农田水循环及水化学演化规律仿真

利用Fluent仿真模拟技术及同位素示踪方法，对农田水的流动和分布进行了仿真模拟。设置了Fluent同位素标记组分输运模型，并在边界条件中输入了农田水流动参数，包括水的黏度、渗透压力以及水流平均速度等。利用同位素18O示踪法模拟了水流的流动状态，利用反向水文地球化学模拟技术预测了农田水的化学演化规律，为农田水污染治理提供了理论依据。      

热水循环加热厌氧反应器稳态数值模拟分析

对于厌氧发酵系统,温度分布是否均匀是影响产气效率的关键因素。通过在10 L厌氧反应器中分别对水和TS为12.4%(质量分数)的发酵料液进行加热的热平衡试验,运用Fluent软件对厌氧污泥传热特性进行仿真模拟,通过传感器监测温度变化,得出水的温度分布与高TS料液有很大差异,而且在没有搅拌装置的情况下进行高TS料液的传热仿真,不能将其物性参数默认为水。在对水进行传热仿真时发现,对于低TS料液进行仿真要考虑料液间的对流换热,因此需调用Boussinesq假设,调用该假设后,模拟与试验最大误差仅为4.2%。对换热管壁面厚度设置作出分析并得出:在Fluent中设置虚拟壁面与在Gambit中直接绘制壁面模型具有相同效果,而前者可以简化模型并减少计算时间。此外,在进行高TS仿真时发现最适合这种热水循环加热系统的湍流模型为可实现k-ε模型(Realizable k-ε)。     

径向配油内啮合齿轮泵内部流场特性分析

为分析径向配油内啮合齿轮泵的内部流场特性,利用CFD软件Fluent对径向配油内啮合齿轮泵流场进行了数值模拟,得到了径向配油内啮合齿轮泵内部流场压力场分布以及速度场分布的变化规律,获得了该齿轮泵流量脉动的变化规律,为径向配油内啮合齿轮泵的研究和优化设计提供了理论依据。     

乳化剂与内水相镁盐浓度对油包水乳液稳定性的影响

研究并讨论了内水相镁盐与疏水乳化剂PGPR对油包水(W/O)乳液稳定性的影响。制备W/O乳液的油水质量比为3∶2,油相中疏水乳化剂聚甘油蓖麻醇酸酯(PGPR)质量分数为0.5%~2.0%,水相中Mg Cl2·6H2O的质量分数为0~12.0%。采用Turbiscan Lab Expert稳定性分析仪分析了W/O乳液贮藏14 d过程中的整体稳定性。结果表明:在14 d贮藏过程中,液滴的聚沉和沉淀会导致乳液失稳。提高疏水乳化剂PGPR和镁盐的浓度可提高W/O乳液的稳定性。对W/O乳液的粒径分布及油水两相界面特性进行分析,发现W/O乳液稳定的机制在于乳液粒径的减小以及油水界面张力的降低。此外,油水两相界面粘弹性也在一定程度上改善了乳液稳定性,油水界面膜粘弹性随着镁盐浓度的增加呈现先上升后下降的趋势。     

基于热气固耦合的涡轮叶片仿真分析

笔者采用热气固耦合仿真分析的方法,对某涡轮叶片进行了仿真分析.通过Fluent流场仿真得出涡轮叶片的温度、压力分布,再通过Workbench将温度载荷、压力载荷、离心载荷进行耦合,并通过添加载荷约束得到涡轮叶片在复杂环境下的应力、应变结果,从而确定涡轮叶片的危险截面,为后续涡轮叶片寿命预测、适时检修提供有力支撑.     

基于CFD技术的玻璃温室加热环境数值模拟

提出采用CFD技术数值模拟温室热风供热条件下的温度环境三维场分布.采用标准R-ε湍流模型和PSIO算法的有限体积法对流场微分方程进行离散,并考虑辐射模型,选择Fluent软件进行温室加热环境的模拟与仿真.通过在Venlo型玻璃温室中试验现场采集关键点温度数据,与仿真结果比较的均方根误差为0.67 K,且在温室内温度场的总体趋势是一致的.验证了建立CFD模型的正确性,以及采用Fluent软件进行夜间热风加热条件下的温室热环境数值分析是可行的.     

