基于有限元沙柳切割过程数值模拟和工作参数优化

针对圆盘式灌木平茬机作业时岔口质量差、刀具磨损严重的问题,提出了利用ABAQUS软件对沙柳平茬过程进行动态模拟仿真优化工作参数的方法;构建了沙柳三维切削模型,得到了切削过程中沙柳及圆盘锯片的应力变化情况,分析了应力变化的原因。通过双因素实验法,确定了切削参数中进给速度对切削力的影响最大,得出了圆盘锯片的最佳切削参数组合为切削速度60m/s、进给速度350mm/s。田间试验表明:9GZ-1.0型自走式灌木平茬机在切削速度为60m/s、进给速度350mm/s时,每10min切削量为153.2kg,漏割率为0.08,切割效果最好,与模拟切削得到的结果基本相符。     

农药射流混合装置结构参数优化数值模拟研究

分析了农药混合装置原理,对射流器进行了关键参数的设计,应用Gambit建立射流器三维网格模型,应用Fluent仿真分析了射流口直径、引流口直径、引流口位置对引射流量的影响,提出了射流器结构参数优化设计的方法,为农药射流混合装置的设计提供了理论与方法。     

泵站开敞式进水池几何参数的数值模拟

基于定常不可压流体的控制方程和重整化群湍流模型,应用SIMPLEC算法,计算了不同几何参数的泵站开敞式进水池定常流动.研究表明过小的后壁距将引起进水喇叭口的单向进水趋势,过大的后壁距将导致后壁产生较大区域的回流区;过小的悬空高使得流入喇叭口的水流流线过于弯曲,过大的悬空高将形成喇叭口的单面进水,导致水泵进口的轴向流速分布不均匀.研究显示矩形、梯形和半圆形进水池水力性能相近,ω形进水池的水力性能最佳,进水管流速分布均匀.基于数值模拟结果提出的进水池主要尺寸参数的范围和后壁平面形状,可应用于工程实际.     

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。     

齿形迷宫流道流场数值模拟与优化

利用CFD流体动力学分析软件,对齿形迷宫流道内部流场进行仿真计算,通过计算结果获得相关参数及可视化图,并基于这些计算结果进行流道结构优化设计。数值计算结果表明流道内部呈紊流流态;涡流区、滞流区和低速区域较大,主流域流通面积小且向右偏移。按主流流线形状对流道进行结构优化后,增强了流道的＂自冲刷＂功能;优化后的流道适应＂低...     

泵站开敞式进水池几何参数的数值模拟

基于定常不可压流体的控制方程和重整化群湍流模型,应用SIMPLEC算法,计算了不同几何参数的泵站开敞式进水池定常流动。研究表明过小的后壁距将引起进水喇叭口的单向进水趋势,过大的后壁距将导致后壁产生较大区域的回流区;过小的悬空高使得流入喇叭口的水流流线过于弯曲,过大的悬空高将形成喇叭口的单面进水,导致水泵进口的轴向流速分布不均匀。研究显示矩形、梯形和半圆形进水池水力性能相近,ω形进水池的水力性能最佳,进水管流速分布均匀。基于数值模拟结果提出的进水池主要尺寸参数的范围和后壁平面形状,可应用于工程实际。     

排气消声器性能的数值模拟

用三维有限元法计算出消声器的四端子参数,利用所求得的四端子参数计算消声器的性能,克服了由高次波影响和一维理论计算公式在高频区计算不准确造成的缺陷。利用上述方法,分别对截面形状、端部形状和进出气管位置不同的多种扩张式消声器性能进行了数值模拟。结果表明,扩张室为圆形截面的消声器性能优于椭圆形和矩形截面消声器;扩张室端部形状不仅影响消声器传递损失的大小,还影响到传递损失的变化周期;当进出气管之一与扩张室轴线偏离一定距离时,可有效地提高消声器的消声频率,改善消声性能。     

汽车尾灯支架成形数值模拟与优化

汽车尾灯支架是汽车外覆盖件。对单个零件进行成形时,需要增加很多工艺补充材料,冲压方向不容易确定,而且会产生侧向力。利用对称性采用一模两件工艺,既降低了成形难度,提高材料的利用率,又有利于拉深成形过程中的金属流动。利用数值模拟技术,仿真了成形过程;根据应力应变的分布,对成形中的起皱和拉裂,以及板料变形程度进行了预测;优化了毛坯形状、工艺补充面、拉延筋的分布和阻力。优化后的工艺参数得到了良好的成形质量,模拟结果与实验吻合。     

