数值模型结构不确定性对模拟结果的影响分析

以内蒙古鄂托克旗为例,基于GMS中的MODFLOW模块构建了地下水流数值模拟模型,分析了模型结构(含水层厚度、参数分区)与模型参数不确定性因素对模拟结果的影响.研究结果表明:含水层不确定情景(含水层下边界概化为隔水底板平均值870 m)与实际情况水头差值绝对值的累计和最大为701 m,对模拟结果起了主控作用;当含水层下边界概化为910,940 m时,累计和分别增加为1 013,1 593 m;与仅考虑单个不确定性因素相比,同时考虑模型参数与含水层不确定情景累计和最大为738 m,同时考虑参数分区与含水层不确定情景累计和最大为791 m.因此,在构建地下水流数值模拟模型时,应优先考虑含水层空间结构概化的合理程度,同时考虑多个不确定性因素对模拟结果的综合影响,使地下水数值模拟模型能更精确地反映真实的地下水流状况.     

拖拉机室内台架试验技术现状与展望

作为拖拉机研发的重要验证手段，拖拉机室内台架试验可方便高效地为拖拉机模拟各种工况下的性能表现。首先探究动力总成控制技术、负载模拟技术、试验数据处理技术和试验结果评价技术4种拖拉机室内台架试验关键技术，结合试验技术的最新研究进展，对4种技术进行详细的阐述和分析。接着从动力总成控制算法、负载模拟算法、试验数据处理方法、试验结果评价指标体系4个方面对拖拉机室内台架试验技术进行讨论与展望。最后得出对动力总成算法进行优化、提高动态负载模拟精度、保持试验数据处理方法的前沿性、对试验结果综合客观评价是拖拉机室内台架试验技术的发展趋势，以期为我国拖拉机室内台架试验技术的发展提供参考。     

园艺景观型香蕉树立式切片机设计与试验

提出一种香蕉树干回收利用预处理模式，并以此模式研发了一种香蕉树机械化切片、切散的预处理装置，该装置切片方案是由多把圆盘锯齿刀背刀交错布置于2条动力轴上，2条动力轴放置同一水平面且成一定夹角、相向转动，以此带动切片刀具相向转动切割。先利用CAD软件建立虚拟样机、仿真出几种典型的切片组合方案，再搭建切片物理样机，最后选取动力轴夹角、传送喂料速度、香蕉树干直径和切片刀具动力轴转速为试验因素，探究样机切片功率与各试验因素之间的影响规律。样机切片试验结果表明，该切片机构方案设计可行，影响因素试验结果可用，可为进一步香蕉树回收再利用的机具研发提供参考依据。      

不同送风和载物方式作用下冲击式速冻设备中虾仁冻结过程的比较

以明虾虾仁为研究对象,利用数值模拟结合实验验证的方法,研究两种送风方式(单侧送风和双侧送风)和两种载物方式(板带载物和网带载物)对虾仁冻结过程的影响,找到使虾仁冻结时间最短的送风和载物方式。研究发现:对于虾仁冻结来说,采用双侧送风+网带载物可以使虾仁表面流场流速更大,有利于提高换热效率,减少虾仁冻结时间,相对于其他送风方式和载物方式来说可缩短虾仁冻结时间的14%～25%;双侧送风有助于低速侧形成提高虾仁下表面流速的涡流,而网带载物可以避免在虾仁下侧面与网带交界处以及虾仁头部形成射流"真空区",上述均有助于提高虾仁表面风速,缩短虾仁冻结时长;但是冻结速度越快,虾仁冻结均匀性则越差。在本次实验中,虾仁内外最大温差出现在实验组D(双侧送风+网带载物),最大温差可达13.02℃。     

隔板长度对紧凑型高速磁力泵水力特性及叶轮径向力的影响

为探究蜗壳内隔板长度对紧凑型高速磁力泵外特性与叶轮径向力的影响,根据蜗壳型式及隔板长度的不同提出6种蜗壳方案.设单蜗壳为方案一,其余双蜗壳方案根据隔板长度从小到大依次设为方案二至方案六.采用ANSYS-CFX软件对不同工况下(0.8Q_d,1.0Q_d,1.2Q_d)各蜗壳方案泵内流场进行数值模拟,得到不同蜗壳方案的泵中心面静压分布云图,并进行径向力分析.采用方案四蜗壳作为泵实型样机进行试验,将试验值与计算结果进行对比.研究结果表明:相较于无隔板的单蜗壳泵,采用有隔板的双蜗壳泵有利于平衡叶轮径向力,在额定流量下单蜗壳在x,y方向的径向力最大分量分别为151.2,149.7 N,是双蜗壳方案四的1.5倍;随着隔板长度的增大,泵的扬程与效率均逐渐提高,叶轮径向力不断减小,3种工况下扬程的模拟值与试验值偏差均小于3.0%;试验表明数值计算结果具有可信性,研究结果可为紧凑型高速磁力泵在提高水力性能以及平衡叶轮径向力方面提供一定参考.     

