催化转化器载体对流场及压力损失的影响

利用计算流体动力学(CFD)软件，建立了催化转化器流场的二维模型。对催化转化器的稳态流动进行了数值模拟．在此基础上对不同载体参数催化转化器的流动分布和压力损失进行数值计算，分析了载体长度、长径比和开口率等结构参数与催化转化器流场及压力损失的关系．数值计算表明：载体对气流的阻力能起到使之趋向于均匀分布的作用．     

基于Bezier曲线的涡轮叶片造型方法

在涡轮钻具的研究设计中,选取一种合理曲线作为涡轮叶片的型线,直接影响着涡轮的性能。通常在涡轮叶片设计时,首先给定了叶片的进口角度和出口角度,并要求选择的曲线必须保证在起点和终点存在一阶导数。Bezier曲线是应用于二维图形应用程序的数学曲线,具有高阶光滑、表达和使用方便、形状控制和修改简单等特点。运用Bezier曲线对涡轮叶片造型进行合理设计:以转子外径D1=184mm、定子内径D2=144mm的涡轮为例,首先确定叶片基本参数和叶片流动参数,然后采用4阶Bezier曲线对涡轮的叶片造型进行设计计算并建立三维模型,通过使用仿真软件,对流道模型进行流场仿真,最后观察仿真情况再优化涡轮叶片的型线,从而为涡轮钻具的设计及分析提供参考。     

混流式水轮机蜗壳·导叶及转轮内部水流的二维与三维数值模拟比较分析

基于N-S方程和标准k-ε紊流模型,采用CFD计算流体力学软件对HLA616-WJ-55混流式水轮机原型机的蜗壳、导叶及转轮内部水流进行二维定常数值模拟,并与同型式水轮机的蜗壳、导叶及转轮内部流动三维数值模拟结果进行比较分析。结果表明,二维与三维蜗壳内部流动的规律基本一致,压力分布和速度分布比较均匀,流动状况较为理想。二维CFD分析能较全面地预测水轮机蜗壳、导叶及转轮内部流场的结构,数值模拟结果对水轮机选型和优化设计均具有重要的指导意义。     

超级稻育秧精密播种器内部流场的数值模拟

为分析超级稻育秧精密播种器吸种性能的影响因素,及精密播种部件内部气室流场的变化规律,利用FLUENT对气吸式滚筒内部气室三维流场进行了研究。模拟计算采用三维、可压、黏性、湍流模型和SIMPLE数值计算方法,通过计算发现,在气吸式滚筒有涡流产生;进入吸孔的气流,以一定的倾斜度与吸孔内壁产生碰撞;随着气体逐渐远离滚筒内壁,气体的碰撞和分离沿滚筒轴截面产生多个旋涡。研究结果表明:采用内部流场数值模拟可获得试验中难以得到的吸孔和气吸式滚筒内部流动规律,不同直径的吸孔对气流有着明显的影响,直径为1.5 mm吸孔的速度流线分布最好、吸种性能最佳。     

斜板式气液分离器流场的数值模拟

基于计算流体动力学(CFD)方法,应用ANSYS-CFX软件,分别应用标准k-ε模型和RNGk-ε模型,对斜板式气液分离器内部流场进行数值模拟计算,得到了在两种湍流模型下的分离器内部流场速度矢量分布规律、气体体积分数分布规律以及流体轨迹规律。对比两种湍流模型的分析结果表明:在流体流动快速畸变时,RNGk-ε模型的ε方程中增加的附加生成项会迅速增大,由此改善了对旋转流、浮力流等较复杂湍流的预报能力;与标准k-ε模型相对比,RNGk-ε模型更能合理地模拟斜板式气液分离器的内部流场分布。     

495汽油机进气系统的改进及其进气过程的三维数值模拟

对495汽油机的进气道和燃烧室进行了改进,运用流体分析软件FIRE对改进前后的进气系统进行了较为全面的模拟计算,获得了其内部流场的详细状况,并做了对比分析.实测了改进后不同气门升程下的进气流量,并与模拟计算值进行比较,计算和实验结果基本吻合.结果表明改进后的495汽油机进气系统有更好的流动特性,也验证了三维数值模拟的正确性.     

