内流场

摘要： 利用离散单元法与流体动力学耦合的方法研究了不同入口流速(0.6、1.2、1.7 m/s)和额定转速(2650、2800、3000 r/min)下单级离心泵内部流场变化、磨损部位、磨损量、输送能力。结果表明:离心泵叶轮叶片尾部易发生空化现象,入口流速对叶片空化现象、出水管道滞留区域产生的影响大于转速的;9种工况下离心泵最大磨损量出现在叶片尾部,转速从2650 r/min变化为3000 r/min时,磨损最严重的部位由叶片1、4尾部变为叶片1、2尾部,叶轮叶片为离心泵磨损最严重的部件,占离心泵总磨损量的38.10%~49.41%;离心泵内沙粒平均停留时间表明,流速对离心泵输送性能的影响大于转速的,入口流速0.6m/s、1.2m/s、1.7m/s下沙粒平均停留时间分别为0.144、0.068、0.052 s,说明随着流速的增加,离心泵输送性能增强。

摘要： 为了研究高转速工况下车用凸轮式氢气循环泵内部流场分布规律和压力脉动特性,以某一种车用凸轮式氢气循环泵为研究对象,建立三维瞬态计算流体力学模型,基于ANSYS Fluent软件的动网格技术,采用Realizable k-ε湍流模型和PISO压力-速度耦合算法,对氢气循环泵全流道进行非定常可压缩数值模拟.通过在氢气循环泵旋转流道周向设置压力脉动监测点,应用快速傅里叶变换(FFT)技术获得各监测点的压力脉动频域图,得到流道内压力脉动频率分布规律.将数值模拟结果和理论分析结果进行对比,验证了基于动网格技术的数值模拟方法能较准确地预测车用凸轮式氢气循环泵内流脉动特性.研究结果表明:数值模拟得到的排气流量平均值和理论分析结果误差为4.7%,可以较准确地反映泵内部气体流量脉动规律;通过分析排气流道内涡量场分布,发现排气流道内出口回流和负的z向涡量正相关,随着出流气体占据排气流道,负的z向涡量消失;氢气循环泵旋转流道周向压力脉动主频为267 Hz,与转子旋转基频一致.研究结果为进一步分析凸轮式氢气循环泵内流脉动特性提供了一定依据.

摘要： 氢气减压器是氢燃料电池汽车的关键部位,随着氢燃料电池汽车续航里程要求的提高,氢气减压器的工作压力相应增大,传统的减压器难以满足使用要求。针对上述问题,研究了一种适用于70 MPa氢气压力的两级减压器,利用Fluent软件对其内部流场进行三维仿真模拟,通过研究不同阀门开口量大小来分析流体压力场、速度场、温度场的分布以及流量、能耗的变化。仿真结果表明,氢气减压器在较高的工作压力下可以实现大压力比减压,确定了高速低温区域,为后续改进结构、优化参数提供参考依据。

摘要： 依据现有螺旋导叶和气液分离器结构的设计方法,建立筒径300 mm的轴流式螺旋导叶气液分离器模型,在直流和逆流两种排气方式下,对0、1、2、4、6 mm 5组导叶环隙宽度进行数值模拟,研究导叶环隙宽度对内流场的影响,并通过试验对比分析导叶环隙宽度对分离性能的影响。模拟结果表明:导叶环隙宽度增大,压降和切向速度逐渐降低,环隙流量占比逐渐增大;综合考虑压降和离心分离作用,1~2 mm是较适宜的环隙宽度。试验结果表明:相对于无环隙结构,1~2 mm的环隙宽度不但能减小导叶区域的流通阻力,降低设备压降,减小能耗,还有利于疏通贴壁液膜的下行流动,防止液膜汇聚在导叶尾端形成雾沫夹带,从而提高分离效率。