齿型迷宫流道灌水器水力性能数值模拟研究

【目的】定量探究流道结构参数与灌水器水力性能之间的互馈关系。【方法】研究齿角度(a)、齿底距(b)、齿高度(c)和流道深度(d)4个关键因素,选用L18(37)正交试验设计方案,通过室内测试与数值模拟,定量分析了流道结构参数对其水力性能的影响。【结果】采用四面体含边界层网格或混合多面体网格的模拟精度最高,采用标准k-ε计算模型,流量偏差率可控制在6.00%的误差范围内,可推荐作为齿型流道结构灌水器数值模拟时的参考设置模式;按显著性水平α=0.1检验,流道深度和齿高度对流态指数存在显著影响;此外,研究构建了流态指数与齿型灌水器关键结构参数之间的定量多元线性回归方程为;X=4.67×10-4a-0.005 4b-0.016 1c+0.041 7d+0.442 2,流量系数的回归方程为:K=0.211 1a+2.822 4b+1.796 5c+8.247 8d-11.584 9。【结论】齿型流道结构滴头的网格划分宜采用四面体含边界层网格或混合多面体网格型式,且流态指数和流量系数与齿型灌水器关键结构参数之间的关系可以通过多元线性回归方程表示。     

木质成型燃料取暖炉燃烧数值模拟与优化

为了强化木质成型燃料取暖炉燃烧效果,减少污染排放,提高采暖炉热效率,引入旋流燃烧技术,提出新型木质成型燃料旋流炉排燃烧器。数值模拟取暖炉在不同过量空气系数和不同炉排二次风入口角度条件下,炉内速度场、温度场、浓度场的变化。结果表明:通过旋流二次风产生高温回流区,有效强化了燃烧,提高了炉膛有效利用面积;过量空气系数为1.5、二次风入口倾角为30°时,燃尽率高,烟气温度分布均匀,污染少。     

伞齿轮冷闭塞锻造成形过程数值仿真

采用冷闭塞锻造技术生产汽车伞齿轮具有节材、节能、低成本、高效率的显著优点，而且齿轮机械性能好、使用寿命高。采用DEFORM软件对捷达轿车差速器伴齿轮冷闭塞锻造成形过程进行了计算机仿真。模拟工艺试验表明，冷闭塞锻造工艺与模具设计合理，数值模拟分析准确，对轿车差速器伞齿轮冷塞锻造技术的工程应用具有重要意义。     

直齿圆柱齿轮冷精锻成形过程数值模拟分析

对直齿圆柱齿轮冷精锻成形过程进行了三维大变形弹塑性有限元数值模拟。对闭式模锻预锻及以闭式模锻、孔分流及约束分流为终锻的两步成形过程的流动情况进行了数值分析。数值模拟结果及前期的工艺试验表明：终锻中采取分流、尤其是约束孔分流措施对于降低工作载荷、提高角隅充填能力十分有利，采用矩阵变换技术解决因引入边界摩擦及滑动约束带来的刚度阵非对称问题较为简单、合理、有效。     

带可调进口导叶轴流泵装置水力性能数值分析

根据轴流泵进口导叶片的设计要求,设计了可调进口导叶并开展了不同安放角进口导叶轴流泵装置的三维定常数值计算,获取了进口导叶对轴流泵装置水力性能调节的综合特性曲线,建立了带可调进口导叶轴流泵装置水力性能预测的多元非线性回归预测数学模型。依据数值计算结果和速度三角形分析了可调进口导叶对转轮及轴流泵装置水力性能的影响,结果表明:在进口导叶安放角0°时,相比不带可调进口导叶的轴流泵装置,在高效区及小流量工况时带进口导叶泵装置的能量性能变化很小,大流量工况时进口导叶的水力损失较大进而导致带进口导叶泵装置的效率下降幅度较大。随进口导叶安放角由0°逐渐向正角度增大时,泵装置的最优工况向小流量方向偏移,泵装置的流量效率曲线呈现出整体下降的趋势;随进口导叶安放角由0°逐渐向负角度减小时,泵装置的最高效率先增大后减小,但泵装置的最高效率点对应的流量未发生改变。     

盘吸式播种机吸盘流场性能分析与优化

盘吸式穴盘育苗播种机是设施农业生产机械化的重要装备,其吸盘结构与真空气室的流场特性对吸排种性能具有显著影响.在传统的吸盘设计与研究中均采用测点试验方法,其不能形象、准确描述内部流场规律.本文利用CFD方法对不同结构形式吸盘的流场进行分析,并对吸盘结构进行优化设计.数值模拟与样机试验表明,改进后的吸盘内部流场与压力场均匀,各吸嘴口处流速一致性明显提高,为吸盘的设计提供了新思路.     