基于Fluent的射流式增氧装置的数值模拟与试验研究

利用κ—ε双方程湍流模型对自行设计的射流式增氧机内部流场进行了模拟,得到了流场内部各个参数的分布图,揭示了混合管内部的流动状态,为射流式增氧机的参数优化和性能预测提供了可靠的手段。通过对射流器仿真数据的分析,得出混合管与喷嘴截面积比的最佳值为2．33,并通过增氧试验验证,证明仿真结果与试验结果相吻合。     

用雷诺应力模型计算旋风分离器中气-固两相流动

针对分离器内部的复杂的三维强旋转、气-固两相湍流运动,采用雷诺应力模型(SSG),利用贴体网格技术,模拟计算了分离器内部流动,并将计算结果与实验数据进行分析、比较。分离器内的固体颗粒运动采用涉及湍流扩散影响的随机轨道模型和确定轨道模型,在流场计算的基础上,模拟了不同直径的颗粒在分离器内的运动规律及颗粒分离效率,并同理论和实验得到的数据进行了比较。     

木塑熔体流变性影响挤出成型的数值模拟1）

基于计算流体动力学（ CFD）技术,对木塑复合挤出机成型段温度和压力特性分析,实现对不同流变特性参数下的单螺杆挤出机木塑熔体流动和传热进行数值模拟,获得计量段和法兰处内部流场信息,分析零剪切黏度、非牛顿指数、松弛时间和木粉含量对单螺杆挤出机内部流场的影响。数值模拟结果表明：零剪切黏度对计量段压力和法兰处压力影响较大,对剪切率影响较小;而非牛顿指数对计量段压力影响较大,对法兰处压力和剪切率影响较小;同时得到黏度随非牛顿指数的增大而增大。     

CFD在水力机械湍流分析与性能预测中的应用

为了研究水力机械运行特性，将最新发展的计算流体动力学（CFD）理论与方法应用于水力机械湍流分析，给出了水力机械湍流流动控制方程，分析了求解湍流流动的Reynolds时均法和大涡模拟法的适用性，建立了通过湍流流场分布预估水力机械能量特性和空化特性的数学模型。通过基于k-ε双方程湍流模型的轴流泵全流道三维定常湍流计算，获得了与实际情况相符的流动细节。根据计算结果对轴流泵的能量、空化性能所做的预估．与试验结果基本一致。CFD理论和方法为探寻水力机械流场流动特性与结构动力特性间的复杂关系提供了一种新手段，为研究和开发高性能、大流量、高水头的水轮机和水泵提供理论和实际应用参考。     

三峡水轮机转轮中三维空化流动的解析理论与方法

为了提高三峡水电站水轮机的空化性能,提出了水轮机转轮三维空化流场的分析理论与方法,通过数值模拟首次实现了混流式水轮机转轮内三维空化流场和叶片上三维空穴匹配的预测。将流面Ｓ１保角变换成圆柱或环列翼栅,用非线性贴体面元奇点法解映射二维平面上翼栅的空化流动。采用流线曲率法计算有厚叶片Ｓ２流面的流动。对流面Ｓ１与Ｓ２空化流解进行迭代计算,以最终确定转轮中三维空化流场。计算结果表明它适用于任何一种型式的反击     

国产化轴流式调压器结构改进及流场分析

轴流式天然气调压器是保障长输管道安全供气的重要设备,为提高调压器流场性能,对其主阀结构进行优化改进,借助Solidworks软件对调压器改进前后的主阀内部流道进行三维建模,并采用CFX软件对内部流场进行可视化研究,求解得到调压器内部压力、速度分布云图及速度矢量图;对改进前后阀内流道形状及阀后加入节流孔板前后调压器的流场特性进行对比分析,结果表明：改进流道形状及加入孔板后,主阀内部流场漩涡有所减少,局部最高流速明显降低,压力分布更加均匀,调压器流场得到优化,性能进一步提升。     

燃气轮机可转导叶部套保养工作实践

分析了濮阳首站轴流燃气轮机串联压缩机组可转导叶部套发生故障的原因。根据可转导叶部套的结构和故障特点,提出了通过保养的方法改善并提高可转导叶部套的工作可靠性的几种方法,并对这几种保养方法进行了定性分析和实践总结。     

