横流式风机内部非定常流的数值计算

提出了一种预测横流式风机内部流场的方法，适用于任意形状的叶片和涡壳。该方法假设流体无粘性，不可压缩，流动为二元流动，采用直接边界元法和离散旋涡法相结合的方法来计算风机的内部流场，同时考虑了涡室上部壁面边界层的影响。为了满足开尔文定理，叶片后缘处有尾涡放出，尾涡的运动用离散旋涡法计算。实际计算了两种不同涡壳的风机。     

旋喷泵叶轮内部流动的全三维数值模拟

文章分析了旋喷泵叶轮流道的物理模型，建立了流道内部流动解析的数学模型，自行开发软件对旋喷泵叶轮流道内部流动进行了全三维势流分析，计算了叶轮产生的理论扬程，同时应用工具软件Fluent对叶轮内部流动进行了计算。通过对两种方法的计算结果进行比较，证明了该计算方法的可行性。     

多槽多段换向通风横流式谷物干燥机的研究设计

横流式谷物干燥机，由于具有结构较为简单，故障率较低，使用寿命长等特点，是世界上设计较早，使用时间较长的干燥机型之一。但同时也存在着较大的不足，为了克服这些不足，本文介绍了新研究发明的换向通风横流式干燥工艺及其机型的结构原理，并运用CGDSP计算机谷物干燥综合模拟程序进行了优化设计，使横流式干燥机干燥工艺上了一个新台阶，对横流式干燥机的继续发展和应用起到了推动作用。     

横流式风机气动和噪声特性相似定律的研究

通过对两台几何相似但大小不同的横流式的试验，研究了该种风机的相似定律。证实了临界雷诺数的存在，超过该值后，气动和噪声特性的相似定律均成立，且临界值随风机尺寸的增大而增加，同时，风机尺寸以及叶轮与隔舌间的间隙对风机的相似定律也有影响。     

基于流固耦合联合收割机横流风机叶轮的动力特性分析

随着谷物联合收割机清选部件宽度的增加,横流风机以风量大、结构紧凑、出口气流沿轴向分布均匀等优点,在联合收割机上得到了广泛的应用。为此,利用有限元分析平台ANSYS Workbench对某型号联合收割机的横流风机进行流固耦合分析,首先分析风机流场对叶轮的作用力,进而分析不同作用力对叶轮动力特性的影响。结果表明:流场对叶轮的作用力分布十分复杂;与只考虑离心力相比,考虑离心力和重力之后叶轮的最大总变形量增加了8.5%;如果再考虑流场压力作用,叶轮最大总变形量增加了3.5%;预作用力对不同阶数叶轮模态振频的影响也不同,不同预作用力下的叶轮模态振频是基本一致的;风机叶轮的干扰频率16.1Hz远小于其前8阶模态振频;ANSYS Workbench简化流固耦合的分析过程,提高了分析效率。     

二元离心泵叶轮的内部流动和性能的研究

本文计算了厚叶片离心泵二元叶轮在不同流量下的内部流场和扬程,并与实验结果进行了比较,两者符合得较好。特别是扬程的计算精度在5％以内,表明该方法为预测叶轮的性能提供了一种新的手段。 本文计算的结果还表明,采用文献1提出的表面奇点分布法及库塔条件,即使是势流计算也可能得到叶轮出口处压力面流速大于背面流速这一与实际相符的结果。同时,厚叶片出口边的存在还将导致液流流出叶轮后角动量的减小。     

扭曲叶片离心泵叶轮内三维湍流数值模拟

为提高离心泵的优化设计水平，介绍了计算的控制方程和叶轮通道网格划分方法，采用压强连接的隐式修正SIHPLEC算法，结合雷诺平均法的RNGκ-ε模型和壁面函数法，应用商业CFD软件FLUENT，对叶轮内部的三维湍流流动进行了计算。分析了具有扭曲叶片的离心泵叶轮叶型对流速分布、压力分布和泵性能的影响，揭示了叶轮内流动规律。     

