流场计算

摘要： 为揭示不同流量下离心泵作透平的能量转换特性,基于1台比转数为90的单级悬臂式离心泵,在透平工况下对其进行数值模拟,并结合试验验证了数值模拟的准确性.结果表明:叶轮是透平内水力损失的主要部件,叶轮内水力损失占比随流量的增大呈现出先减小后增大的变化趋势.设计工况(Q=80 m3/h)下,蜗壳、叶轮、腔体的水力损失占比分别为33.0％,35.1％,22.3％.通过对内流场中的流线分布和叶片进口速度三角形进行分析,揭示了不同工况下透平内流特性与水力损失之间的关系.设计工况下叶轮内流动均匀,无明显旋涡存在,在小流量工况下叶轮进口端面存在回流现象,旋涡出现在大流量工况叶片的吸力面.最后,采用拟涡能系数从能量的角度分析了不同工况内部流动的损失情况,进一步揭示了透平的能量转换机理.研究结果可为离心泵作透平的高效设计及实际现场运行调控提供参考.

摘要： 为优化燃气导流器表面热环境,对某型车载单面导流器的热环境影响因素进行数值计算分析,确定了导流器高度、导流器折转半径和导流器背板与发射架距离为重要结构参数,它们与导流器表面温度之间存在复杂非线性关系.基于BP神经网络和RBF径向基神经网络建立相应代理模型进行对比,选择了决定系数更高、稳定性更好的RBF径向基神经网络代理模型进行导流器型面优化,并对优化结果进行了流场计算分析,结果表明,在满足导流器机动性要求的前提下,优化后的导流器表面最大温度降低了约400 K,热环境得到了明显改善,且导流效果更佳.优化误差在1％ 之内,验证了优化的有效性和准确性,为今后燃气导流器型面的设计及优化提供了参考.

摘要： 中国电网容量的不断增加以及大功率机组数量的增长,火电机组必须进行深度调峰.过程中机组长期处在非设计工况下运行,对缸体而言会出现一系列叶片问题.本文基于CFD数值模拟采用ATM Optimized拓扑结构,针对末级通流计算域进行变工况气动特性及静应力分析.气动计算结果表明:额定工况流线平整,内吸力面未出现流动分离,极限流线大部分位置彼此接近平行;变工况条件下,流量下降引起动叶表面气体脱离程度加大,流动不断恶化;另一方面,其内部脱流现象会随着机组处在较低流量但背压保持在较高状态时变得尤为严重.对此,本文提出末级叶片变工况的气动特性与静力分析的数值研究方法,不仅对变工况低压缸最小流量起到预测作用,更对电厂进行试运行及机组经济性提高起到指导作用.

摘要： 潍坊港处于莱州湾的中部,岸滩水深较浅且变化平缓,泥沙运动较为活跃,泥沙淤积对航道的运营维护影响较大.通过建立潮流模型和泥沙输移数学模型进行计算,所得结果与现有的实测数据进行对比验证;再进一步模拟航道的冲淤情况,预测航道回淤分布规律以及航道沿程的淤强分布情况.结果表明,潮流模型和泥沙输移模型计算结果与实测数据吻合度均较高,预测航道年淤积量约为391.3万m3.

摘要： 为评价雷诺应力模型(RSM)与大涡模拟(LES)两种方法计算旋风分离器动态流场的精度,利用FLUENT14对旋风分离器内气相动态流场特性进行数值模拟及分析,考察了两种方法计算得到的瞬时切向速度分布、切向速度脉动强度及切向速度频谱特性.计算结果与热线风速仪(HWA,Hot-wire anemometer)测量的切向速度数据进行无量纲对比表明,在时均切向速度上,LES的模拟结果比RSM的准确性高;在瞬时切向速度上,L E S预测的瞬时切向速度可以反映旋流摆动造成的切向速度的波动特性,呈现出接近实验测量值的高频速度脉动变化;而RSM难以预测瞬时切向速度的波动变化,仅给出低频小幅值的波动.因此采用LES预测旋风分离器流场能够捕捉动态信息,揭示流场的动态特性.

