单井循环地下水源热泵换热特性CFD模拟与验证

针对单井循环地下换热系统CFD模拟研究的不足,建立了该系统多区域耦合的CFD模型用于研究其地下水流动和换热特性。结果表明,循环单井、抽灌同井和填砾抽灌同井CFD模型的抽水温度和含水层特征点温度模拟结果均与试验测试结果吻合较好,3种热源井25 min的累计取热量相对误差分别为12.1%、3.0%和8.2%。所建立的3种热源井CFD模型可以用于分析和预测实际单井循环地下换热系统中热源井特性、含水层流场和温度场的变化情况,并能提供较为准确的模拟数据。     

槽式太阳能聚热器风载荷数值模拟研究

采用计算流体力学(CFD)理论建立了计算模型,对槽式太阳能聚热器不同角度、不同风速、聚热器板之间不同缝隙对风载荷的影响进行了分析。结果表明:聚热器随风速和角度变化对载荷影响较大,聚热器之间缝隙对风载荷影响几乎不变。     

非道路用柴油机缸体水套CFD分析及优化改进

利用AVL F ire软件对SNH4102Z柴油发动机的缸体水套进行了冷却水的流动分布、压力损失及换热性能的CFD分析,然后在原机的基础上进行了优化改进。结果表明:原机缸体水套存在背水侧冷却强度不足、冷却均匀性差的缺点,不能满足缸套冷却要求。而提出的改进方案明显提高了缸体水套背水侧的冷却强度,改善了缸体冷却的均匀性。     

农户用机械通风钢网式小麦干燥储藏仓的气流场分析

为保障农户收获后高水分粮食不落地安全储藏,针对一种仓壁透气中心带通风立筒的圆形钢网式农户储粮干燥仓,应用CFD法对收获后高水分小麦在进行机械通风时的气流场进行仿真分析,将仓内小麦堆等效为多孔介质,分析静压、动压、流量等空间分布规律。结果表明:仓内静压和动压值随半径(横向)增加呈指数衰减;柱面流量随半径呈幂函数衰减;横截面流量随高度呈指数衰减;粮堆区竖向通风均匀度显著优于横向(径向);流量分布为仓底上粮面仓壁,仓壁气流流量只占总流量的24.6%;实仓风速测试结果与仿真分析结果规律一致,平均相对误差为16.35%,表明基于多孔介质模型和CFD法分析钢网式储粮干燥仓的流场分析具有较好的准确性,研究结果为此类钢网式储粮仓流场分析和优化提供了方法和依据。     

不同通风系统降温效果的数学模拟及试验验证

为了解不同通风系统中粮堆内温度场的变化规律,利用多功能试验仓对稻谷堆进行降温试验,采用数字式温度传感器监测粮堆温度变化,同时通过实仓数据和模拟结果进行验证。利用CFD仿真模拟重现三种通风系统通风过程中的温度变化,且利用MATLAP软件对模拟所得云图进行颜色覆盖面积统计,以此讨论三种通风系统的通风均匀性。结果表明,仓储稻谷堆机械通风过程CFD模型可以准确地反应通风过程中粮堆内部温度的分布情况;横向通风和夹底通风均匀性优于地上笼通风。     

甘蔗收割机排杂风机叶轮结构参数优化与试验

切断式甘蔗收割机排杂风机的作业质量对甘蔗的含杂率有重要影响。为提高排杂风机叶轮的性能,该研究首先针对排杂风机建立了计算流体力学模型,以叶片安装角(β)、叶片数(N)、间隙占比(G)为因素,以风机转速为1 650r/min时的空载风速为指标,设计了三因素三水平的Box-Behnken仿真试验,并对叶轮参数进行优化。结果表明:在叶片数为3～5、安装角为20°～30°、间隙占比为55%～70%的范围内,G、G2、N2、G、N2×G对风机的空载风速影响极显著(P0.01),N和N×G对空载风速影响显著(P0.05)。优化得到叶轮最佳结构参数为:叶片数为4、安装角为30°、间隙占比为55%。风速仿真值与测量值的最大误差为5.24%,平均误差为4.29%,仿真结果具有较高的准确性。以优化参数进行的田间试验结果表明,收获长势差的甘蔗时含杂率最多降低2.4个百分点,损失率最多上升0.85个百分点。本研究提高了风机在复杂田间情况下的排杂性能。     

双流道泵叶轮内湍流的数值模拟

对双流道泵叶轮内3维不可压湍流流动进行了数值模拟。计算采用了雷诺时均N-S方程和修正了的k-ε湍流模型,计算在体贴坐标系和交错网格中进行并采用了SIMPLE-C算法。计算结果首次揭示了双流道泵叶轮内湍流流动的速度分布、压力分布和湍动能分布规律。研究结果可以用来对双流道泵进行性能预测并为双流道泵的优化设计创造了条件     

基于Pro/E的水轮机尾水管肘管部分的三维造型

针对水轮机内部流场CFD数值模拟及工程实际制造需要,对弯肘型尾水管的三维造型进行分析与研究,发现常用的造型方法过程繁琐,且不便于修改流道也不易光滑.本文提出一种新的造型方法,不仅克服了常用方法的弊端,而且造型过程简洁直观、生成的型面平顺光滑,修改过程灵活,适应性强,可更精确地实现设计意图.经实例造型与CFD流场模拟验证,提出的方法不仅设计出的尾水管内部水流运动符合设计假定,其流场分布与理论分析相符,而且所设计出的尾水管流道平顺光滑,流态良好.     

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.     

单栋塑料大棚在高温低风速下的自然通风数值研究

为了研究华东型单栋塑料大棚在高温低风速极端天气下的自然通风特征,利用计算流体力学(CFD)理论建立栽培植物的全尺度三维自然通风模型,模型包括了太阳辐射和作物的影响。仿真结果证实:在外界风速较低时,热压通风起主导作用,且增开天窗能提高大棚的通风效果。CFD仿真结果和实验测试点的温度偏差在1.1°C之内,吻合较好,验证了CFD模型的有效性。