流固耦合作用对双向流道泵装置流场影响

双向流道轴流泵装置由叶轮,导叶,双向进出水流道组成。双向进水流道由于其形状特征容易在叶轮进口端产生不稳定态,导致叶轮振动,而叶轮振动反过来又会影响泵装置的内部流动。为了研究流固耦合作用对双向流道轴流泵装置内部流场的影响,以双向流道轴流泵装置为研究对象,采用双向同步求解的方法对轴流泵内流场和叶轮结构响应进行联合求解。结构计算基于弹性体结构动力学方程;流场模拟基于Reynolds时均化N-S方程和SST湍流模型。在考虑双向进出水流道的情况下,将流固耦合计算前后所得轴流泵内部流场分布与叶轮表面压力分布进行对比分析。研究结果表明,考虑流固耦合作用后,进水流道出口处压力波动强度增大,涡量强度增大;叶轮工作面速度增大,导叶附近的漩涡位置发生变化;叶轮工作面与背面压力差减小,叶轮做功效率下降,轴流泵装置扬程下降。     

基于旋壳圆筒效应的旋喷泵内部压力计算模型

旋喷泵内部压力提升是叶轮与旋壳共同作用的结果,一直以来泵腔内部压力根据叶轮出口压力确定,忽略了旋壳的圆筒效应,导致泵腔压力计算不够准确。为解决这一问题,基于旋壳圆筒效应建立旋喷泵内部压力数学模型,引入液体旋转系数,应用试验与数值计算相结合的方法对液体旋转系数进行了分析验证,并对液体旋转系数的影响因素进行了敏感性分析。结果表明:可以建立旋喷泵内部压力数学模型,通过理论计算内部压力分布,旋喷泵内部压力计算需考虑旋壳效应;试验泵液体旋转系数为0.75,在该系数下泵腔内部压力理论值与试验值吻合度较高;以一复式叶轮旋喷泵为实例,验证了该旋喷泵内部压力数学模型的可靠性。液体旋转系数影响因素敏感性分析表明:壁面粗糙度、转速、流量对液体旋转系数影响较小,试验范围内液体旋转系数介于0.736～0.764之间,波动较小,不超过3%,可以认为是定值。本研究结果可为旋喷泵内部压力理论计算及集流管安装高度选取提供参考。     

混流泵叶轮设计正反问题迭代方法

基于两类相对流面流动理论,通过迭代计算求解流体的连续方程与运动方程,得到混流泵叶轮内的轴面流场,实现了正问题计算.基于轴面速度分布规律,采用逐点积分法完成叶片骨线绘型,并在轴面内进行叶片加厚,在保角变换平面内对叶片头部和尾部进行修圆,完成了反问题设计.以此为基础,将正问题与反问题相结合,提出了混流泵叶轮正反问题迭代设计方法.在该设计方法中,正问题计算为反问题设计提供流场信息,反问题设计则为正问题计算提供叶轮模型,正反问题反复迭代直到收敛,最终完成叶轮的设计.结果表明：根据正反问题迭代方法设计得到的叶轮载荷分布均匀,水力效率高.该方法弥补了传统方法设计叶片时轴面流动计算仅满足流体连续方程的缺陷,同时考虑了叶片形状对轴面流动计算的影响,最终设计得到的叶片型线同时满足流体连续方程和运动方程,该方法提高了叶轮设计计算的精度,为进一步开展混流泵叶轮的优化设计研究提供了重要的平台.     

横流风机的噪声机理及试验研究

阐述了横流风机的噪声源分布及降噪途径,用频谱分析和优化方法,研制出了一种低噪声横流风机模型,为横流风机的开发应用奠定了理论基础。     

混流谷物干燥机的模型与模拟

在谷物和气流流动模拟的基础上，建立了混流谷物干燥机的二维干燥模型和模拟方法，编制了混流谷物干燥机模拟软件ＭＦＧＤＳ。对模拟结果进行了实验验证，并与已有的模拟方法进行了比较。本文的模型和方法将混流干燥机模拟从一维近似模拟提高到二维精确模拟的水平，并具有精度高、速度快、功能强的特点。     

