虚拟泵模型在泵站CFD模拟中的应用

采用Realizable k-ε模型,对某轴流泵装置进行了全流道数值模拟.基于Navier-Stokes方程特点和泵QH曲线提出了一种在缺乏水泵叶轮数据的情况下对泵站全流道进行数值模拟的新的方法,即虚拟泵模型.针对虚拟泵模型和真实泵模型,比较了泵站装置特性曲线以及进水流道压强分布、流速分布.分析结果表明:虚拟泵模型模拟的装置特性曲线和真实泵模型非常接近;进水流道的压强分布与真实泵模型相似,数值略小于真实泵模型;进水流道的流速分布与真实泵模型非常接近,但真实泵模型的流速分布更加均匀.     

基于CFD模拟模型的温室温度场均匀性控制

为达到精确控制温室环境因子的目的,提出一种基于计算流体力学(CFD)模拟模型的试验设计(DOE)优化控制系统,通过正交试验设计,在尽可能少的CFD求解次数下,获得环境因子控制的最优组合;以温度场控制为例,通过引入均匀性评价指标,以CFD为计算工具不断改变控制输入的组合,使该指标达到极小,从而在原有温度定值控制基础上,使温室作物温度生长的局部差异减小,提高温室综合生产效率;最后以试验实例给出了这种方法求解的基本过程,结果表明优化后的效果明显,控制组合方式易于获得。     

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。     

猕猴桃冷库内流场的CFD模拟

以一间实际装配式猕猴桃冷库为研究对象,建立了该冷库的三维物理模型和标准k-ε湍流数学模型。应用SIMPLE算法求解微分方程,对冷库进行三维数值模拟,获取冷库内部三维温度场、速度和压力场的信息,通过分析特定截面,模拟结果与实测值大致吻合。另外,通过改变冷风机条件和货物堆放方式,模拟其温度场的变化,讨论了这些因素对冷库温度场变化的影响情况。研究表明,CFD数值模拟在猕猴桃冷库内流场设计中的应用是切实可行的。     

飞秒激光微加工中热熔化与热传递现象研究

对飞秒激光能量密度为0.108~28.68J/cm2范围内加工的硅孔表面形貌尺寸进行分析,同时对热传递现象进行研究。理论分析了飞秒激光加工区域热传导时间及温度分布,并将其与实验测量值进行对比,验证了热影响的存在。通过理论与实验分析说明了在高能量飞秒激光加工中热传递现象不可避免,并获得了较好的孔加工质量的激光能量合理参数。     

保育舍冬季湿热环境与颗粒物CFD模拟研究

为对保育舍内环境质量状况进行评估和改善舍内环境提供有益参考,应用CFD对采用负压通风和水泡粪保育猪舍的气流场、温度场、湿度场和颗粒物浓度场进行三维稳态模拟。由模拟结果可知:在冬季送入气流,舍内动物所在区域高度为0.2 m的风速基本保持在0~0.2 m/s,大部分区域风速在0.1 m/s以下,相对湿度则基本在60%~70%之间,舍内的平均温度保持在26~34℃,大部分区域的PM_(2.5)、PM_(10)和TSP质量浓度分别在0~0.1 mg/m~3、0~0.7 mg/m~3和0~1.0 mg/m~3之间。由《规模猪场环境参数及环境管理》可知,舍内环境质量基本满足保育猪对冬季环境需求,但在单元入口及墙角处仍有优化空间。     

基于CFD的内燃机三维模拟技术中的网格生成

回顾了CFD中各种网格生成方法,介绍了基于CFD的内燃机三维模拟技术中采用的静态和动态网格生成方法,指出了适合于包括进排气过程的缸内工作过程模拟的网格生成方法,并对网格生成技术发展前景进行了展望。     

软籽石榴防寒设施CFD模拟优化

为探索解决露地软籽石榴种植越冬问题的新途径,设计、搭建了一种简易式非固定防寒设施,针对该防寒设施冬季日间集热特性,利用ANSYS Fluent建立了稳态模拟模型,对其进行了验证试验,并使用该模型对防寒设施参数(空气间层和通风孔直径)进行优化试验。验证试验表明,华氏度相对误差E_RE<1‰,防寒设施内监测点温度模拟值的决定系数R²和均方根误差E_RMSE分别为0.962 5与1.19 K,表明模型可信度较高。优化试验表明,防寒设施空气间层厚度最佳3 cm、通风孔直径最佳14 cm。     

某缸内直喷发动机进气歧管CFD模拟分析

进气歧管控制着发动机各个缸的进气,尤其对于多缸发动机,进气控制对发动机各个循环变动的影响非常大,对于四缸以下发动机的进气歧管采用稳态CFD分析完全满足优化设计要求,但对于四缸以上发动机需要采用瞬态CFD分析方法更为合适。进气歧管是发动机最关键进气系统部件之一,其核心功能是为发动机各缸提供充足均匀的混合气,是影响发动机动力性和经济性的关键因素;除此之外,电喷系统主要传感器和执行器均安装在进气歧管上,使得进气歧管结构很复杂成本高,计算机模拟可以降低开发成本。用三维CFD软件对某缸内直喷发动机进气歧管进行了稳态流动分析。通过CFD分析基本可以确定进气歧管结构要求,指导实际产品设计。     

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.     

