计算流体力学在温室通风中的应用研究

计算流体动力学（CFD）作为一种模拟仿真工具现已广泛应用于研究各种传递过程,包括流体流动、传热和传质等。综述国内外有关CFD的发展现状,介绍其在温室自然通风和机械通风中的应用研究,展望CFD模拟技术的发展及应用前景。     

基于CFD的汽车外流场数值模拟的发展概述

介绍了国内外在应用计算流体力学(Calculation Fluid Dynamics)对车身外流场数值模拟的研究发展状况.如今,国外CFD软件正朝全自动划分网格、高速高精度的计算方面发展,而国内对CFD的研究发展还处于一个初级水平.归纳了可用于汽车外流场数值模拟的方法及特点,最后指出了汽车外流场数值模拟目前面临的主要问题和发展趋势.     

CFD 技术在温室通风中的应用

近年来,随着计算机性能和技术的改善,计算流体力学成为研究温室动力学的一种新的有力工具。为此,综述了国内外有关CFD在温室自然通风和机械通风中的应用研究。研究资料表明,CFD在温室研究中的应用从简单到复杂,模拟结果与可获取的实验数据之间一致性较好;CFD作为计算模拟工具,在温室研究领域中有着广阔前景和实用价值。CFD在温室研究中的运用将导致温室在设计、运作（操作）和控制策略发生革命性的变化。     

基于CFD的汽车外流场数值模拟的发展概述

介绍了国内外在应用计算流体力学（Calculation Fluid Dynamics）对车身外流场数值模拟的研究发展状况：如今，国外CFD软件正朝全自动划分网格、高速高精歧的计算方面发展，而国内对CFD的研究发展还处于一个初级水平．归纳了可用于汽车外流场数值模拟的方法及特点，最后指出了汽车外流场数值模拟目前面临的主要问题和发展趋势．     

CFD在温室领域的国内外研究现状

CFD(计算流体动力学)作为一种成熟的工程设计工具,正越来越多地应用于农业建筑工程研究中。为此,全面地介绍了应用CFD模拟温室内、外部环境和控制设备间的相互关系的历史和现状,给出了目前已出版的相关论文中得出的主要结论,指明了CFD在将来温室控制和优化领域的发展方向。     

基于CFD数值模拟方法的日光温室建模研究

随着计算机软件技术的发展,CFD计算流体数值仿真模拟被广泛地应用到实际工程中,但是在农业方面的应用还比较少。CFD通过建模和数值仿真模拟可以对真实环境的尺寸以及外形进行数值建模,能够模拟真实环境的温度、压力以及速度场等参数,并将模拟结果进行二维和三维立体呈现。运用CFD数值模拟技术,以温室的生长环境为例,对温室通风前后的温度以及湿度情况进行了数值模拟仿真。通过计算发现温室最高温度由通风前的307K降低到了304K,有了明显的改变,验证了数值模拟计算机的准确性。通过对湿度的CFD数值模拟仿真发现,进行通风之后气体流动性比较好,没有出现热空气的集聚现象,非常有利于农作物的生长,从而为日光温室农作物生长环境的研究提供了理论参考。     

迷宫滴头CFD模拟精度影响因素的正交试验分析

近几年出现的计算流体动力学(CFD)数值模拟方法已经成为滴头研究中的重要手段.在利用FLUENT求解器对迷宫滴头流道内流场进行CFD数值模拟时发现:当对求解器进行不同设置时,CFD模拟精度存在较大差别,因此有必要对影响滴头CFD模拟精度的主要因素进行分析,找出合理设置求解器的方法,以便CFD数值模拟可以取得理想的模拟精度.利用FLUENT软件对迷宫滴头流道内流场进行了数值模拟,并与实测结果进行对比,对影响滴头CFD数值模拟精度的主要因素进行了正交试验分析,研究了网格单元尺寸、CFD计算模型和近壁面处理方式对CFD模拟精度的影响特性.找出了能使CFD数值模拟取得理想精度的求解器设置方法.     

CFD在食品储运设备研发中的应用

合理的流场是保障食品储运品质的关键因素之一。计算流体力学(CFD)在分析食品储运设备流场、优化设备内部结构等方面提供理论基础。通过查阅相关文献资料,介绍了CFD求解的基本理论,着重分析了CFD在国内外冷藏库和冷藏车研发中的应用研究现状,探讨了CFD模拟过程中的一些问题,提出了CFD在食品储运设备研发中应用的建议和趋势,包括提高模型科学性、提高网格质量以及选择合适的求解模型等。研究结果对运用CFD进行食品储运设备的研发有一定的指导意义。     

CFD数值模拟技术在温室环境因子调控中的应用

为了给作物提供适宜的生长环境，使作物免受外部气候条件的影响和虫害的入侵，控制温室内部的微环境十分重要。温室内部的微环境包括温度、湿度和通风速率等环境因子，对作物生长起着至关重要的作用。计算流体力学（CFD）作为一种数值模拟仿真技术，近年来已经广泛用于温室内微环境的模拟，利用CFD对温室内微环境进行模拟，实现温室内流场分布的可视化，有利于优化和改善环境调控措施。讨论了近年来国内外有关CFD在温室通风降温中的研究概况，介绍其在温室微环境模拟中的发展现状、面临的挑战及未来的应用前景。      

内燃机工作过程数值模拟中的CFD

本文简要介绍了内燃机工作过程数值模拟和内燃机CFD的发展历程,并介绍了内燃机CFD的各个组成部分和缸内紊流流场的基本算法,最后指出了内燃机CFD的发展趋势。     

基于逆向工程的双吸离心泵三维建模及数值模拟

利用目前最新的多尺度激光扫描技术手段获取大型双吸离心泵全方位的真三维数据,建立双吸离心泵的三维可视化模型。该技术在用于获取复杂外形实体数据时比传统测量方法更为精确和快速。泵的真三维模型数据成果,可用于泵的逆向工程建模获取CAD模型,进行全方位立体三维展示和工业制造;还可通过对泵的过水部件的水体模型提取,进行计算流体动力学(CFD)分析,用于泵水力结构的优化设计。     