摘要： 大压差工况下,流量调节阀的节流作用导致自流注水系统振动噪声问题突出。为控制自流注水系统的噪声,从系统配置的角度进行系统降噪优化设计,提出了多级节流的降噪方案。采用流体动力学数值方法进行了多级节流低噪声设计原理分析,验证了多级节流降噪方案的有效性。基于低噪声设计原理,设计了三级流量调节阀串联的节流注水方案,并对三级节流系统进行了流场数值分析,数值分析结果表明:三级节流设计使各级阀后低压区减小,避免了阀后局部气蚀出现;一级阀门和二级阀门进口下缘及出口上缘均出现大尺度的漩涡结构,为主要噪声源区域。

摘要： 军用飞机在执行飞行任务中,经常会因为任务需要将飞机外部挂载的武器或者油箱投放出去.但是受外部环境和外挂物自身性质的影响,很容易发生投放过程中外挂物同机身相互碰撞的情况,严重影响飞机的正常飞行,所以,外挂物投放安全性问题一直是国内外的研究热点和研究重点.为了保证歼击机投放武器外挂物的投放安全性,本文使用欧拉公式对外挂物的投放安全性分析方法进行研究.

摘要： The y+ value on a wall is a primary parameter of boundary layer grid scale, and has important influence on the flow field numerical simulation for pumping stations. In order to clarify the requirements of y+ for different simulation objectives, a realistic pumping station was adopted and evaluated. Considering of meshing difficulty, numerical computation accuracy and efficiency, three kinds of numerical grid schemes were put forward based on the grid independence analysis. The three schemes were named global unstruc⁃tured grid, global unstructured grid with specified boundary layer height, and block structure grid with specified boundary layer, respectively, which result in the corresponding value of y+ 10~2000, 10~1000, 10~500. The results showed little difference in velocity distribution uniformity between scheme 2 and scheme 3. However, scheme 1 was comparatively large difference with the other two schemes. If the macro hydraulic performance of pump station is the main concern, a simple and easy grid scheme (scheme 1) could meet the satisfaction, y+ value could be relaxed appropriately to 0~2000. If the vortex distribution in flow field is the main concern, y+ should be less than 1000, the scheme 2 of gridding should be adopted. If the detailed flow structures, or vortex elimination devices become the main concern, y+ must be within 30~500,and the scheme 3 is the best choice.%壁面处的y+值是体现壁面边界层网格尺度的主要参数，对泵站流场数值计算结果有重要影响。为明确不同计算目标对y+的依赖性，以一泵站为研究对象，在网格数量无关性检查的基础上，从网格划分难易程度、数值计算精度和效率方面提出3种网格划分方案：全局非结构网格方案，指定边界层高度的全局非结构网格方案，以及指定边界层高度的分块结构网格方案，对应的y+值分别为10~2000、10~1000、10~500。方案二与方案三在模拟得到的流速分布均匀度方面几乎没有差别，涡量场的漩涡数量、涡量值和漩涡核心区分布位置也非常接近，而方案一则与之相差较大。研究发现，当只需了解泵站宏观水力性能时，可采用简单易行的方案一所对应的网格方案，y+范围可适当放宽到0～2000；当要预测进水部分流场的流动特性，特别是漩涡分布特性时，需确保y+位于1000以内，可采用方案二的网格方案；若对进水流场进行详细研究，或者进行除涡装置的研究时，则需使得整个计算域的y+满足30~500的要求，即采用方案三的网格方案。

摘要： 为了验证试验得到的最佳喉管进出口直径之比λ的准确性,并进一步研究所对应模型的优越性与相关参数变化规律,采用软件Solidworks以及CFD对8种不同模型进行建模并计算,得出喉管压差与出口雷诺数、吸肥量、最小压力的变化规律,以及在相同工况下,8种不同λ值对文丘里施肥器的流场特性影响.结果表明:计算得到的最佳λ值与试验得到的λ值误差为8.6％,进口流量与试验对比误差为10.0％左右;压差与出口雷诺数呈幂函数变化规律,与最小压力呈线性变化规律;计算得到了该系列施肥器产生负压的必要条件,当λ=1.27时,产生负压条件的压差为4.3kPa;提出当1.00≤λ＜1.27时,初始压差随λ增大而减小,当1.27≤λ＜1.68时,初始压差随λ增大而增大,增大趋势逐渐变大,当1.68≤λ＜2.00时,初始压差随λ增大而减小;λ=1.27时比其他7种型号吸肥性能好,可靠性高,是ATP3,4,5,6系列施肥器λ的最优值.