风送式喷雾机喷筒结构优化数值模拟与试验

采用动参考系模型,将可动风机的转速作为仿真的初始值,分段划分喷筒内计算区域中的网格,利用数值及正交试验的方法,对风送式喷雾机的喷筒结构进行了优化设计,仿真计算喷筒出口处的风速。为验证模型的正确性,在对应风机转速下,实测了喷筒出口各采样点的风速,并将实测值与仿真结果进行了覆盖率统计及χ2检验。结果表明:影响喷筒压力损失及喷筒出口风速的因素依次为:出风口直径、柱形喷筒长度、锥形喷筒长度;在喷筒出口采样点上,仿真计算出的风速区间覆盖实测风速的概率为95%;χ2检验表明在水平0.05下,喷筒出风口风速的仿真值均服从其实际测量值的分布;因此,利用动参考系方法,以风机转速为初始条件,对喷筒出风口速度的数值模拟是可信的。     

固定床气化炉中心管配风压力场数值模拟

气化剂配风工艺的改变可对气化过程中炉内温度产生影响,经过对比测温实验得到中心管配风工况下床层温度高于双层配风工况。应用Fluent软件对不同配风工艺下气化炉压力场进行模拟分析,根据燃烧学理论找出热解层压力对气化反应的影响因素,结果表明:气化剂中心管供给降低了气化炉热解层区域压力,且该工况下床层压力分布较均匀。热解层压力降低可增加挥发分析出量,加快反应速率,提高炉内温度,从床层压力角度诠释了气化炉实验结果,最后通过误差分析方法检验了仿真结果的准确性。     

射流自吸式离心泵三维湍流数值模拟与实验分析

为了获取射流自吸式离心泵内部流动信息,以一内置射流喷嘴的自吸式离心泵为研究对象,建立了各过流部件三维水体,采用了RNG k-ε湍流模型,通过6组网格无关性检查,确定了计算所需网格,运用CFX 14.0流场分析软件数值模拟预测了7种不同工况下外特性和内部流动,得到了全流场压力、速度等物理量变化规律,并将数值模拟结果与开式实验台测试结果作了对比分析。结果表明,设计工况下数值模拟与实验扬程、轴功率和效率的相对误差为2.63%、6.16%和14.29%,泵实际效率较低,其值为15.68%;当流量Q3.5 m3/h时数值模拟和实验的功率曲线呈近似水平直线,变化很平缓;喷嘴到直线段之间的速度分布沿旋转轴对称,扩散段和叶轮进口之间速度呈上大下小分布,液流不均匀进入叶轮进口;L=0.148 m处是静压、速度和湍动能耗散率等物理量剧烈变化的分界点,静压在此处为最小值,而速度和湍动能耗散率为最大值。数值计算结果为该泵性能预测设计提供了直观的理论依据。     

射流混药装置结构参数对混药性能影响的模拟分析

以射流混药装置结构优化为目标,采用CFD方法研究了混药装置的嘴管距、面积比和吸入口角度等主要参数对混药性能的影响.用混药装置流动性能的实测值对射流混药装置数值模拟方案进行对比表明,确定的射流混药装置数值模拟方案合理.对嘴管距、面积比和吸人口角度3个参数进行了数值模拟.结果表明:这3个参数均不改变h-q单调递减关系类型;嘴管距和吸入口角度的变化不改变η-q关系类型,但面积比会改变η-q曲线变化趋势.     

基于EDEM的离心式排种器排种性能数值模拟

建立了离心式排种器的离散元仿真模型,对离心式排种器工作过程中油菜籽的运动过程进行了仿真分析,确定了油菜籽的运动规律并研究了内锥筒中种量与临界转速的关系、排种器转速与总排量的关系。仿真结果表明:随着内锥筒中的种子质量增多,临界转速呈递减趋势,而随着转速的增加,总排量呈增加趋势。仿真与台架试验验证结果一致,表明采用离散元法分析离心式排种器性能是可行的。