室内置换通风与混合通风的效果对比

通过采用试验验证了的计算流体动力学模型开展数值模拟,从热舒适性和室内空气品质两方面,研究在商业厨房环境采用置换通风方式和混合通风方式的性能差异.研究发现,使用置换通风系统能够在不增大空调系统工作负荷的情况下,降低室内温度.在同样室内条件下,混合通风系统气流速度平均约为置换通风速度的2倍左右,并且上升下降气流相互交叉运动,气流相对不均匀.置换通风系统温度分布有明显的分层现象,从下到上逐渐递增,且大概在人呼吸的高度有较合适的温度值.其次,置换通风在呼吸区的空气质量,通常比在一个同样气流速度运行的混合系统要好.且在厨房环境中,呼吸区的平均空气年龄均小于100 s.通过适当的设计,置换通风能保持良好的热舒适环境,空气流速一般低于0.3 m/s,头和脚踝的温差小于2℃,呼吸区不满意百分数小于15,可以在人体所在区域提供更好的空气质量.     

基于CFD的分段翼型控制研究

为提升流体机械在非设计工况下的性能,借鉴飞行器起飞阶段通过调节前缘缝翼来提高升阻比的思想,设计了一个可调前缘缝翼的分段翼型.利用稳态CFD模拟建立输入变量（前缘缝翼的偏转角度、重叠量和缝道宽度参数）与输出变量（翼型升阻比）之间的数值模型,通过遗传算法以不同攻角下最高升阻比为目标对各个参数进行寻优,建立了来流攻角与最优缝翼位置间的对应关系,从而为实现流动的主动控制提供理论依据.对分段翼型的研究表明：应用遗传算法优化缝翼参数能提高计算效率,其计算次数仅为全部计算的40%左右.优化的缝翼参数有效地改善了翼型的气动性能,与原始翼型相比通过调整前缘缝翼位置提高了其在大攻角下的升阻比,可为设计多工况高效流体机械提供参考思路.     

黏度对凸轮转子泵效率影响的数值分析

为了研究输送介质黏度对凸轮转子泵效率的影响,运用三维造型软件建立三叶凸轮转子泵的参数化模型,采用尺寸函数对转子泵模型进行网格划分,并对转子附近区域进行网格加密.采用RNG k-ε湍流模型、动网格技术对转子泵进行数值模拟,得到不同输送介质所对应的转子泵效率,并探讨介质黏度对转子泵的效率影响.结果表明,当进出口压差从0.1 MPa增至0.6MPa时,不同黏度介质所对应的容积效率均呈下降趋势,但黏度较大（〉250 cP）的流体介质对压差的敏感性较小.当压差不变,转速从200 r/min增至600 r/min时,低黏度流体介质（〈100 cP）的容积效率得到明显提高,而高黏度流体介质变化幅度不大.不同黏度的流体达到最高效率时所对应的工况不同,黏度较大的流体介质达到最高效率时转速较低.     

后置灯泡式贯流泵装置水力模型

为了能够满足在南水北调东线一期工程中低扬程大流量工况的要求,针对南水北调金湖等泵站研制开发的贯流泵装置水力模型,利用FLUENT软件进行了CFD流场计算分析,并进行了反复试验和优化设计.经过江苏大学初试和河海大学复试,结果基本相符.模型在2.82 m扬程下,流量为342 L/s,效率达到79.05%,汽蚀比转速为1 105;装置模型流量大,效率高,综合性能指标达到南水北调工程经国际招标的同类装置模型的先进水平;在3 m扬程下和相同性能的立式轴流泵相比,效率约提高5%,流量提高10%以上,综合性能优势明显.     

基于CFD分析两种散热器数值仿真

建立了外形尺寸相同的管片式散热器和管带式散热器空气侧通道的稳态紊流数学模型.对两种不同类型散热器的阻力特性和表面传热特性进行CFD(计算流体力学)模拟,模拟结果与试验结果符合较好.对数值仿真结果进行分析对比,结果表明同尺寸下管带式散热器的空气侧阻力略大于管片式散热器,但其散热性能与原件相比得到了很大的提升.     

基于Fluent的串接组合式迷宫螺旋泵数值模拟

通过Gambit完成流域的三维造型和网格划分,应用计算流体力学Fluent软件,采用多重参考系（MRF）方法,基于RNG k-ε双方程湍流模型和SIMPLEC算法,对泵内三维单相流场进行数值模拟.提出一种新型结构的迷宫螺旋泵,探讨了环槽宽度、环槽深度对新型结构泵性能的影响,确定最优设计参数,结果表明：环槽宽度、环槽深度分别为4,3 mm时泵性能最佳.通过分析模型的压力分布、速度分布、湍动能分布,研究泵内流体的流动和能量交换,对比分析2种模型泵的水力性能.分析表明：与原模型泵相比,新模型泵增压幅度和增压速率明显较大,螺旋环进口处增压速率高于螺旋环内部增压速率;转子流域内流体速度明显高于定子流域,间隙中面上存在强烈的质量和动量交换;流体增压速率与湍动强度有关,流体湍动强度越大,增压速率越大;新模型泵性能优于原模型泵,在最高工况点,扬程同比增加约3.42 m,水力效率提高约0.85%;流量大于最高工况点流量,新模型泵的效率明显高于原模型泵.