摘要： 本文基于整车汽车风洞的数值计算,从喷口速度,边界层厚度和迭代计算时间三个维度,对常用的六种湍流模型进行评价,同时为整车汽车风洞湍流模型的选用提供指导.结果如下:SST k-ωModel的综合性能最好;Realizable k-εModels和RNG k-εModels在计算喷口速度方面表现出色,但是在边界层的计算中误差较大,跟实验值相差3％～38％,且需要的计算时间最长.Standard k-εModels和Standard k-ωModels在喷口速度和边界层的计算中都存在较大误差.而Spalart-Allmaras Models迭代计算时间相比两方程模型可节省13.9％.

摘要： 本文建立了屏蔽电机定转子间流场及结构场的耦合计算模型,通过数值模拟了转子弯曲、转子倾斜和转子轴线偏心情况下,转子在旋转过程中定、转子间流体层流对转子刚度和附加质量的影响.该计算模型为进一步研究定转子间流体层流场对转子动力学影响提供了理论依据.

摘要： 按ITTC给出的规程,运用动量通量法来预报喷水推进器功率过程中,需要测量"获流区"进口面速度以确定该处的动量通量.本文以带喷水推进器进口流道的船体为对象,采用CFD软件进行流场计算,提出了一种确定喷水推进器外其上游获流区进口位置、形状、范围的方法.获流区动量通量计算值与由PIV试验得到的值吻合良好.

摘要： 为研究水翼表面布置射流水孔对空化的抑制效果,采用RNG k-ε湍流模型对8°攻角NACA0066(MOD)水翼进行二维非定常空化流场计算,分析当射流比分别为0.1、0.2和0.3时的水翼表面空化流场结构及其演化过程的流动特性,得到了不同射流条件下水翼升阻力系数的变化趋势.计算结果表明:布置射流水孔可以有效阻挡回射流从翼型尾部向翼型头部的运动,使得空泡脱落现象明显减弱,从而抑制了片空化向云空化的发展;随射流比增加,水翼升阻比由无射流孔时的6.11增加到射流比为0.3时的7.06,布置射流孔还起到了减阻的作用.

摘要： 本文在只有上充泵的剖面图,叶轮轴面投影图的一些结构参数和泵的性能参数的条件,设计并建立了多级离心式上充泵的三维模型,并利用CFD方法,采用Reynolds平均化的Navier-Stokes方程,k-ε湍流模型和SIMPLE算法研究了稳态下上充泵的流场分布,得到了12级叶轮-正导叶的压力、速率和湍动能的分布云图,发现叶轮出口和正导叶进口处出现低压区,并以此给出优化多级离心泵的设计的建议.

摘要： 以凝汽器真空泵组件中的气水分离器为例,应用CFD数值模拟方法,分别计算了传统立式气水分离器与所设计的新型卧式撞击流气水分离器的流场,对比分析了两种分离器的进出口速度分布、罐内压力分布以及介质最大停留时间等,结果表明,本新型卧式撞击流气水分离器入口撞击区流速更低,出口整流区气流分布均匀,介质停留时间更长,相较于传统立式气水分离器,本新型卧式撞击流气水分离器更有利于气水分离.

摘要： 以凝汽器真空泵组件中的气水分离器为例,应用CFD数值模拟方法,分别计算了传统立式气水分离器与所设计的新型卧式撞击流气水分离器的流场,对比分析了两种分离器的进出口速度分布、罐内压力分布以及介质最大停留时间等,结果表明,本新型卧式撞击流气水分离器入口撞击区流速更低,出口整流区气流分布均匀,介质停留时间更长,相较于传统立式气水分离器,本新型卧式撞击流气水分离器更有利于气水分离.

