电控汽油喷射器内部流场的数值仿真研究

建立某型汽油机喷油器喷嘴内部的三维计算模型,运用CFD软件对喷油器球阀处于不同升程条件下喷嘴内部流动进行模拟计算,得到了喷嘴内部的压力分布和喷孔出口的速度变化等规律。计算结果可为后继喷雾场研究提供边界条件,对喷油器的结构优化设计具有指导意义。     

双排高立式尼龙网阻沙障与草方格固沙障的优化配置及防沙效益

[目的]针对双排高立式尼龙网阻沙障与草方格固沙障联合应用,开展风洞试验研究,以优化联合沙障中尼龙网阻沙障孔隙度配置及探究各孔隙度下联合沙障的防沙效益。[方法]基于风洞模拟试验数据,开展不同孔隙度(40%,45%,55%)联合沙障,在不同风速下的风速流场、空气动力学粗糙度、摩阻风速、输沙率随高度和阻沙率方面的变化特征研究。[结果](1)相同风速下尼龙网阻沙障孔隙度40%时,联合沙障弱风区面积最大;(2)随着尼龙网阻沙障孔隙度的增大,空气动力学粗糙度和摩阻风速减小,相同风速和相同位置时,40%孔隙度下联合沙障空气动力学粗糙度和摩阻风速值最大;(3)风速增加地表输沙率也增加,联合沙障内部与背风侧输沙率随高度增加呈指数型递减,输沙主要集中在0～12 cm高度内;(4)风速大小与沙障阻沙率呈现负相关变化;阻沙率与孔隙度之间也呈负相关关系,孔隙度为40%的联合沙障具有较高阻沙率;双排高立式尼龙网阻沙措施与草方格固沙措施联合之间还存在阻沙率叠加。[结论] 40%孔隙度的双排高立式尼龙网和草方格的阻固联合可以实现较优的配置与防沙效益。     

配合间隙对直线共轭内啮合齿轮泵流场特性的影响

直线共轭内啮合齿轮泵是液压系统中的关键组件,因其高效的压力输送特性而广泛应用于工程领域。本文采用计算流体动力学模拟方法对直线共轭内啮合齿轮泵进行研究,分析轴向间隙和径向间隙对齿轮泵泄漏和流场的影响。研究结果表明：配合间隙的变化对齿轮泵的流场特性产生广泛影响,轴向间隙是引发泄漏的主要因素,约占总泄漏量的80%;当轴向间隙由0.03 mm增加到0.07 mm后,输出流量减少20.81%,平均压力下降33.15%,空化产生的气体体积分数增加0.021;而设置相同径向间隙后,输出流量仅下降0.69%,平均压力下降2.76%,空化产生的气体体积分数增加0.005。此外,导致泵内流速变化的主要配合间隙是轴向间隙,适当减小轴向间隙可提升泵内的流体速度,从而提升泵的整体效率。     

泵站进水系统三维水动力特性数值模拟研究

【目的】研究泵站进水系统结构对水泵进水流场的影响。【方法】基于Fluent平台,假定水流为不可压缩湍流流体,在满足连续方程和动量方程的基础上,引入RNGk-ε紊流模型,对改造前后泵站进水系统进行了数值模拟,采用适于稳态流场的收敛速度更快的SIMPLEC算法,利用有限体积法进行空间离散求解,分析了不同断面的流场流速、流速旋角及流线分布,对比分析了改造前后泵站进水系统的水动力指标。【结果】改造方案各水动力指标均小于改造前方案,进水池流速标准差减小了6%～64%,进水管进口流速标准差降低了41%～96%,平均流速旋角减小了60%～73%,流速旋角标准差降低了59%～72%,水流流态分布趋向均匀,水泵进水条件明显改善。【结论】改造后泵站进水系统流速分布较均匀,流态趋于平稳,对减轻泵站机组汽蚀破坏有重要意义。     

双向侧风木材干燥窑内流场的数值模拟与优化

为适配海运木材干燥特点，提出双向侧面通风的干燥方法。应用Fluent软件对不同送风速度下的干燥窑内流场进行模拟，并在此基础上改变干燥窑结构，研究木材堆与墙壁间的气道宽度对干燥窑内流场的影响。结果表明：双向侧风干燥窑流场均匀性良好，但干燥窑中间层和循环末端的木材堆风速偏低。通过对比8 m/s和12 m/s送风速度下干燥窑内部流场，得出当送风速度为12 m/s时，干燥窑内风速满足1～3 m/s这个理想区间，加大送风风速可改善流场均匀性。此外，加宽气道可使中间层风速变大，并提高整体风速，但这种变化趋势存在拐点。研究得到的相关结果可为海运木材干燥窑的搭建提供设计参考。     

