面向涡轮增压器蜗壳内流动计算的网格划分

在涡轮增压器蜗壳内流动的数值模拟中,蜗壳的网格划分是进行数值分析研究的一个重要环节,工作量较大,所划分的网格形式将直接影响计算的精度。对蜗壳分别进行了结构化(六面体)、非结构化(四面体)和混合型网格三种形式的网格划分,目的在于找出合理实用的网格生成方法。     

轿车外流场网格生成策略及数值模拟

采用3种网格策略对某轿车外流场进行数值模拟研究，并应用商业CFD软件STAR—CD进行求解。根据计算过程和结果，分析不同网格策略的效果，论述3种网格策略的特点。数值模拟中考虑了车轮旋转和车轮固定两种边界条件，并将数值计算结果与试验数据进行了对比分析，探讨了高雷诺数k-ε湍流模型的计算精度。     

基于自适应有限元分析的收割机行走机构建模与仿真

在收割机行走机构复杂机械结构和物理场分析中引入了有限元方法,为有效地控制计算误差,提出了一种自适应有限元网格划分方法,对网格进行均匀化和加密处理,从而大大提高了计算的精度和效率。在网格的划分过程中,采用均匀尺寸网格首先对整体区域进行划分,得到一个合适的初始均匀网格尺寸,在变密度细分的过程中对网格进行细化操作,利用上一次迭代的结果对曲边三角形内部进行局部细化,保证了全局网格的合理分布,使尺寸不同的网格之间可以光滑衔接在一起,提高了网格的质量。为了验证算法的有效性和可靠性,利用ANSYS软件,采用上述网格划分方法对收割机的行走机构进行了建模和仿真分析,结果表明:该方法计算稳定可靠,数次迭代即可快速收敛。同时,通过计算得到了收割机行走机构的应力和应变云图,并得到了应力集中和变形较大的位置,为行走机构结构参数的优化提供了理论参考。     

离心泵全流场计算域三维造型方法

建立能够准确描述所研究问题的计算域是CFD数值计算顺利进行的基础,且计算城的光顺程度还会影响网格划分的难易及网格生成的质量.借助Pro/E Wildfire 5.0三维造型软件,采用不同的造型方法对离心泵全流场计算域的各过流部件进行三维造型,且在相同的网格类型与间距情况下,对比分析不同造型方法对网格划分难易程度、生成网格的质量以及网格生成效率的影响,确定离心泵叶片、叶轮水体、蜗壳水体及腔体的最优造型方法并分析了不同造型方法出现差异的原因.     

窄刀板切削过程的三维双非线性有限元分析

本文对窄刀板切削过程进行了三维双非线性有限元分析,在常规三轴仪测得数据的基础上,建立了农业土壤的弹塑性力学模型。根据土壤—切削部件相互作用过程的特殊关系,用所提出的摩擦单元模拟土壤和部件的相互作用。为了简化计算,减少网格划分,节省计算时间,加入了三维等参模糊单元。土壤弹塑性力学模型、摩擦单元和模糊单元作为三个完整的程序模块并入大型非线性有限元程序(NFAP)中,所进行的计算与实验结果具有良好的可比性。     

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.     

基于结构化网格的低比转数离心泵性能数值模拟

针对复杂模型生成的非结构网格质量差、计算难收敛问题,以一低比转数离心泵为例对其进行整体结构化网格划分,将结构与非结构两种不同类型网格导入CFX软件,进行多个工况点下的流场模拟.分析表明,结构化网格收敛速度快、收敛精度高,得到压力云图分布更为均匀,压力更接近设计值,小叶片绕流区分离涡更明显.模拟计算结果与试验数值的对比验证了结构化网格模拟计算值的可行性和准确性.     

分叉管流动的数值模拟

采用非结构、非均匀的网格和有限元方法,通过求解Navier-Stokes方程,对90°分叉管的流动进行了并行数值模拟的研究。计算网格为500000个有限单元,计算Reynolds数为1500。计算结果给出了90°分叉管详细的流动结构。     

基于多块网格技术的离心泵叶轮CFD分析

网格生成是三维紊流数值分析的重要组成部分，其网格质量对数值求解的稳定性及精度至关重要。结构化网格具有节省内存和便于节点编号等优点被广泛使用。对于几何形状复杂的离心泵叶轮通道，用单块结构化网格难以很好地进行描述。采用多块网格技术，根据各块和流场的特点，探讨了离心泵叶轮通道结构化网格划分中的一些处理方法，同时对离心泵叶轮三维紊流场进行了雷诺平均N-S方程的数值模拟，检验了所提的方法。     

基于结构化网格的离心泵全流场数值模拟

采用计算流体力学(CFD)方法对全流场模型下离心泵的性能进行了分析。阐述了离心泵计算区域的拓扑块生成和结构化网格划分方法;分析了全流场模型和非全流场模型的数值模拟结果,并比较两者产生差异的原因。证实了腔体的存在对模拟结果的影响,得到的全流场数值模拟性能预测精度优于非全流场数值模拟,其流态分布也存在显著的差别,并获得了口环泄漏量与离心泵流量和扬程的关系。将离心泵全流场模型的模拟结果与试验值进行了对比:设计工况点(Qd),离心泵的扬程相对误差为0.79%,效率相对误差为0.9%,模拟结果和试验结果比较接近;在0.2Qd时,扬程相对误差为6.24%,效率相对误差为9.61%,极小流量点的数值模拟精度有待提高。     