5XZ-10比重式种子分选机中离心风机流场的研究

利用空气动力学原理进行种子分选,空气流场的分布至关重要。针对农业机械装置中气流均匀性问题,本文主要以5XZ-10比重式分选机中离心风机为原型,利用Solidworks软件建立离心风机几何模型,运用Fluent软件对离心风机内部流场及出口流场进行数值模拟计算。通过仿真试验得到离心风机流场分布,对风机出口速度分布云图及矢量图结果进行分析,发现风机内部流场受到机械结构的干扰,气流在风机出口界面分布较不均匀,提出了离心风机流场优化的措施,包括双叶轮双入口单出口离心风机入口增设集流器、对固定盘与叶轮的连接进行密封、风机出口采用钢板网对出口气流进行均匀性改善。在距离风机出口上方130mm处安装钢板网,增设钢板网后风机出口气流均匀性指数由0.88提升至0.90,提升率为2.27%,解决了风机提供的气流流经5XZ-10比重式分选机筛面时的均匀性问题。     

横流风机与离心风机串联特性的试验

在大量试验的基础上,分析了横流风机与离心风机串联时总排气性能与单机排气性能的关系。把2种风机串联时的流量全压曲线与理论叠加曲线进行比较,发现2种风机串联时不完全符合叠加原理;异类风机串联时2种风机前后位置不同,排气性能亦不同;横流风机与离心风机串联,离心风机作为前级风机时,其串联性能优于横流风机作为前级风机时的串联性能。     

旋流泵叶轮内部流动的研究

建立了试验装置,测试了旋流泵叶轮流道内轴垂直断面上的速度分布和叶片表面压力分布,并建立了计算旋流泵叶轮内流动的流动模型,提出了旋流泵叶轮内流场的全三维边界元解法。将计算结果与试验结果对比得出,计算速度场与测试结果的趋势是一致的,叶片表面压力的计算值与测量值吻合良好。     

基于ANSYS Workbench的风扇流场数值仿真

针对通用型风扇Z-490的特点,利用ANSYS Workbench 13.0软件建立风扇RNG k-ε模型,将风扇流场建模、流场计算和结果后处理集成在同一平台中进行.计算了风扇的静压、功率、效率和流量,分析了静压、功率、效率与流量的关系,并与风筒试验结果进行对比,验证所建立仿真模型用于风扇流场仿真的可行性.通过对风扇叶尖附近流场的研究,分析了叶尖附近产生回流及风扇效率低下的原因.通过比较无旋转环和有旋转环风扇的静压和效率,研究不同因素对风扇性能的影响.结果表明:安装旋转环可以增大风扇静压,提高风扇效率.旋转环宽度为40 mm时能获得更好的风扇性能.研究结果为风扇的设计与制造提供了一定的理论依据.     

谷物联合收割机径向进气风扇的性能分析

分析了气体在风扇叶轮中的运动和速度三角形.试验结果表明,径向进气风扇比离心式风扇具有更好的工作性能,其流量系数和压力系数较大,气流速度沿横向分布比较均匀,风扇宽度能够按需要选择,可以应用于脱粒机、清洗机和大型联合收割机.为此,讨论了节流调节和变速调节对风扇特性的影响,指出径向进气风扇进气口的节流调节具有节流效能良好、结构简单和使用方便等特点.     

固液两相流动中最佳流动模式的探讨

该文阐述了,在固液两相流中,随着重量浓度的不同,流动呈现出牛顿流体与宾汉流体两种不同的流态;在宾汉流体的输送中又存在着一种柱状流动现象,柱状流动是两相流动中输送宾汉流体的最佳流动模式。对牛顿两相流体的输送,该文通过牛顿流体中加入微量添加剂会使流动摩阻大为降低的现象,从理论上分析了普兰特混合长度（ｌ）减小,来解释牛顿两相流流层剪应力（τ）的减小,以此说明牛顿两相流中摩阻降低的机理。该研究课题思路很好     

横流风机串联排气特性的试验

通过对横流风机单独和串联运行时流量和排气压力的试验研究,发现横流风机串联后二级风机在大风量区的压力特性与单独使用时相比明显下降,流量系数大于0.5后压力系数出现负值,并使串联后的总压力在某些区间小于单风机的压力。考虑到横流内部流场的特殊性,研究认为是由于进风速度对二级风机内部气流的流动状态产生影响造成的。