘里供料器运输效率低,输送量难以控制,物料进入接收室的方向和气力输送的方向是垂直的,气流较紊乱,且容易对管壁造成磨损。文中通过地区谷物联合收割机的输送需求,基于气力输送文丘里管的理论公式,设计了文丘里供料器的结构,并使用Solidworks软件建立了其三维模型,然后用Fluent软件和EDEM软件耦合的方法对文丘里供料器展开仿真研究,分析其风速和颗粒运动轨迹的情况。

摘要： 为了探究静压气体轴承的静态性能,运用CFD软件进行气固耦合仿真,对可变节流静压气体止推轴承的静态性能相关影响因素进行研究,得到不同状况下的轴承静态性能变化规律。结果表明:可变节流静压气体轴承速度流场变化过渡更为平稳,可有效促进工作时稳定性;提高供气孔压力可以提高轴承的承载力和刚度,同时耗气量会明显增加;增大节流孔的直径可以有效提升轴承承载力,但峰值刚度反而下降,耗气量亦会增加。

摘要： 基于残膜与土壤、秸秆等杂质在密度、悬浮速度、流动特性等方面的差异,提出了一种基于EDEM-Fluent耦合的残膜与杂质悬浮分离方法。阐述了3种残膜与棉花秸秆、土壤混合物悬浮分离速度测定法,即理论计算法、仿真分析法和台架试验测定法,利用3种方法分别测定残膜悬浮分离速度。利用EDEM-Fluent耦合的方法模拟残膜与杂质悬浮分离的过程,3种残膜混合物料中土壤和秸秆总质量占比分别为40%(其中土壤占30%)、60%(其中土壤占50%)和80%(其中土壤占70%)时,残膜悬浮速度仿真值为4.77~5.83 m/s、4.89~6.46 m/s和5.31~7.40 m/s;3种残膜混合物悬浮分离速度台架测定试验值为4.67~5.77 m/s、4.88~6.37 m/s和5.29~7.22 m/s。残膜悬浮速度仿真值与台架试验值之间的相对误差为0.77%~4.79%,验证了基于EDEM-Fluent耦合法测定残膜混合物悬浮分离速度的可行性。混合物中杂质改变了残膜的形变量和运动特性,从而影响残膜的悬浮速度和位置;为了使仿真结果更加接近试验数值,残膜悬浮分离速度仿真值的下限值与台架试验的下限值相差较大,所以选取仿真与台架试验结果的下限值计算修正系数,残膜悬浮分离速度修正系数的均值为0.95。通过田间试验可得,实现残膜与杂质分离、残膜回收的最佳风速为5~7 m/s,此时残膜含杂率均值为20.47%、回收率均值为83.62%。

摘要： 对南水北调中线工程拦藻设备的槽门框架进行了参数化三维建模,利用有限元分析软件,对其进行模态分析,通过Fluent模块对其进行气固耦合有限元分析,利用均匀试验设计在拦污栅的结构参数范围内提取样本点。通过BP-GA算法进行全局寻优,减轻了槽门框架自重,降低了发生共振的概率,增强了系统稳定性。

摘要： 为了提高煤矿井下某设备机载除尘器的除尘效率,对其内部结构进行优化设计研究;通过研究气固两相流中固体颗粒的受力和运动情况,利用沉降机理,分析颗粒重力沉降特性和沉降影响因素,在保证除尘器外形尺寸不变的前提下,合理优化腔体内部结构,提高颗粒沉降和被捕获效率。创新地考虑充分发展流体在除尘器内部不同区域湍流切应力和分子黏性力对流体运动的影响,构造相应的运动控制方程,提高了模拟精度;基于气固耦合,对2种除尘器进行仿真计算,得出颗粒被捕获及沉降效率;同时在同一工况下,对优化前后2种除尘器进行工业性试验。结果表明:优化设计后的除尘器比优化前原机载除尘器除尘效率提高了11.6%,计算机模拟与现场试验误差约1.4%。

摘要： 近日,金华职业技术学院田立权博士申报的《面向高效能水稻联合收获复杂气固耦合域多组分粒茎分离及运移控制机理研究》项目和丁肇博士申报的《湿软稻田对履带收割机通过性约束机理及脱陷自救方法研究》项目喜获2022年国家自然科学基金项目面上项目立项,直接经费资助金额达到107万元。

摘要： 为揭示煤与瓦斯突出过程煤体多物理场耦合灾变机制,在含瓦斯煤气固耦合方程基础上,利用COMSOL软件中的固体力学与PDE模块,模拟了突出前后煤体应力场、变形场、气体流动场分布规律.与前期开展的突出物理模拟试验结果进行对比验证,证实了数值分析方法的可行性.模拟结果表明:突出后孔洞壁附近煤体发生塑性变形,导致此处煤体渗透率增大,且随着应力增大,突出孔洞壁处煤体渗透率可比原始渗透率增加2～3个数量级;突出后气体压力从突出孔洞壁面到煤体深部呈现先急剧上升后降低至原始气压的变化趋势,在孔洞壁处形成较高压力梯度,是突出持续发生的必要条件.