摘要： 为了提高B粉在氧弹中的燃烧效率,从而准确测得B粉的实际燃烧放热量,以便对不同来源的B粉进行质量评估,进而为含B富燃料推进剂的配方设计及能量预估提供依据。建立了一种能使硼粉充分燃烧并测得其放热量的方法,以双铅-2推进剂(SQ-2)作助燃剂,丙酮作溶剂,采取干法与湿法相结合的方式制备样品,利用恒温式氧弹量热仪测试样品燃烧放热量,并计算B粉燃烧效率,采用Fluent软件对B粉燃烧过程中的氧弹内流场进行数值模拟,分析氧弹内温度及氧气浓度随时间的分布,研究了SQ-2与B粉的混合质量比、充氧压强、坩埚位置、坩埚大小及有无挡板对B粉燃烧效率的影响。结果表明,SQ-2与B粉的最佳混合质量比为10∶1;最佳充氧压强为3 MPa;选择内径大(最佳内径17 mm)、高度低(最佳高度5 mm)的坩埚,并减小坩埚与氧弹底部的距离(最佳距离10 mm),同时选用不含挡板的坩埚支架,可为B粉创造良好的燃烧环境,在氧弹中的最大燃烧效率可达99.36%。

摘要： 针对航空发动机及燃气轮机内流场压力测试探针尺寸小、测点多、高精度、高可靠性的要求,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真分析手段,根据圆柱绕流的特点,对不同直径的探针进行了气动性能分析,研究其表面压力分布规律,根据CFD分析结果确定了总静压复合探针设计方案并加工了试验件,试验件的风洞校准试验分析结果表明:在来流无偏角的情况下,马赫数Ma为0.2~0.6的范围内,Φ10 mm探针静压孔角度在±50°时、Φ12 mm探针静压孔角度在±47.5°时、Φ14 mm探针静压孔角度在±45°时(Φ为探针支杆直径),测量误差在±1%以内,可满足一般试验的精度要求。另外,在满足探针±1%的测量误差的前提下,Φ10 mm探针静压测量不敏感角在Ma为0.2~0.5范围内,可达到±18°;在Ma为0.6时,能达到±15°。Φ12 mm和Φ14 mm探针静压测量不敏感角在Ma为0.2~0.4范围内,可达到±18°;在Ma为0.5时,能达到±12°;在Ma为0.6时,可达到±3°。探针的总压测量误差在Ma为0.2~0.6、±15°的偏转角度范围内可达到±0.3%,满足发动机的测试要求。

摘要： 以风琴管喷嘴为研究对象,基于k-ε模型,应用Fluent软件进行数值模拟,分析风琴管喷嘴内流场的分布规律,结果表明,流体流经合适收缩截面后压力场和速度场发生明显改变,并出现“缩脉”现象,在收缩截面后方近壁面处出现旋涡,由此产生一个低速低压区。同时,总结了两收缩面后方流场的异同点,研究了收缩面形状及流道直径比对流场产生的影响。

摘要： 针对醇类燃油低温状况下冷启动困难的问题,通过对传统进气道喷油器的结构进行改进,增加一个辅助加热装置以及在内部增加一个燃油导热零件。基于Workbench工作平台,模拟分析不同导热零件对喷油器加热的影响,并与不使用导热零件的模型进行对比。研究结果表明,辅助加热装置可以有效提高燃油的温度,其中应用导热零件的模型经加热后其燃油温度最高提高了40.119 K,最低提高了29.615 K;不应用导热零件的模型经加热后其燃油温度最高提高28.538 K,最低提高了15.373 K。

摘要： 针对耙吸式挖泥船进行航道疏浚作业时,吸入的黏土容易在耙头内部堆积造成堵塞,导致疏浚效率下降的问题.通过研究耙头的结构发现,防止杂物进入泥泵的格栅为黏土堵塞的主要位置,对其进行基于双欧拉模型的流体动力学仿真研究,得出不同的工作参数和格栅角度对耙头压力、速度、泥沙浓度的影响.结果表明,耙头内部低速区容易发生泥沙沉积,高压水射流能提高局部流速,促进泥水混合,有利于泥浆的输送,施工过程如遇黏土将格栅前移能有效防止施工过程中的堵耙现象,提高耙吸式挖泥船的工作效率.