一种轴流式叶轮的全三维优化设计

针对一种磁力驱动的循环冲沙装置,提出了轴流式叶轮优化方案以提高叶轮水力性能。通过 CFD数值模拟,对轴流式叶轮内流场进行了紊流数值分析,并研究了同一工况下不同叶片结构、叶片数、导流棒对内流场的影响。由内流场分布特点,选择了叶轮有关结构参数,改进了叶轮结构。试验表明,改进后的轴流式叶轮其水力性能得到提高,从而验证了 CFD 分析在优化设计轴流式叶轮中的可行性。     

一种轴流式叶轮的全三维优化设计

针对一种磁力驱动的循环冲沙装置,提出了轴流式叶轮优化方案以提高叶轮水力性能。通过CFD数值模拟,对轴流式叶轮内流场进行了紊流数值分析,并研究了同一工况下不同叶片结构、叶片数、导流棒对内流场的影响。由内流场分布特点,选择了叶轮有关结构参数,改进了叶轮结构。试验表明,改进后的轴流式叶轮其水力性能得到提高,从而验证了CFD分析在优化设计轴流式叶轮中的可行性。     

部件性能退化对燃气轮机运行状态的影响

燃气轮机在运行过程中常常因压气机积垢、涡轮腐蚀及侵蚀等问题导致部件性能衰退,对整机运行状态造成消极影响。基于性能仿真模型,研究了用于天然气管道的LM2500+SAC 型燃气轮机的高压压气机、高压涡轮、动力涡轮等部件在等熵效率衰减和通流能力变化时,其高压压气机喘振裕度、最大允许输出功率及热循环效率的变化情况。仿真结果表明:高压压气机、高压涡轮等熵效率衰减均会导致燃气轮机最大允许输出功率明显下降,且热循环效率随之降低,但部件通流能力的变化对整机性能的影响较小;为双转子航改型燃气轮机配备具有可转导叶的动力涡轮后,通过增加其通流能力和燃料气供应量,能够有效提升处于亚健康状态机组的最大允许输出功率。研究结果可为故障部件定位和燃气轮机运行优化提供参考。     

谷物气流清选系统的仿真研究

为研究微型谷物联合收割机清选系统的旋风清选筒内流场的运动状况,借助FLUENT软件,采用RNG k-ε模型模拟,基于SMPLEC算法,对切线入口的旋风分离筒内的压力场和速度场进行三维数值模拟研究.通过数值模拟得到旋风分离筒内部压力场基本呈轴对称分布;清选筒内速度分为旋流和竖直流动,其分界面大致为吸杂管壁面向下的延长线.采用拉格朗日离散相模型对清选筒内谷物脱出物的运动轨迹进行追踪,得到在吸杂口的气压为-900～-600 Pa时清选筒内具有较好的分离效果.     

基于现代最优控制理论的轴流涡轮级S2流面优化设计计算方法探讨

把数学规划论和现代最优控制论引入了轴流涡轮级的优化设计。采用非线性数学规划条件极值问题的求解方法进行了轴流涡轮级子午面几何通道形状及叶片几何参数的最优化设计，再在优化了的子午面几何通道内建立包括涡轮级内所有性能参量的最优流型命题的物理模型及其数学表达式，并归化为一个在给定初始状态、自变量终端固定、部分状态变量终端受有约束的条件下使级的输出功率最大的最优控制问题，应用“代价函数法”及“共轭梯度法”计算得到符合给定约束条件并使目标函数取极值的最优环量分布，结果令人满意。     

含沙河流中轴流式转轮优化设计

从流体动力学出发，研究了水轮机过流部件中的沙水运动、包括泥沙磨损机理、流动特性等。分析和掌握它们间的关系，根据这些特征参数间的关系，利用多目标函数最优化理论，建立含沙河流中水轮机过流部件最佳耐磨损能力和最优效率优化设计的数学模型，提出求解此数学模型的数值计算方法。用奇点分布法进行翼型骨线积分计算（无限薄），综合考虑泥沙磨损的影响，在所得翼型骨线上进行加厚得以翼型。本文论述的方法和计算公式正确有效，不仅适用于传统人工设计含沙水中转轮计算，更适用于设计含沙河中转轮的计算机计算。