切向单双入口旋流器油-水两相分离流场及特性研究

运用雷诺应力模型（RSM）及两相流 MIXTURE 混合模型和 SIMPLEC 算法对切向单、双入口旋流器内的流场进行模拟分析。采用作图法描述了锥段中间截面处的切向速度、径向速度、湍动能及湍能耗散率,使内部复杂旋流流场的分析得以简化。模拟结果表明：单入口旋流器内流场具有不对称性,呈现偏心结构,双入口旋流器流场具有较好的对称性;油-水分离时,切向双入口旋流器中的分离效率为96%,高于单入口旋流器的94%,但同时增大了能量消耗。实验测试结果显示：流量为3 m3/ h 时的实际分离效率为90%,与模拟结果的平均误差为5%,处理流量相同时,采用切向双入口旋流器更能提高分离效率。     

压载水旋流预处理单元的优化设计与数值模拟

压载水管理公约D2对压载水中颗粒物粒径范围及含量做出了明确规定。为满足此规定,水力旋流器逐步开始应用于船舶压载水处理系统中。为了提高水力旋流器的分离效率,通过改变水力旋流器的入口结构对水力旋流器进行优化,即将入口结构设计为阿基米德螺线形入口来增加流体转动速度,降低能量消耗,从而提高分离效率。应用Fluent软件,结合雷诺应力模型(RSM)和混合多相流(Mixture)分析方法,对优化前、后的水力旋流器进行固-液两相流数值模拟。模拟内容包括水力旋流器内的速度分布、固相体积分数分布以及分离效率等。通过对比2种模型的模拟结果,说明优化的水力旋流器内部的流场速度以及分离效率均有一定的提高,达到了优化目的。     

压载水旋流预处理单元的优化设计与数值模拟

压载水管理公约 D2对压载水中颗粒物粒径范围及含量做出了明确规定。为满足此规定,水力旋流器逐步开始应用于船舶压载水处理系统中。为了提高水力旋流器的分离效率,通过改变水力旋流器的入口结构对水力旋流器进行优化,即将入口结构设计为阿基米德螺线形入口来增加流体转动速度,降低能量消耗,从而提高分离效率。应用 Fluent软件,结合雷诺应力模型（RSM）和混合多相流（Mixture）分析方法,对优化前、后的水力旋流器进行固-液两相流数值模拟。模拟内容包括水力旋流器内的速度分布、固相体积分数分布以及分离效率等。通过对比2种模型的模拟结果,说明优化的水力旋流器内部的流场速度以及分离效率均有一定的提高,达到了优化目的。     

带入口旋流器的文丘利调风器出口流场的流动特性分析

针对一种带入口旋流器的新型文丘利调风器出口流场进行了数值模拟,数值模拟结果与常规文丘利调风器出口流场数值模拟结果进行了对比分析,所得预测分析结果为这种带入口旋流器的新型文丘利调风器的应用提供了设计依据.     

带入口旋流器的文丘利调风器出口流场的流动特性分析

针对一种带入口旋流器的新型文丘利调风器出口流场进行了数值模拟，数值模拟结果与常规文丘利调风器出口流场数值模拟结果进行了对比分析，所得预测分析结果为这种带入口旋流器的新型文丘利调风器的应用提供了设计依据。     

液／固旋流器分离性能的研究

利用Eulerian方法，结合RSM湍流模型，对旋流器内部的液／固多相流动进行了数值模拟，对分离效率与液相分流比和旋流器锥体高度、柱体高度之间的关系进行了系统的研究。在此基础上设计了用于室内实验的液／固旋流器，并进行了水／砂、油／砂分离实验，数值模拟结果与实验数据吻合很好，验证了数值模拟方法的正确性。实验研究了入口流速、油水比例和旋流器级数对旋流器分离效率的影响。此外，根据量纲分析得到了一定Re数范围内分离效率η与Stk数之间的函数关系。     

双通道旋流式燃烧器出口冷态流场的流动特性分析

依据试验结果,针对一种带入口旋流器的双通道旋流式燃烧器出口冷态流场进行了详细的数值模拟,对比分析了这种双通道旋流式燃烧器在各影响参数变化情况下出口流场的变化规律和特点,所得预测分析结果为这种带入口旋流器的双通道旋流式燃烧器的性能优化与设计提供了依据.     

扩压器流场的数值模拟

运用Fluent软件对5种不同结构型式扩压器的流场进行了数值模拟,获得了各流场参数分布,分析了不同结构型式扩压器的流场特点、压力恢复性能;研究了扩压器出口背压对流场参数的影响。结果表明:扩压器采用适当的扩张角和合适的长度时具有较好的压力恢复性能;随着扩压器出口背压的增大,恢复压力提高,但较高的背压会使激波串向扩压器入口移动,从而干扰入口上游的流场。     

双通道型旋流式调风器出口等温流场中液相颗粒轨迹的数值模拟分析

应用随机轨道模型 ,对在一定入口旋流器宽度下的双通道旋流式调风器燃油锅炉出口冷态气———液两相流动进行了模拟 ,并选取典型颗粒分别计算了在三种旋流器宽度下 ,颗粒轴向、周向速度变化情况。     