叶轮与导叶叶片数匹配对井用潜水泵性能的影响

叶轮与导叶叶片数对泵的扬程、效率等都具有较大的影响。选取250QJ140型井用潜水泵作为研究对象,采用数值计算与试验相结合的方法,在叶轮与导叶叶片数组合变化下,对井用潜水泵的性能变化规律和内部流场分布进行了研究。基于不改变其他几何参数的原则,建立16组不同叶片数组合的两级井用潜水泵模型。采用ANSYS ICEM软件对各组模型分别进行了结构化网格划分,进而在ANSYS CFX商用软件中对各组模型进行了多工况定常数值计算。各组数值计算均选用标准k-ω湍流模型和标准壁面函数,获得了各组模型在不同工况下的性能预测值。通过各组方案性能预测值的对比可以发现:在额定流量工况下,当叶轮与导叶叶片数均为7时,井用潜水泵模型的效率最高。在小流量工况和大流量工况下,泵内的介质流动角度发生了变化。在小流量工况下,增加叶轮与导叶的叶片数可以提高叶片对于液体介质的整流,进而提高井用潜水泵性能;在大流量工况下,较少的叶轮与导叶叶片数更能减轻叶片对液体介质的排挤作用。将大流量工况下性能较好的方案6进行了样机制造和性能试验,结果表明,模型性能较好,在额定流量工况下,扬程预测值比试验结果低2.4%,轴功率预测值比试验结果低1.6%,效率预测值比试验结果高1.1%,数值预测结果与试验结果随流量的整体变化趋势一致,证实了本文中数值计算的准确性。     

离心泵叶片开槽抑制空化数值模拟

为了进一步提高低比转数离心泵的空化性能，提出在叶片压力面开槽的方法来抑制空化。针对离心泵运行过程中产生空化的流动特点，基于Kubota空化模型，采用SST k-ω模型对在相同工况下的离心泵中两相流动进行数值模拟与分析。模拟结果表明：叶片表面开槽后，离心泵各个工况下的扬程有所上升，在设计点扬程提高12.8%，同时效率提高4.2%。叶片开槽可以有效阻止低压区域向外扩张，改变压力的分布，对离心泵内各个阶段空化均有抑制作用。叶片开槽可以优化流场结构，使流道内的压力增加，减小空泡的体积分数。叶片开槽时离心泵叶轮内空泡体积在空化的各个阶段均小于无槽时叶轮内空泡体积，在空化发展阶段，开槽时空泡体积持续衰减。     

砾石覆盖条件下盐碱土边坡降雨侵蚀水动力学特征

为了探究砾石覆盖对盐碱土坡面侵蚀的减沙效应,通过室内模拟降雨试验,研究不同坡度和雨强条件下降雨径流水动力学特征及产沙受砾石覆盖的影响。试验坡度选取15°和30°,雨强选取92,119mm/h,坡面砾石覆盖度分别为0,10%,20%,40%,60%,80%,采用染色示踪法测定坡面径流流速。结果表明:不同坡度和雨强条件下,水流产沙率随坡面砾石覆盖度增大先增后减;雷诺数与弗劳德数均随砾石覆盖度增大呈先增后减的抛物线趋势,曼宁糙率、Dracy-Weisbach阻力系数、坡面径流剪切力和径流功率均与坡面砾石覆盖度呈线性正相关;径流功率预测产沙率效果较好,二者呈对数关系(R2=0.47)。     

木纤维脉冲-旋流气流干燥气固两相流分析及数值模拟

通过对脉冲-旋流气流干燥气固两相流分析及数值模拟的研究,采用欧拉-拉格朗日模型和计算流体力学软件Fluent对脉冲-旋流气流干燥机内部的气固两相流场进行了三维模拟,揭示脉冲-旋流气流干燥木质纤维的机理和传热传质特性。结果表明,加载物料后的气流速度变化明显,并且物料与气流速度有2 m/s左右的速度差,有利于传热传质。气流速度越大,物料停留时间越短。进料速度的增加会在旋流干燥器底部形成一个回流区,易造成物料的返流,并增加了物料在干燥机停留时间。通过对计算出的温度、速度、时间的曲线与实测值进行对比,二者最大相对误差小于10%,验证了fluent气固两相流模拟方法建立的脉冲-旋流气流干燥过程的数学模型是有效的。