摘要： 以凝汽器真空泵组件中的气水分离器为例,应用CFD数值模拟方法,分别计算了传统立式气水分离器与所设计的新型卧式撞击流气水分离器的流场,对比分析了两种分离器的进出口速度分布、罐内压力分布以及介质最大停留时间等,结果表明,本新型卧式撞击流气水分离器入口撞击区流速更低,出口整流区气流分布均匀,介质停留时间更长,相较于传统立式气水分离器,本新型卧式撞击流气水分离器更有利于气水分离.

摘要： 以凝汽器真空泵组件中的气水分离器为例,应用CFD数值模拟方法,分别计算了传统立式气水分离器与所设计的新型卧式撞击流气水分离器的流场,对比分析了两种分离器的进出口速度分布、罐内压力分布以及介质最大停留时间等,结果表明,本新型卧式撞击流气水分离器入口撞击区流速更低,出口整流区气流分布均匀,介质停留时间更长,相较于传统立式气水分离器,本新型卧式撞击流气水分离器更有利于气水分离.

摘要： 本发明公开了一种户内变电站主变室流场温度场数值模拟快速计算方法，首先是建立输入参数表和输出参数表；再进行几何建模和网格划分；之后将网格划分结果输入到速度场快速求解算法以及温度场快速求解算法中进行计算，结果存储到输出参数表中。本发明还公开了一种户内变电站主变室流场温度场数值模拟快速计算系统，包括了参数化外观建模模块、智能网格生成模块、湍流方程快速求解模块、温度场快速求解模块、速度场快速求解模块、输入输出模块和用户输入模块。本发明实现了户内变电站主变室流场温度场数值的快速计算，使得建模和网格划分过程变得快速、准确，且占用的内存大大的减小，以方便实际工程应用。

摘要： 一种电磁场‑流场‑温度场耦合计算中的异型网格映射方法，该方法包括以下步骤：1）建立流场‑温度场计算模型；2）按读取各模型离散单元的节点坐标值；3）再次建立研究对象在电磁场计算中的几何模型，将模型离散为三角形有限元网格，进行电磁场数值计算；4）将功率损耗映射到温度场中的各单元；5）得到映射修正系数；6）将修正后的各单元功率损耗密度作为载荷加载到温度场中进行求解计算，得到温度结果；从而得到温度场中各单元功率损耗。本发明提供的电磁场‑流场‑温度场耦合计算中的异型网格映射方法，可实现不同物理场采用不同类型网格之间的数据传递，大大减少了网格数量，提高了计算时间及精度。

摘要： 本发明提供了一种计算声波在温度场和流场复合场中传播路径的方法，先利用三角形前向展开法计算得到声波在温度场中的出射点，之后计算等腰三角形区域在流场作用下的偏移变形，根据温度场和流场的影响计算声波入射方向，根据声波在温度场中的出射点及等腰三角形区域在流场作用下的偏移变形计算得到声波出射点，根据声波入射点、声波入射方向及声波出射点得到声波传播路径。本发明在三角前向展开法的基础上做进一步研究，提出综合考虑温度场和流场对声波传播路径影响的新方法，具有算法简单，占用计算机资源少，可扩展至三维计算的新方法。

摘要： 本发明公开了一种反应堆一回路冷却剂流场、温度场和应力场耦合计算方法，包括以下步骤；1)构建与实际设备尺寸相同的高温气冷堆反应堆堆芯模型及蒸汽发生器模型；2)建立计算域1、计算域2及计算域3；3)设置计算域1、计算域2及计算域3中的设备材质及流体域；4)设定流场、温度场和应力场的区域及其边界层；5)对流场、温度场和应力场进行网格化；6)计算域1及计算域3采用k‑ε湍流模型，计算域2采用多孔介质模型；7)得计算域1、计算域2和计算域3的流场、温度场及应力场分布结果；8)得高温气冷堆不同功率水平下的最优化运行参数配置，该方法能够实现反应堆一回路冷却剂流场、温度场和应力场的耦合数值模拟计算。

摘要： 本发明公开了一种基于流场和浓度场数值模拟计算的混钢模型系统，包括中央处理器和电源模块，所述中央处理器的输入端通过导线与数据采集单元的输出端电性连接，所述中央处理器的输出端通过导线与计算单元的输入端电性连接，且计算单元的输出端通过导线与判断模块的输入端电性连接，所述判断模块的输出端通过导线与中央处理器的输入端电性连接，本发明涉及混钢生产技术领域。该基于流场和浓度场数值模拟计算的混钢模型系统。通过根据数值模拟的结果可以准确实时地进行钢水成分的定量计算，可以精确地体现各流之间浓度的差异，不但可以准确给出混钢区域的长度，同时可以给出该区域铸坯中的化学成分分布情况，提高收得率。