双通道旋流式燃烧器出口冷态流场的流动特性分析

依据试验结果，针对一种带入口旋流器的双通道旋流式燃烧器出口冷态流场进行了详细的数值模拟，对比分析了这种双通道旋流式燃烧器在各影响参数变化情况下出口流场的变化规律和特点，所得预测分析结果为这种带人口旋流器的双通道旋流式燃烧器的性能优化与设计提供了依据。     

船舶含油污水动态旋流分离器的结构设计研究

船舶含油污水的处理一直沿用“重力-聚结组合”或“过滤-聚结组合”分离装置,分离精度上虽然能达到海船防污染规范之要求,但其分离量难以满足大型船舶的不同作业需要。该文所介绍的船舶含油污水动态旋流分离器兼顾了上述两方面,研究论述了其结构设计及制造装配之思路．介绍了船舶含油污水动态旋流分离器主要结构及其工作原理,给出了该装置工作状况的基本参数;提出了船舶含油污水处理的新方法。     

改善港口口门流态相关工程措施的研究

港口口门水域的流态是港口规划建设时需重点考虑的问题,口门流速过大会影响船舶进出港的通航安全.结合某港区规划方案和青岛港某码头规划设计方案,通过流场数值模拟,分析造成口门水域流速过大的不同原因,提出改善口门水流条件的相应工程措施.     

一种用于疏浚泥沙分离的水力旋流器效率分析

研究用于疏浚泥沙分离的短柱型水力旋流器性能,应用FLUENT软件建立水力旋流器内两相湍流三维模型。主要分析了短柱型旋流器对疏浚泥的分离效率,并给出不同颗粒直径与旋流器直径之间的关系公式,得到最佳旋流器几何尺寸,为用于疏浚泥水力分离旋流器的设备选型提供依据。     

弯曲窄槽型河段多线船闸通航水流条件研究

当船闸下游引航道口门区位于河道的弯曲窄槽段时,由于河道水深较浅、通航水流条件非常复杂,不利于通航。依托京南枢纽二线船闸工程,采用1∶100整体物理模型,对弯曲窄槽型河段多线船闸通航水流条件开展系列试验研究。结果表明:1)原枢纽平面布置方案存在缺陷,下游引航道口门区水流条件易受弯道顶冲水流的影响,弯道处断面束窄导致流速较大。2)同时隔流堤高程太低,会引起水流翻过隔流堤产生混乱水流的现象。提出改进措施:1)上游隔流堤高程应加高至33.46 m,下游隔流堤高程应加高至32.58 m。2)推荐增设隔流墙、调顺岸线,同时开挖河床等。研究方案为京南枢纽二线船闸工程通航水流条件改善提供了技术支持。     

基于Flow-3D的新型半圆形构件水动力特性研究

生态丁坝是基于水工学和生态学的新型整治建筑物，不仅起到调控河道水位、维护边坡稳定的作用，还促进了生态修复。采用Flow-3D流体力学软件分析了新型半圆形构件的流速、紊动能等关键水动力要素。结果表明，基于Flow-3D数值模拟得到的水流流速拟合结果良好，采用该软件研究航道整治工程中复杂构件的水动力特性是可行的；新型半圆形构件内的横隔板将腔体分为上下两块区域，上方水流流速、紊动能明显大于下层，且下层流速、紊动能基本不受外界流速影响；构件上下层具有不同的生态效应，其水动力特性分别适宜于鱼类和底栖生物的生存。     

松花江依兰航电枢纽施工期通航条件研究

采用正态物理模型对依兰航电枢纽下坝线施工一期春汛围堰、主围堰及施工二期通航水流条件进行试验研究。经过多方案比较,提出了经济合理的施工期通航工程措施。结果表明:施工一期春汛围堰、主围堰均壅高了上游水位,同时改变了水流流速分布。施工二期船闸及整治工程建成后,船闸试通航期上下游引航道口门区及连接段通航水流条件基本满足要求,洪水期仅下游连接段纵向水流流速偏大。     

单双壳体典型结构耐撞特性模型试验研究及仿真分析

基于单双壳体典型结构特征,以总重量相近为基础,分别设计单双壳体结构缩比试验模型,针对单壳和有舷间水双壳模型状态,以230kg球形撞击体,初速7.8m/s侧向撞击为载荷工况,开展单双壳体典型结构耐撞特性模型试验研究。通过对撞击后结构模型的损伤状态及相关参量的观测,试验结果显示,单双壳体结构撞击载荷作用下结构的失效及破坏模式存在较大差异;进一步结合高瞬态非线性有限元程序MSC/Dytran对模型试验过程中的结构动态响应特性以及构件吸能分布特性开展深入分析,研究结果显示:不考虑外壳外部附连水影响时,由于舷间水和结构构件分散的影响,双壳结构的撞击载荷过程延长,冲击载荷峰值低于单壳结构,但耐压壳体撞击形变区域相对集中,凸起明显;单壳结构撞击形变影响区域较大,撞击力作用时间短,冲击载荷峰值较高。通过综合分析单双壳结构撞击力历程特征曲线、构件塑性变形能分布规律特性分析,可以认为随着撞击强度的不断增加,单壳结构的剩余强度将趋近于双壳结构耐压壳体。