摘要： 为研究顺层双钻孔抽采过程中煤层瓦斯压力和渗透率的变化规律,将煤体视为双重孔隙结构介质,结合气体滑脱效应等因素的影响,建立了基于双孔结构特征的含瓦斯煤气固耦合作用模型,并通过有限元方法进行了数值解算分析。结果发现,瓦斯抽采时,两钻孔之间区域的瓦斯压力下降幅度明显大于其他区域,而在两钻孔区域的外侧至研究区域的边界处均出现了较为显著的瓦斯压力梯度;当钻孔间距为5 m和10 m时,同等条件下相较于钻孔间距为2 m和15 m的情况,煤层渗透率相对较大,而且瓦斯抽采有效区域分布更为均匀。同时,当钻孔间距小于5 m时,有效的瓦斯抽采影响区域会出现严重重叠现象,增加施工成本,而当钻孔间距大于10 m时,煤层中会产生一定程度的瓦斯抽采盲区,因此,5~10 m可以作为瓦斯抽采钻孔的合理布置间距。

摘要： 针对配气台管路振动问题,采用传递矩阵法和有限元模态分析法,建立管道系统振动频率的计算模型.运用MATLAB,ANSYS和AMESim软件分析计算,得到气柱固有频率、结构固有频率及扰动频率三者之间的关系,确定配气台管路振动的原因,并提出有效的解决措施.研究表明:由于扰动频率与管路内气柱低阶固有频率相近,激发配气台管路剧烈共振,通过增加阻尼孔板和增加管路支撑,改变了管路内气柱固有频率和结构固有频率,有效的解决了配气台管路共振问题.

摘要： 避振穴是一种减小船舶尾部振动的重要装置,本文采用基于橡胶材料超弹性和空气压缩性的非线性有限元方法对其进行数值模拟和隔振特性分析.选取Mooney-Rivlin模型对橡胶材料非线性特性进行模拟,建立气体单元模拟加压空气,对一个独立密闭气室结构进行充气过程模拟和振动响应计算,分析气室深度、初始气压和橡胶板厚度等参数对其隔振特性的影响.将避振穴应用于实船尾部模型,验证其对螺旋桨激振力的隔振效果.计算结果表明,避振穴对于船舶尾部减振具有显著效果,但需要留意其在低频共振区引起的响应增大情况.

摘要： 可移动插板式压力畸变发生器是在发动机或压气机前产生压力畸变的一种可控制插入深度位置的板状畸变发生器。本文以可移动插板装置为对象，对其进行适当的几何简化，建立相应的结构和流场计算模型，以ANSYS和CFX为计算平台，通过气固耦合的方法计算插板机构的结构强度和变形，并对其进行结构优化。通过计算分析对结构进行适当改变，减小了整个结构的重量，达到了优化的目的。

摘要： 由于空气弹簧隔振器的刚度不仅与空气室的空气压力、承载载荷有关，还与不同形式空气室的有效承压面积、胶料性能等有关，因此各种形式的空气弹簧隔振器其刚度特性相差很大。采用实验的方法，设计一种空气弹簧隔振器必将耗费大量的人力物力，而采用经验公式，又存在较大困难。本文采用有限元方法，解决空气弹簧隔振器设计必须考虑的气固耦合、非线性等关键技术，进行空气弹簧隔振器结构的静态应力、变形及隔振系统的振动特性分析，优化空气弹簧隔振器的设计流程，并进行试验验证。

摘要： 本文在二维圆柱轴对称坐标系下采用微分方程法生成适体网格对中心被堵波纹管的流动及换热特性进行了数值模拟.模拟时堵住的固体区和流体区分别生成两套网格,搭接成一套网格气固耦合整场求解.将所开发程序应用于圆管中心被堵模型的计算中,同解析解进行对比,结果吻合良好.计算中心被堵波纹管的结果表明:在相同流量下,中心堵管的存在起到强化换热作用,同时引起阻力增大.其换热得到强化的机理可通过场协同原理进行解释.