摘要： 本发明公开了一种用于户内变电站主变室流场温度场数值模拟的快速计算方法，首先是建立输入参数表和输出参数表；再进行几何建模和网格划分；之后将网格划分结果输入到速度场快速求解算法以及温度场快速求解算法中进行计算，结果存储到输出参数表中。本发明还公开了一种用于户内变电站主变室流场温度场数值模拟的快速计算系统，包括了参数化外观建模模块、智能网格生成模块、湍流方程快速求解模块、温度场快速求解模块、速度场快速求解模块、输入输出模块和用户输入模块。本发明实现了户内变电站主变室流场温度场数值的快速计算，使得建模和网格划分过程变得快速、准确，且占用的内存大大的减小，以方便实际工程应用。

摘要： 一种电磁场-流场-温度场耦合计算中的异型网格映射方法，该方法包括以下步骤：1）建立流场-温度场计算模型；2）按读取各模型离散单元的节点坐标值；3）再次建立研究对象在电磁场计算中的几何模型，将模型离散为三角形有限元网格，进行电磁场数值计算；4）将功率损耗映射到温度场中的各单元；5）得到映射修正系数；6）将修正后的各单元功率损耗密度作为载荷加载到温度场中进行求解计算，得到温度结果；从而得到温度场中各单元功率损耗。本发明提供的电磁场-流场-温度场耦合计算中的异型网格映射方法，可实现不同物理场采用不同类型网格之间的数据传递，大大减少了网格数量，提高了计算时间及精度。

摘要： 基于立体模型边界耦合的大型电机全域热场和流体流场计算方法，根据在匀速旋转状态下的电机结构和通风系统的对称性，建立三个实体模型:半个轴向段的转子区域实体模型、半个轴向段的定子和气隙区域实体模型、轴向中心位置的全圆周实体模型；根据三个实体模型的耦合关系，对三个实体模型设置边界条件，包括：周期性边界条件、散热边界条件、绝热边界条件、通风入口和出口的边界条件；采用流体与传热的数学模型，计算电机全域热场和流体流场。本发明方法考虑了电机的匀速旋转的状态，通过设置耦合的边界条件，计算出了电机全域流场和热场，从而保证了计算的精确度和速度。更有利于在工程实际的应用。

摘要： 本发明提供了一种流场分析系统、流场分析方法和计算机可读存储介质，其中，流场分析系统包括：参数获取模块，用于获取隧道模拟参数和风机配置参数；隧道模型建立模块，用于根据隧道模拟参数建立出隧道模型；网格划分模块，用于对隧道模型进行网格划分；流场计算与输出模块，根据风机配置参数以及进行网格划分后的隧道模型进行除尘模拟，并输出除尘模拟结果；流场优化与输出模块，基于预设除尘目标和除尘模拟结果进行除尘模拟修正，直到得出满足预设除尘目标的修正隧道模拟参数和修正风机配置参数并进行输出。本申请通过输入各种参数来建立隧道模型以及计算隧道内流场，并通过对当前流场进行优化，最终得到了除尘效果最佳的参数配置。

摘要： 基于立体模型边界耦合的大型电机全域热场和流体流场计算方法，根据在匀速旋转状态下的电机结构和通风系统的对称性，建立三个实体模型:半个轴向段的转子区域实体模型、半个轴向段的定子和气隙区域实体模型、轴向中心位置的全圆周实体模型；根据三个实体模型的耦合关系，对三个实体模型设置边界条件，包括：周期性边界条件、散热边界条件、绝热边界条件、通风入口和出口的边界条件；采用流体与传热的数学模型，计算电机全域热场和流体流场。本发明方法考虑了电机的匀速旋转的状态，通过设置耦合的边界条件，计算出了电机全域流场和热场，从而保证了计算的精确度和速度。更有利于在工程实际的应用。