基于贝叶斯方法的收割机发动机盖有限元模型修正

收割机发动机缸盖较为复杂,在进行有限元分析时,如果模型简化或计算模型选择错误对计算效果影响很大。为此,提出了一种基于贝叶斯方法的发动机缸盖有限元模型修正方法,在进行缸盖的有限元分析时,采用了贝叶斯方法对缸盖的刚度参数进行修正,有效地提高了计算仿真的准确性。为了验证修正模型的可行性和可靠性,利用Pro/E软件对收割机发动机缸盖进行了三维建模,并将模型直接导入到ANSYS软件中进行了网格划分,网格划分采用了分块网格划分的形式,提高了计算效率和计算的准确性。最后,运用ANSYS对发动机缸盖在工作条件下的应力分布进行了有限元仿真计算,结果表明:采用修正模型可以成功地计算得到较为准确的应力分布情况,从而验证了模型的可靠性,为收割机发动机缸盖的设计提供了重要的数据参考。     

汽车钢板弹簧悬架的有限元分析与试验研究

利用万能试验机和专用夹具对某汽车钢板弹簧悬架进行了变形试验,同时基于非线性有限元理论对该悬架进行了有限元分析,计算结果与试验结果完全吻合,证明了有限元模型的有效性。本文建立的有限元模型可以应用于钢板弹簧悬架的设计计算和参数优化。     

有限元并行计算方法的研究

有限元法是现代工程设计和分析的重要数值方法之一,是当今研究结构分析问题的有效方法。在计算机上利用有限元法对工程问题进行数值计算和数值分析亦愈来愈受到工程设计者的重视。为此,主要介绍了有限元法处理结构分析问题的基本过程和并行计算思想。     

有限元分析方法在内燃机活塞研究中的应用

从内燃机活塞有限元网格模型的建立、活塞复杂边界条件的确定以及活塞有限元计算这三个方面系统阐述了目前应用有限元分析方法对内燃机活塞进行温度场、应力应变和传热分析,以及热负荷和机械负荷交叉迭代耦合分析的现状和发展趋势。     

拖拉机离合器操纵机构分离杠杆的有限元分析与设计

针对拖拉机离合器操纵机构分离杠杆的断裂情况,采用有限元与数值计算相结合的方法对其进行分析。根据推导出的分离杠杆应力计算公式,获得了影响应力大小的因素。结果表明,采用有限元法得到的分离杠杆应力集中部位与故障位置吻合,仿真结果与数值结果一致,分离杠杆折弯是影响其应力的最主要因素。建立的有限元模型真实地反映了分离杠杆的受力、应力变化规律,为拖拉机离合器操纵机构分离杠杆的设计与改进提供了参考。     

基于XFEM的重力坝裂纹开展数值分析研究

扩展有限元法是近年来出现的一种在常规有限元框架内求解不连续问题的数值方法.利用扩展有限元法分别分析了网格密度、廊道、坝基弹性模量对混凝土重力坝裂纹开展方向的影响.计算结果表明,网格密度对裂纹扩展方向影响不大;裂纹扩展方向有靠向廊道的趋势;坝基弹模对重力坝裂纹的扩展方向几乎没有影响,随着坝基弹模的增大,裂纹扩展长度加大.     

钢板弹簧刚度计算影响因数分析

钢板弹簧的刚度是钢板弹簧的重要性能参数,有限元法为准确计算弹簧刚度提供了一种计算方法。利用有限元分析方法建立了模拟钢板弹簧接触状态的分析模型,计算了钢板弹簧的刚度特性。对影响钢板弹簧刚度计算的摩擦系数、预应力等主要因素进行了分析,得到了精确的计算模型。     

用有限元法测量农业机械工程材料的弹性模量

在农业机械工程的研究中,工程材料的弹性模量起着重要的作用。由于材料加工过程中会引起材料特性的变化,因而机械设计手册中所查标准数值不一定能适应于实际的计算。为此,利用悬臂梁信号采集试验经谱分析计算,输出材料的第一阶固有频率值,然后运用有限元计算的第一阶固有频率值与之相比较,利用弹性模量与固有频率在有限元计算中的关系,在合理匹配固有频率的基础上引入弹性模量计算,在频域上测得材料的固有频率,再运用迭代法计算得出此材料的弹性模量值为160G~170GPa。在改变构件尺寸、其他均不变的情况下,计算所得弹性模量值与之接近,相对误差仅为1.8%。     

基于有限元分析的三维齿轮接触静力学分析

基于有限元法对圆柱接触和齿轮接触进行静力学分析,为了能够更精确、更有效率地分析出接触应力的分布结果,考虑了划分网格的类型和表面切向应力对接触应力的影响。在Solidworks中对圆柱和齿轮进行三维建模,将建好的三维模型以合适的格式导入到ANSYS Workbench中进行网格划分,并按要求施加合理的约束处理,使用其基于有限元理论的求解器进行计算求解,得到模型在特定载荷作用下的应力分布图。采用赫兹接触理论值和齿轮接触应力理论值,分别对有限元分析后的圆柱接触和齿轮接触的结果进行对比,得出分析结果的误差和精确性。分析结果表明,划分网格的类型会影响分析效率,表面切向应力会影响接触分析应力的分布,这使得接触分析的结果更加精确,同时也提高了相关工作人员的效率。