摘要： 为研究离心泵叶轮流道内纤维颗粒对液相流场的影响,首先采用CFD-DEM耦合方法模拟离心泵内纤维颗粒悬浮液的流动情况;然后采用透明有机玻璃材料制造模型泵,通过外特性实验及PIV实验对叶轮流道内头发纤维悬浮液的流动进行可视化实验验证;最后基于PIV实验结果对叶轮流道内流场进行分析.结果表明,随着泵内纤维质量浓度提高,泵效率随之提高;纤维质量浓度达到0.2％时,明显呈现出减阻效应.在小流量工况下,当输送相同质量浓度纤维时,沿叶轮流道中段压力面附近会产生低速区,且低速区随着流量的减小逐渐向中间流道扩散;叶片扭曲程度会影响垂直于泵轴的不同截面叶轮流道内相对速度分布,随着叶片扭曲程度增大,各位置相对速度差值增大;纤维质量浓度的变化会影响叶轮流道内相对速度分布,当流量逐渐增大时,较高质量浓度纤维悬浮液内液相相对速度会逐渐超过低质量浓度纤维悬浮液.在大流量工况下,各质量浓度纤维悬浮液在叶轮流道内从吸力面至压力面的相对速度总体呈下降趋势.

摘要： 航空航天领域中,内流场测试一直是航空发动机设计优化以及在线监测的关注重点,基于MEMS技术的微型传感器在航空发动机试验内流场测试领域具有十分广阔的应用前景.本文的研究内容是在亚音速条件下对不同结构的壁面剪应力测试仪以及周围的流场进行数值仿真分析,得出最优的壁面剪应力测试仪形状,并和试验相互对比验证,为传感器的设计提出最优结构参数和性能指标.研究结果表明:在壁面剪应力测试仪前缘角度的选择上,无角度的方案不可行,周围流场过于紊乱,静压孔测量静压差异很大;前缘角度为30°和45°的流线型较好,前缘角度为30°壁面剪应力测试仪的各通道压力更均匀,由此设计时壁面剪应力测试仪选用前缘角度为30°比较合适.

摘要： 通过数值仿真分析了两种针栓喷注器环形流道的内流场.一种为常用的出口上壁面水平的流道(无张角模型),另一种为本文设计的出口上壁面与水平面呈80°夹角的流道(大张角模型).发现在无反压的情况下,无张角模型产生空化现象,出口液膜厚并夹杂空气;大张角情况下无空化现象产生,液膜更薄且沿程速度损失更小;高反压能抑制空化,但对大张角模型无明显影响;还发现液膜速度随厚度呈几乎线性减小.分析认为大张角模型更具有发展价值.

摘要： 对水下爆炸下含水双层板的内流场瞬态流固耦合效应进行研究.用二阶双重渐进近似方法(DAA2)分析外流场与结构的流固耦合,用自行开发的空化水锤声学元(CHAFE)模拟双层板间的内流场与结构的流固耦合.空化水锤声学元包括两个部分:以空化声学元(CAFE)描述包括空化效应的非线性流场效应,以改进的非线性间隙元(GAP)描述内流场与板结构的空化及其再加载效应.采用ABAQUS有限元程序的水下爆炸分析模块对空化声学元进行了验证,表明空化声学元是合理可信的.最后,对含水双层板在水下爆炸作用下的动态响应进行瞬态流固耦合效应分析,给出了冲击波作用下内流场与双层板流固耦合作用过程及其特征,描述了空化、水锤发生过程,并分析了内流场对结构动态响应的影响.

摘要： 为了获得真空螺带干燥器内流场的特性,采用流体动力学数值模拟软件Fluent,在多重参考系坐标下,基于Navier-Stokes方程采用欧拉-欧拉多相流模型、标准k-ε模型对真空螺带干燥器内粉体颗粒流进行了数值分析.分析结果表明数值模拟所得颗粒运动状态与实验所测物料宏观运动特性基本吻合,对进一步分析其干燥性能具有重要意义.