基于CFD的Venlo温室夏季组合降温措施模拟研究

针对我国南方地区夏季高温高湿的气候条件,对采用天窗、外遮阳、内喷雾降温措施的试验Venlo温室内温度状况进行了模拟研究。以室外气候参数为边界条件,考虑作物和环境的相互作用,内喷雾系统和室内环境的质热交换以源项的形式加入到控制方程中,采用CFD(computational fluid dynamics)中的稳态方法求解控制方程,模拟Venlo型温室不同调控措施及组合下的温室内温度分布特点,分析各种调控措施的调控效果。模拟结果表明:采用加入源项的方法模拟内喷雾系统和室内空气的质热交换,其模拟值和实测值均方根误差RMSB为0.514 4℃,最大绝对误差为0.75℃,平均相对误差为1.3%,说明所建立的CFD模型有效。3种降温措施下,以外遮阳+自然通风的降温贡献率最大(80.6%),能耗最高的喷雾系统降温贡献率仅为34.8%,较高的环境湿度影响了喷雾系统的降温效率。CFD夏季降温模型的建立为温室作物系统的环境控制策略的制定提供了科学依据。     

环流风机布置对温室内流场影响的CFD模拟

为了解大肩高连栋玻璃温室夏季机械通风时室内流场分布,提高机械通风的降温效果,建立了6m肩高温室机械通风工况下的CFD模型,并对模拟结果进行了试验验证,结果表明:模拟值和试验值的最大相对误差为6. 70%,平均相对误差为2. 87%,显示CFD数值模型有效。在CFD模型基础上,进一步对不同环流风机布置下机械通风的降温效果进行了分析,结果表明:使用环流风机可提高机械通风的降温范围,在湿帘风机方向上实现气流的"接力",温室作物冠层南北温度差减小0. 5℃,32℃以下区域增加了20%;在环流风机安装方向上,不同横向截面上反向布置时室内冷热空气混合更好,室内温度分布更加均匀。     

湍流模型的发展及其在内燃机CFD中的应用

从FLUENT软件出发,着重论述了湍流模型的理论和发展,论述了不同模型的适用范围和缺陷,有助于针对不同内燃机的流动过程选择恰当的模型,同时对计算结果作出合理分析。     

单栋塑料温室内温度场CFD三维稳态模拟

为分析单栋塑料温室内的温度场分布情况,建立了包括温室内外空间、室内作物和土壤层等的温室环境几何模型,在分析太阳辐射及各部分热交换的基础上,对单栋塑料温室内的温度场进行了3-D稳态模拟.热辐射传递过程采用蒙特卡罗法模拟,将室内作物简化为连续固体换热模型并采用剪应力输运模型表述空气紊流.结果显示:模型预测值均高于实测值,绝对误差均小于2.2℃,平均相对误差为6.7％.气流对温室内温度和均匀性影响较大,温室进风口侧的温度低于出风口侧.作物简化为连续固体的假设用于室内空气部分的温度预测具有一定的可行性,但预测值会高一些.     

光伏玻璃温室自然通风条件下的CFD模拟验证

基于计算机流体力学(CFD)数值方法,以光伏连栋玻璃温室为研究对象,在自然通风的条件下对室内温度场进行模拟验证。采用离散坐标(DO)辐射模型对光伏温室室内温度场的时空分布和变化规律进行了三维CFD模拟和试验验证。结果表明,光伏温室室内温度试验结果和模拟结果绝对误差均值为0.96℃,相对误差均值为2.94%。模拟结果和试验结果吻合,验证了模型的可行性。     

基于CFD畜禽车厢体内温度场和速度场的模拟

为避免畜禽运输车在运输过程中因气流不均导致家禽损失,利用CFD模拟方法对畜禽运输车封闭式厢体内的温度场和速度场进行仿真分析。模拟结果表明,温度、风速较大的区域主要集中在每一层的第3、第4栏中,速度分布模拟值与实测值的相对误差范围为2.7%~5.1%,温度分布模拟值与实测值相对误差为1.2%~4.1%。模拟的气流速度和温度与实测的气流速度和温度值有着相同的变化规律,其中实测值与模拟值的最大误差不超过2℃,但由于气流的不均匀,高温仍集中在每一层的尾部。使用CFD模拟方法能够真实表达畜禽运输车厢体内气流状态,对厢体内温度场和气流场的模拟是一种有效的方法。     

食用菌菇房环境CFD模拟及送风管布置方案研究

食用菌栽培菇房生产规模化和大型化的发展,对通风部件和控制系统提出更高的要求.为此,以草菇栽培菇房为研究对象,进行环境测量试验,建立菇房CFD模型,进行CFD非稳态模拟,分析其内部环境分布情况,并讨论了通风部件参数对菇房内流场分布的影响.结果显示:模拟值与试验数据的最大绝对误差为0.3℃,吻合性较好;菇房的通风方式为紊流...     

典型伞形膜结构风荷载的CFD数值模拟分析

伞形膜是膜结构最常用的形式之一,准确预测该结构的整体与局部风压对结构设计至关重要。选取了工程中常用的伞形膜结构形式,采用CFD数值模拟的方法,通过运用FLUENT软件对膜结构表面各区域风压分布进行了分析研究。研究结果表明：由于伞形膜面内环与外环风压系数变化较大,区域划分采用在扇形分区的基础上在半径中点处增加内环分区的方法比较合理;由于伞形膜面曲率变化较大,因此风压系数分布变化很大,通常最大正压和极值负压绝对值都较大,局部风压系数非常大,尤其是迎风角点处和贴近伞孔部位,设计时需要着重考虑。     

热风加温下Venlo型温室温度场的CFD数值模拟

应用计算流体动力学(CFD,Computational Fuid Dynamics)中的标准湍流方程,对Venlo型PC板温室在燃油热风加温条件下进行了温度场的数值模拟。模拟时,对整个计算域采用ANSYS中的Fluid141单元进行网格划分,生成大约105个网格。数值模拟结果与试验测试点温度分布情况吻合较好,基本反映了燃油热风机出口风速为1.77m/s和风温为60℃时室内温度场的分布情况。