冷藏车水产品堆栈方式对温度场的影响

水产品具有较高经济效值,维持冷藏车厢温度均匀、保障水产品品质以提高冷藏车运输效率成为当前重要的研究课题,其中货物堆栈方式是一个重要的研究方向。以上出风、上回风式水产品冷藏车为对象,通过ANSYS16. 0中的Fluent模块,模拟得到了制冷装置下方分别装载高度为0、0. 533、1. 066、1. 6 m货物时厢体内部温度场的分布状况,并对比了4种堆栈方式下货物表面、横截面以及纵截面温度云图。结果发现,温度沿车厢长度方向呈倒"C"形分布,即靠近车厢前下部和后下部区域温度较高;在制冷装置下方堆栈货物会对温度场分布均匀性产生显著影响,堆栈方式a即堆栈高度为0 m时,温度场分布均匀性最佳,货物区温度均在5℃以内,最大温差在2℃以内。对比试验结果和模拟结果,两种结果最大均方根误差小于0. 5℃,平均相对误差最大为7%。     

全接触波浪形冷板及逆向流动对电池温度分布影响

建立了锂离子电池水冷结构的初始模型,利用计算流体力学(CFD)理论,用Fluent软件对温度和流场进行了模拟。根据仿真结果,考虑到流体输入速度和流体输入方向2个因素,进行了多目标优化。以最大电池温度和最大温差最小化为目标,经过多次迭代后得到局部最优。流体输入速度应为0.02 m/s,流体输入方向为异向流动。与原模型相比,优化后的模型最大电池温度降低为300.214 K,降低了8.36%,最大温差降低为0.203 K。     

槽式抛物面太阳能聚光集热器供热厌氧反应器研究

应用能量密度较高的槽式抛物面太阳能聚光集热器(PTC)为厌氧反应器提供热源,确定装置中重要单元的尺寸,并进行了反应器内部能量平衡的计算,得出8 m~3的地下厌氧反应器内最大2处负荷分别为进料热损失与发酵物料散失热量,分别为16 077.31 k J/d和23 180.01 k J/d。通过计算得出相应的聚光集热器的关键参数,确定光孔宽度b为2.4 m,焦距f为0.6 m,集热板面积为4.16 m~2,集热管直径为0.016 8 m。应用流体力学模拟软件Fluent对反应器内整体的传热效果进行模拟,仿真结果表明反应器内料液温度可维持在35℃左右。采用与设计参数相近的PTC系统和厌氧反应器进行试验验证,厌氧反应器内料液温度保持在33.6~35.8℃,与Fluent仿真结果基本吻合。     

基于无线传感网络的花生温室系统实验与数值模拟研究

利用广义回归神经网络原理建立了GRNN数值模型,并对无线传感器进行网络布控,利用PC单片机设计了声控自动化测量电路.实现了花生大棚温度测量的自动化控制.本文采用GAMBIT数值建模软件建立了花生大棚的仿真实验模型,并利用FLUENT软件对花生温室大棚的温度调节过程进行数值仿真模拟,得到了花生大棚温室内的温度分布云图和温度变化曲线,将数值仿真模拟结果和无线传感器测量结果进行对比发现,数值仿真和实验结果基本吻合,从而保证了无线传感器测量的准确性,为花生农业生产现代化研究提供了技术支持.     

超级棕榈液油基香辣酱的冷冻稳定性研究

对不同熔点(8、12、18和24℃)的超级棕榈液油与大豆油或菜籽油混合,制成的混合油在冰水浴0℃条件下进行冷冻性能研究。菜籽油与超级棕榈液油混合油的冷冻稳定性优于大豆油与超级棕榈液油混合油。将通过冷冻试验的混合油应用到香辣酱中,并对超级棕榈液油基香辣酱的冷冻稳定性进行了研究,得出的结论是:超级棕榈液油基香辣酱中最适宜的混合油的比例是:菜籽油与超级棕榈液油(12℃)=8:2或菜籽油与超级棕榈液油(8℃)=7:3。     

基于Fluent流场分析的拖拉机齿轮泵结构优化设计

由于工作压力和成本相对较低,齿轮泵被广泛用于农业机械中,包括拖拉机、收割机等机械的液压传动系统中。为了准确地捕捉拖拉机齿轮泵内流场的变化,将Fluent仿真软件引入到了齿轮泵的仿真模拟计算过程中,并采用UDF编程动网格技术对齿轮泵进行动了态数值模拟,分析了齿轮泵在齿轮旋转情况下的内部流场的变化。数值仿真模拟计算结果表明:采用Fluent软件和动网格技术,可以实现拖拉机齿轮泵的动态仿真模拟过程,且采用软件模拟的镜像技术可以有效地降低计算量,提高计算精度,为新型拖拉机齿轮泵的结构优化设计提供了借鉴。     

水润滑高速动静压滑动轴承数值模拟

采用有限元法求解壁面定律和Reynolds方程,对水润滑高速动静压滑动轴承进行了数值模拟分析.研究紊流状态水介质润滑条件下的动静压轴承三维压力分布、温度场分布及动特性系数,分析高速高压水润滑条件下的动静压轴承与油润滑条件下的动静压轴承不同的液腔压力分布、温度分布等特性.     