摘要： 基于Fluent软件,气相采用连续介质模型,固相采用离散相模型,模拟了异型纤维空气过滤器内的流场及颗粒物运动特性.分析了在截面积相等的正三角形纤维、菱形纤维、正六边形纤维分别是平行和交错排列的情况下,空气进口速度和颗粒物直径对纤维过滤中颗粒物的运动特性和颗粒物捕获率的影响.结果表明:流场速度越大的区域,颗粒物浓度越小;正三角纤维和正六边形纤维平行排列时的流场最大运动速度都比交错排列时的大,而菱形纤维的排列方式对颗粒物最大运动速度几乎没有影响;进口速度与流场速度成正比,颗粒物直径对流场中最大运动速度几乎无影响;进口速度对捕获率影响明显,对平行排列菱形纤维的捕获率影响最大,最高和最低捕获率差值达到21.72％,对交错排列六边形纤维的捕获率影响最小,最高和最低捕获率差值为12.28％;颗粒物直径对平行排列六边形纤维的捕获率影响最大,最高和最低捕获率差值为15.67％,对交错排列六边形纤维的捕获率影响最小,最高和最低捕获率差值为9.69％.

摘要： 以一台高比转速双向轴流泵为研究对象,基于结构化网格,首先验证了数值模拟的适用性,得到了适合本模型的数值计算方法,在此基础上分析了设计间隙下正反向运行的内流场变化,研究结果表明:基于结构化网格的计算结果更接近实验值,设计间隙下正反向运行时涡核区位置变化较小,反向运行时的旋涡强度高于正向,沿泄漏涡传播方向,旋涡强度逐渐减小.

摘要： 以某厂Φ210mm圆坯结晶器电磁搅拌为研究对象,利用采用ANSYS有限元软件,建立了结晶器电磁搅拌电磁场-流场-温度场耦合数学模型,并进行求解.研究了磁场强度和电磁力在结晶器内钢水中的分布规律、电流强度和电源频率对磁场强度、电磁力以及结晶器内流场和温度场的影响规律,研究表明:结晶器内的磁感应强度和电磁力分布都呈边缘大,中间小的趋势;在电磁搅拌的作用下,结晶器内的钢水产生了旋转运动,形成了上回流,旋转区和下回流区,热区位置得到了提高;在所研究的搅拌参数范围内,随着电流强度和频率的增大,电磁力增大,钢液的流动速度也随之增大;根据工业试验结果,180 A、4 Hz的搅拌工艺参数应用效果较好.

摘要： 以复混肥造粒过程原理为基础,利用Fluent软件对尿基复混肥高塔造粒过程进行数值模拟.连续相数学描述采用欧拉法,分散相采用拉格朗日法描述,连续相与分散相进行耦合计算.分析得到造粒塔内空气的温度、速度分布,及复混肥颗粒的运动轨迹、空间分布.通过与测试结果对比,证明数值模拟结果可信,方法可行.

摘要： 采用稳态可压缩雷诺时均N-S方程、标准κ-ε湍流模型、非结构化网格,应用计算流体力学软件Fluent对某离心鼓风机整机内流场进行了数值模拟,得出了鼓风机的整个运行工况曲线,风机运行在较为平稳的工作区,不会发生失速和堵塞现象;对近设计工况点叶轮内部流场进行了深入分析,结果表明:整个叶道中间流面上压升、速度变化过程较为合理,但少数流道内部出现了二次流涡旋,将导致效率降低,同时发现叶片上的静压力在越靠近轮盘侧,吸力面和压力面的压差越大.总体来说,当前的圆弧形叶片,基本能保证鼓风机稳定的运行,但总体运行效率不高,可考虑设计更加符合流动规律的叶片,来改善叶轮内部流场,以达到提高效率的目的.