摘要： 镁法脱硫是一种比较成熟的脱硫工艺,受到广泛应用.某厂的镁法脱硫塔在使用过程中,出现了明显的颤振情况.经分析,认为颤振是因为塔体与烟气之间的气固流动耦合造成的.本文将镁法脱硫塔分为固体域和流体域,分别进行建模.通过ANSYS求解镁法脱硫塔的位移,通过FLUENT求解烟气对镁法脱硫塔的压力,进行双向耦合求解,计算得到的振动位移与现场情况相符.以仿真作为依据,通过加固镁法脱硫塔,显著地降低了现场的颤振情况.

摘要： 本文基于数值传热学理论,针对某LED红外探照灯在工作状态下的热传导问题,进行了数值模拟.进行了三维气同耦合传热与流动问题的数值模拟,研究了空间流场与温度场的分布特征.从数值计算结果中分析发现,强制风冷是降低设备温度的有效方法.本文研究为提高LED红外探照灯的可靠性和改进冷却方式设计提供了理论依据。

摘要： 本文基于数值传热学理论,针对某LED红外探照灯在工作状态下的热传导问题,进行了数值模拟.进行了三维气同耦合传热与流动问题的数值模拟,研究了空间流场与温度场的分布特征.从数值计算结果中分析发现,强制风冷是降低设备温度的有效方法.本文研究为提高LED红外探照灯的可靠性和改进冷却方式设计提供了理论依据。

摘要： 本文基于数值传热学理论,针对某LED红外探照灯在工作状态下的热传导问题,进行了数值模拟.进行了三维气同耦合传热与流动问题的数值模拟,研究了空间流场与温度场的分布特征.从数值计算结果中分析发现,强制风冷是降低设备温度的有效方法.本文研究为提高LED红外探照灯的可靠性和改进冷却方式设计提供了理论依据。

摘要： 本文基于数值传热学理论,针对某LED红外探照灯在工作状态下的热传导问题,进行了数值模拟.进行了三维气同耦合传热与流动问题的数值模拟,研究了空间流场与温度场的分布特征.从数值计算结果中分析发现,强制风冷是降低设备温度的有效方法.本文研究为提高LED红外探照灯的可靠性和改进冷却方式设计提供了理论依据。

摘要： 本文基于数值传热学理论,针对某LED红外探照灯在工作状态下的热传导问题,进行了数值模拟.进行了三维气同耦合传热与流动问题的数值模拟,研究了空间流场与温度场的分布特征.从数值计算结果中分析发现,强制风冷是降低设备温度的有效方法.本文研究为提高LED红外探照灯的可靠性和改进冷却方式设计提供了理论依据。

摘要： 本发明提供了一种气固流态化耦合设备，其至少包含一级气固流化床体，该流化床体为垂直设置的筒体，顶部为锥形缩径结构，该缩径结构上部形成小颗粒出口管，而该流化床体的底部设有大颗粒出口管，侧壁上开设颗粒进口管；在筒体内呈倒锥形设有气体分布板，其上部将流化床体下端封闭，下部连接大颗粒出口管，使气体分布板、大颗粒出口管与气固流化床体的部分筒体和下封头围成一个对颗粒的闭合空间，且此闭合空间对应的筒体壁上设有用于引入流化气体的入气管。本发明同时提供了一种利用本发明的设备实现大差异颗粒多级混合、换热、反应、分级的耦合方法。

摘要： 本发明提供一种致密气合层开采流固耦合气水非线性渗流实验装置及方法，属于油气藏开发技术领域。该装置包括注入泵、第一中间容器、第二中间容器、介质循环泵、收集装置、后处理装置、岩心夹持器、扫描系统、橡胶套筒、应变片、电流‑压力转换器和并联岩心，应用该装置时，首先识别致密气储层地质构造，选取代表性储层；缩放岩心，确定研究层位排列顺序；制备并联岩心；组装岩心和实验设备；进行并联实验和结果分析。该方法通过应变片能有效测定并联岩心中每层岩心所受压力的大小，并反映致密气藏在并联状态下每层的气水两相流动规律，对认识气水流动规律，指导致密气藏的开发有非常重要的指导作用。

摘要： 本发明适用于发动机振动技术领域，提供了一种基于气固热耦合的发动机塑料进气歧管振动计算方法，包括如下步骤：S1、对塑料进气歧管及螺栓的三维模型进行有限元网格的划分，获得有网格模型；S2、基于发动机振动计算分析、塑料进气歧管内腔瞬态CFD分析以及塑料进气歧管工作状态下的结构温度场评估来收塑料进气歧管及螺栓的温度场，机体通过螺栓传递至塑料进气歧管的结构激励及塑料进气歧管内腔气压激励；S3、将塑料进气歧管及螺栓的温度场、结构激励及气压激励施加到网格模型；S4、计算塑料进气歧管的振动水平。计算方法中考虑了部件温度因素、结构激励以及气体压力三种激励，以及三种激励共同耦合作用下的振动响应，这种计算方法提升CAE仿真精度。