混凝土二维随机骨料模型的改进

在越来越高的模拟精度要求下,针对随机骨料结构中粒径分布控制和黏结界面层生成环节中存在的问题,基于Walraven公式推导出改进的骨料分布函数,就椭圆形骨料和任意凸多边形骨料提出生成均匀界面层的方法,有效提高随机骨料模型的仿真程度,为混凝土细观数值模拟研究提供更优质、更合理的骨料模型。     

海水淡化泵水润滑轴承间隙的优化设计

针对海水淡化高压泵水润滑轴承存在的润滑问题,设计了6种不同轴承半径间隙的水润滑轴承;用三维造型软件Pro/E建立了滑动轴承内部三维流动水膜数学模型;利用Fluent 6.2进行非结构化六面体/楔形网格划分,采用RNGk-ε湍流模型和SIMPLE算法,对不同轴承半径间隙内水膜的三维流场和同一轴承半径间隙不同偏心距下的水润滑轴承的动特性进行了模拟,得到了轴承内部动压力分布以及流量、承载力、刚度与轴承半径间隙之间的关系.结果表明,所研究的水润滑轴承在半径间隙为0.2 mm时性能最佳.模拟结果可以对水润滑轴承的润滑特性进行预测,可为高压泵水润滑轴承的优化设计和安全运行提供参考.     

固定床气化炉中心管配风压力场数值模拟

气化剂配风工艺的改变可对气化过程中炉内温度产生影响,经过对比测温实验得到中心管配风工况下床层温度高于双层配风工况。应用Fluent软件对不同配风工艺下气化炉压力场进行模拟分析,根据燃烧学理论找出热解层压力对气化反应的影响因素,结果表明:气化剂中心管供给降低了气化炉热解层区域压力,且该工况下床层压力分布较均匀。热解层压力降低可增加挥发分析出量,加快反应速率,提高炉内温度,从床层压力角度诠释了气化炉实验结果,最后通过误差分析方法检验了仿真结果的准确性。     

基于VOF的量水槽流场数值模拟

利用Fluent软件,采用VOF方法与标准k-ε紊流模型相耦合,对U型渠道平底抛物线形无喉段量水槽的流场进行三维数值模拟。通过建立不同渠槽模型,分析不同流量工况下沿程水面线及速度场分布,将数值模拟结果与实测结果、公式计算结果进行对比,结果表明,模拟值与实测值、公式计算值吻合较好。并应用该数值模拟方法对量水槽的流量公式进行了检验,为提高其测流精度提供一定的参考依据,为该量水槽结构设计与优化提供了新的思路。     

基于Fluent的重载植保无人机雾滴沉积特性的研究

以有效载荷为135kg的FBH-300T纵列式重载油动双旋翼无人机为研究对象，测量了飞机旋翼风场和喷头数据，并使用Fluent建立喷头在外流场中的仿真模型。采用计算流体力学(Computer Fluid Dynamic, CFD)的方法，对FBH-300T无人机飞行速度、侧风和载荷对飞机施药过程中雾滴沉积的影响进行了仿真计算和试验验证。结果表明：植保无人机的飞行速度、侧风和载荷都会影响雾滴的沉积分布，雾滴沉积受侧风的影响最大，其次为飞行速度，受载荷的影响最小；在0～2m/s的侧风和0～5m/s的飞行速度范围内，雾滴的穿透性和漂移变化不大；飞机从满载到空载的施药过程中，雾滴沉积特性基本不发生变化，符合田间试验结果。由此证明：使用Fluent开展植保无人机雾滴沉积特性的相关研究是可行的，能够为植保无人机雾滴漂移、运动及沉积研究提供参考。     

矩形无喉段量水槽水力特性数值模拟研究

利用Fluent软件,采用VOF法和κ-ε紊流模型对矩形无吼段量水槽水力特征进行三维数值模拟,得到沿程水面线及其流速分布规律,并将模拟结果与实测结果以及公式计算结果进行对比验证,结果显示,模拟结果与二者的吻合度较好.在确定模拟准确性的前提下,对其水力特性进行分析,为矩形无喉段量水槽的设计和优化提供一定依据.     

互插式连栋温室风压分布模拟分析

以CFD理论为基础,建立了互插式连栋温室周围空气绕流的数学模型,设定了流体的边界条件,运用Fluent软件对互插式连栋温室的风压分布进行模拟分析。模拟结果表明,风力对温室作用主要是向上的升力;风压系数沿温室跨度方向分布的数值模拟结果与风洞试验结果基本吻合;上风向和下风向风压系数沿温室高度方向呈二次曲线分布,相关系数分别为0.975和0.990;最后将模拟得到的风压系数转换成相应的风载体型系数,为结构优化设计提供参考。