摘要： 以1000mm带宽,辊径600mm的双辊薄带铸轧过程为研究对象,基于商业软件fluent,建立了薄带铸轧熔池三维有限体积模型,对熔池内钢液流动状态及传热行为进行了数值模拟,并在此基础上考察了新型浇铸系统结构、布流器开孔倾角、铸轧速度、过热度及冷却强度对铸轧AISI304不锈钢熔池的流场和温度场的影响.研究结果表明,采用浸入式水口,多孔布流器,导流坝以及分流体组合的新型浇铸系统,且水口浸入布流器熔池内,布流孔向上倾角15°～l8°,铸带速度在60～80m/min,熔池内自由液面湍流动能最大值为0.0175J/kg,熔池表面温差低于20K,钢液与铸轧辊接触面能稳定形成大于0.6mm的凝固坯壳.数值模拟结果可以为双辊薄带铸轧浇铸系统结构设计提供理论依据.

摘要： 本发明公开了一种棒束通道内流体相场和浓度场三维分布测量系统，包括：棒束机构、传感器机构、驱动机构、采集控制端；棒束机构包括若干棒束元件，通过法兰构件在进行阵列固定；传感器机构包括若干电极丝构件，各电极丝构件穿设于棒束元件所属阵列的同行、同列的所有棒束元件，两端连接信号转向构件；驱动机构的输出端连接法兰构件，以带动传感器机构滑移至测量位置；采集控制端在传感器机构到达测量目的地后，输出高频脉冲方波依次激励各发射电极，在所有发射电极被顺序激发一次后，完成棒束通道内既定位置的一帧截面测量。本发明利用在棒束通道内灵活运动的棒束机构来带动传感器机构与棒束通道内壁分离后，灵活定位进行流体相场和浓度场的三维测量。

摘要： 本发明公开了一种基于辅助网格的内流道截面流场提取方法、设备及介质，属于计算流体力学领域，包括步骤：S1，根据内流道几何信息，绘制指定截面上的辅助网格；S2，建立从辅助网格顶点到计算网格单元的映射关系；S3，将计算网格顶点的流场插值到辅助网格顶点；S4，输出截面辅助网格上的流场值。本发明通过辅助网格直接定义内流道截面，适用于任意几何形状的内流道。同时，避免了传统方法复杂费时的相交求解和面网格构造过程，采用局部流场插值方法，实现了内流道任意截面流场高效提取。

摘要： 本发明提供了一种载人航天器舱内流场与温度场松耦合计算方法，用以在确保计算精度的同时，提高载人航天器舱内热环境计算流体力学数值预测过程的计算速度，包括以下步骤：步骤一，在第一时间步长内，将载人航天器舱内的流场与温度场同时进行耦合迭代计算；步骤二，在第二个时间步长内，将流场视为瞬态固定而对温度场进行迭代计算；以及步骤三，基于第一时间步长和第二时间步长，循环进行迭代计算直至求解结束。因此，本发明不但提高了载人航天器舱内热环境CFD数值计算效率，还进一步节省了计算时间并保证计算精度。

摘要： 本发明涉及一种用于结晶器内流场研究的结晶器模型及结晶器流场模拟方法，属于连续铸钢技术领域。本发明的用于结晶器内流场研究的结晶器模型，包括结晶器本体，结晶器本体的顶部设有浸入式水口，该浸入式水口与入水管相连，结晶器本体的底部设有出水口，且结晶器本体的内部设有流量分配器。本发明通过在结晶器模型内添加一个流量分配器避免模型出口处产生的涡流对结晶器内流场的影响，从而使得结晶器内的流场更加准确。然后采用有限元软件包ANSYS，建立结晶器内的钢水流动模型，模拟出各种工艺条件下的结晶器内钢液的流场，对水模拟实验结果进行验证比较；最后利用水模拟实验结果及数值计算结果，结合现场实际，对工艺操作参数进行优化设计。