流固耦合作用对离心泵内部流场影响的数值计算

采用双向同步求解的方法对离心泵内流场和叶轮结构响应进行联合求解,研究了叶轮流固耦合作用对离心泵内部流场的影响.流场模拟基于Reynolds时均化N-S方程和标准k-ε两方程湍流模型,采用多重坐标系法;结构响应基于弹性体结构动力学方程.并将计算所得的流道网格变形、流场静压和速度的分布以及径向力等结果与非流固耦合计算的流场进行对比分析.分析结果表明,流固耦合作用使得流体和固体区域计算网格发生微小变形,这不仅会改变流体对固体载荷的分布,而且会影响结构对流体的做功作用,从而影响流场的分布;叶片相对隔舌不同位置时,叶轮出口处和蜗壳流道内流场的静压分布变化趋势不同;流场速度变化主要出现在叶片和叶轮出口附近;各时间点上径向力的大小和方向变化较明显.     

基于流场数值模拟的高速磁力泵汽蚀性能研

为了改善高速磁力泵的抗汽蚀性能,在泵吸入口处设置导流栅.建立了吸入口设置导流栅和未设置导流栅的两种模型,采用Fluent软件对高速磁力泵内流场进行数值模拟,给出了各自内部压力分布以及粒子流动迹线图.通过两组数据的比较,得到了内部流场的主要特征,模拟表明高速磁力泵吸入口设置轴向可变位导流栅可以有效提高抗汽蚀性能.数值模拟与高速磁力泵真机的试验对比表明,两者几乎一致,为高速磁力泵的改进设计提供了一定的理论依据.     

盒式气调包装机气体置换结构内部3-D流场的模

气体置换装置是气调包装机的核心部件.以盒式气调包装机中2种典型气体置换装置结构为研究对象,建立了2种气体置换结构的物理模型和包装盒内气体流场分析数学模型,应用Fluent软件对包装盒内的气体流场进行三维数值模拟.建立了保证气体置换质量的包装盒内三维流场评价指标,分析了气体置换装置充、排气孔的结构布置与排列方式对气体置换性能的影响.结果表明,与传统结构相比,新设计结构在气体置换率、流场静压分布、气体平均流速以及耗气量等方面均具有更佳的性能.     

发酵床网上养殖肉鸭舍春季环境参数监测及通风策略模拟优化

中国作为世界上肉鸭出产最多的国家，近年一直在提倡对肉鸭进行集约化和规模化养殖。而最近兴起的一种新型的发酵床网上养殖模式，通过地面铺设生物垫料用来发酵分解粪便，能有效避免水禽与粪污的接触，减少病原微生物的感染与传播机会，提高鸭舍内的空气环境质量。对发酵床网上养殖肉鸭舍内的温湿度进行测试，使用三维建模软件建立了鸭舍的等比例模型，使用fluent软件对鸭舍内的气流场进行环境模拟，为使鸭舍内环境达到适宜肉鸭成长的范围，使鸭舍内的气流组织更加均匀，引入了不均匀系数，且以不均匀系数<0.2为目标，针对鸭舍内气流组织形式不均匀的问题，采用优化通风策略的方法来解决。实地测试数据为，测试期间(2022年3月18日00:00至2022年3月25日00:00),鸭舍内气温9.34～23.77℃,舍内外平均温差6.75℃;舍内平均相对湿度80.66%,低于舍外；对鸭舍的实际情况进行仿真计算后发现，与实地测试数据相比，平均相对误差仅为3.58%～4.07%,说明该研究所建模型的数值模拟与试验数据具有很好的一致性。但模拟结果显示，原有的通风策略并不能满足鸭舍内气流组织均匀性的要求，鸭舍后半部分的空气流动几乎...     

液压高速开关锥阀流场仿真特性研究

为了探究高速开关锥阀的静动态特性,在ANSYS Workbench中的Fluent模块进行模型导入、网格划分、边界条件定义、参数设置、求解和后处理,得出静动态仿真中的压力特性和速度特性。动态特性仿真使用动网格中重叠网格的计算方法,在Spaceclaim中建模并通过Fluent求解。静态仿真阀口位置和下游流道位置处的速度迹线反映了不同流体微元的运动轨迹;动态仿真结果显示:(1)能量利用率为37.5%时对应的阀芯升程绝对速度为0.6 m/s,该时刻开关阀的动态响应特性最佳;(2)开关数字阀开启运动时,出口最大速度大于进口最大速度;(3)开关阀在开启运动工况下,进口最大流量大于出口最大流量,这和下游流道涡流能耗有关。