摘要： 本发明公开了一种两维气—固气—液耦合流化床光催化空气净化系统。其特征是：该空气净化系统由气—固流化床光催化反应器和气—液流化床反应吸收器耦合而成。气—固流化床光催化反应器由反应器入口轴流风扇(泵)、内层镀反光物质的壳体、TiO

摘要： 一种基于聚光‑光热耦合的液‑固、气‑固解耦型光催化分解水系统及其使用方法，系统包括光催化分解水常压俯照反应器子系统、光催化聚光子系统及光热光催化剂子系统，光热光催化剂子系统密封设置于光催化分解水常压俯照反应器子系统内，并受到光催化聚光子系统的光照射，进行光催化分解水反应；这种新型的系统将光催化分解水固‑液‑气三相反应体系通过聚光‑光热耦合转化为液‑固、气‑固解耦型反应体系，从根本上改变三相催化界面缓慢的能质传输和转化过程，拓宽了光催化太阳能光谱的响应范围，提高了太阳能的利用效率；同时通过光催化聚光子系统可以实现从几个到几百个太阳光亮常数范围内的光强变化，大大提高了光催化分解水反应的能量转换效率，是研究在不同光强下光催化分解水液‑固、气‑固解耦型反应体系的重要实践。

摘要： 本发明提供了一种气固流态化耦合设备，其至少包含一级气固流化床体，该流化床体为垂直设置的筒体，顶部为锥形缩径结构，该缩径结构上部形成小颗粒出口管，而该流化床体的底部设有大颗粒出口管，侧壁上开设颗粒进口管；在筒体内呈倒锥形设有气体分布板，其上部将流化床体下端封闭，下部连接大颗粒出口管，使气体分布板、大颗粒出口管与气固流化床体的部分筒体和下封头围成一个对颗粒的闭合空间，且此闭合空间对应的筒体壁上设有用于引入流化气体的入气管。本发明同时提供了一种利用本发明的设备实现大差异颗粒多级混合、换热、反应、分级的耦合方法。

摘要： 本发明提供一种致密气合层开采流固耦合气水非线性渗流实验装置及方法，属于油气藏开发技术领域。该装置包括注入泵、第一中间容器、第二中间容器、介质循环泵、收集装置、后处理装置、岩心夹持器、扫描系统、橡胶套筒、应变片、电流‑压力转换器和并联岩心，应用该装置时，首先识别致密气储层地质构造，选取代表性储层；缩放岩心，确定研究层位排列顺序；制备并联岩心；组装岩心和实验设备；进行并联实验和结果分析。该方法通过应变片能有效测定并联岩心中每层岩心所受压力的大小，并反映致密气藏在并联状态下每层的气水两相流动规律，对认识气水流动规律，指导致密气藏的开发有非常重要的指导作用。

摘要： 本发明公开了一种考虑气液固三相耦合的曝气法离散元数值模拟方法。通过在颗粒介质模拟的土体模型中，实时注入气泡颗粒，同时以施加力的形式将液体以浮力、拖拽力的形式作用在浸泡于液体中的土体颗粒及气泡颗粒上，实现了固液气三相耦合，从而达到模拟曝气过程中气泡颗粒运动过程的目的。采用本发明技术方案，可以有效研究曝气法的运移规律以及曝气过程中的作用范围，为进一步从微观角度以统计角度研究分析曝气法中气泡颗粒运行的模式及机理提供了可能。

摘要： 本发明适用于发动机振动技术领域，提供了一种基于气固热耦合的发动机塑料进气歧管振动计算方法，包括如下步骤：S1、对塑料进气歧管及螺栓的三维模型进行有限元网格的划分，获得有网格模型；S2、基于发动机振动计算分析、塑料进气歧管内腔瞬态CFD分析以及塑料进气歧管工作状态下的结构温度场评估来收塑料进气歧管及螺栓的温度场，机体通过螺栓传递至塑料进气歧管的结构激励及塑料进气歧管内腔气压激励；S3、将塑料进气歧管及螺栓的温度场、结构激励及气压激励施加到网格模型；S4、计算塑料进气歧管的振动水平。计算方法中考虑了部件温度因素、结构激励以及气体压力三种激励，以及三种激励共同耦合作用下的振动响应，这种计算方法提升CAE仿真精度。

摘要： 本发明公开了一种新型多功能两维气－固气－液耦合流化床光催化空气净化系统。其特征是：该空气净化系统由气－固流化床光催化反应器和气－液流化床反应吸收器耦合而成。气－固流化床光催化反应器由反应器入口轴流风扇(泵)、内层镀反光物质的壳体、TiO