摘要： 本发明提供一种室内流场中液态颗粒物检测方法，涉及液态颗粒物检测技术领域，包括：制备荧光剂标准溶液；在室内播散荧光剂标准溶液以形成液态颗粒物；在室内的采集点设置采集单元，经过预设时长，利用采集单元制备待测溶液；检测待测溶液的荧光强度。在室内，如客室播散荧光剂标准溶液，以形成含有荧光剂的液态颗粒物，利用制成的液态颗粒物来模拟正常情况下室内的液态颗粒物的运动情况。然后在采集点利用采集单元采集沉降的液态颗粒物，并制成待测溶液。检测待测溶液的荧光强度，基于此可以简单快捷地判断采集点是否有液态颗粒物沉降以及沉降的多少。

摘要： 本发明公开了基于空间立体丝线阵列的风洞内流场状态检测装置和方法，装置包括与风洞直径相同的两个圆环，两个圆环垂直于风洞轴线放置于风洞中，两个圆环之间由数根杆相连，相同水平高度的两个杆间连接有若干塑料支撑线，每一根支撑线上固定有用于检测流场的丝线。本发明可为风洞内流场探测实验等提供可靠的立体的非接触式检测方法，对飞行器的研制和流场的探测具有重要意义。

摘要： 一种用于绝热材料烧蚀性能测试的内流场测试装置及方法，属于绝热材料性能测试领域，其特征在于：包括燃气掺混段和收缩段；燃气掺混段与收缩段均设置为中空腔体；燃气掺混段与收缩段的侧壁内均设置有冷却夹套；收缩段的前端内壁上设置一试样安装槽。将被测试样安装到测试装置内部，被测试样表面烧蚀环境相对稳定，可有效隔绝外界环境对材料评估的影响；通过控制燃气组分，实现燃气环境和烧蚀时间的精准控制，构建更加贴合实际的烧蚀环境，实现燃气环境的等效；可高效实现被测试样的有效安装和发动机燃烧室的有效冷却，试验重复性好；以气氧煤油液体火箭发动机为设计理念，实现了测试装置的小型化，使得测试装置的费用和试验成本大大降低。

摘要： 本发明提供了一种可调节模腔内流场状态的压铸模具，属于压铸模具技术领域，包括：模具体，其设置有型腔以及浇口，所述浇口与所述型腔连通；排气孔组，其设置于所述模具体并与所述型腔连通，所述排气孔组可将所述型腔内的气体排到外界。还提供了一种压铸工艺，属于压铸工艺技术领域。本发明的有益效果为：在型腔的重要区域设置排气孔，在排气孔处安装吸气装置，在压铸充型过程中，根据工艺的具体需要，通过对不同排气孔进行快速抽气，调节型腔内的气流状态，从而引导金属液依次进入到指定区域，实现调控不同区域的金属液充型顺序和充型状态，有利于改善压铸充型过程状态，从而获得组织致密和性能优良的高质量压铸件。

摘要： 本申请提供了一种用于工业规模生物反应器内流场环境缩放设计的方法，包括输入、静态模拟、动态模拟，输出；在所述输入步骤中，输入内置参数和条件参数；在所述静态模拟步骤中，对所述内置参数和条件参数进行计算，得到静态模拟结果；在所述动态模拟步骤中，对所述静态模拟结果、内置参数和条件参数进行循环迭代直至所述循环迭代终止，得到动态模拟结果；在所述输出步骤中，输出所述静态模拟结果和动态模拟结果；本申请还提供了一种采用了上述方法的系统。本申请提供的缩放设计方法及系统可实现对于发酵过程中关键代谢参数动态变化的观测。

摘要： 本发明公开了一种非稳态流动条件下棒束通道内流场测量系统及方法，包括控制系统、电路转换器、函数发生器、二极管泵浦连续激光器及CCD高速相机，其中，控制系统的输出端经电路转换器及函数发生器与CCD高速相机的控制端相连接，二极管泵浦连续激光器及CCD高速相机正对待测量通道，且二极管泵浦连续激光器发出的激光经待测量通道后入射到CCD高速相机中，其中，所述待测量通道为透明结构，且待测量通道内液体中含有示踪粒子，该系统及方法能够准确测量通道内流场。