固液分离过滤器流场的数值模拟与分析

采用计算流体动力学（简称CFD）方法对过滤器的过滤单元——滤柱内的流场进行了模拟和分析,并改变边界条件和模型的结构,分析了其对流场的影响．结果表明,减小入口水流速度有利于颗粒在滤柱表面的均匀沉积;将出水口设置到罐体最上部,可以基本消除滤柱内的死水区,同时也增大了有效过滤面积,提高了过滤效率．     

Computational fluid dynamics and experimental study of lock-in phenomenon in vortex-induced motions of a cell-truss spar

Spar platforms could be subject to vortex-induced-motions (VIM) in certain current conditions. Lockin is a phenomenon which occurs in a range of reduced velocities in VIM. In this paper, a new concept of spar platform called cell-truss spar is studied using both computational fluid dynamics (CFD) and model test to investigate the VIM of the spar under different reduced velocities. The unique configuration of the cell-truss spar is carefully considered, and the unsteady flow around the spar is calculated and visualized in CFD simulations. A physical model with a scale ratio of 1:100 of the cell-truss spar is fabricated, and model tests are carried out in the current-generating ocean engineering basin. Many important parameters in VIM of the cell-truss spar are obtained, the occurrence of lock-in phenomenon is successfully simulated, and the mechanism and rules of lock-in are analyzed.     

基于CFD的三氟甲烷气体灭火系统管网压力损失计算方法研究

为了研究三氟甲烷灭火剂在管网内流动时的压力损失计算方法,在分析和研究相关实验和理论的基础上,提出并建立了三氟甲烷的CFD模拟方法,进而获得了新的压力损失计算公式,并通过实验对新的计算公式进行了验证,验证结果表明基于CFD的管网压力损失计算方法,直观性强、可靠性高,能较为准确地描述三氟甲烷在管网中流动时的压力损失.     

船舶CAD/CFD一体化设计过程集成技术研究

传统的船型设计中,CFD大多用来检验CAD的设计结果,而不是用来驱动产品设计.两者基本上处于"孤岛"状态,没有实现有机的集成.为使CFD更好的服务于船舶总体设计,实现船舶CAD/CFD的一体化优化设计,需要针对现有的计算软件和设计模式,利用集成优化平台进行流程集成及数据集成.文中采用集成优化平台iSIGHT初步实现了船舶三维建模软件、CFD计算分析软件之间的数据集成和过程集成.     

基于Volterra理论的扁平箱梁气动力非线性特性研究

为了研究扁平箱梁断面气动力系统的非线性特性,采用Volterra理论和CFD方法,对丹麦大带东桥主桥加劲梁断面的气动力特性进行研究。利用脉冲激励模型分别作竖弯和扭转运动,并基于CFD一次数值模拟,对大带东桥扁平箱梁断面气动力系统的Volterra级数核进行识别,建立扁平箱梁断面气动力系统的非线性离散时间Volterra级数模型,该模型可以快速给出任意简谐激励下的气动力响应,无需耗时很久的CFD模拟。分别基于竖弯和扭转向的强迫简谐位移激励,使用Volterra级数气动力模型对大带东桥扁平箱梁断面的气动力系统进行仿真,将得到的仿真时程与CFD模拟结果进行对比,分析振动频率和幅值对扁平箱梁断面气动力系统非线性特性的影响。结果表明：忽略二阶及以上非线性高阶项得到的Volterra级数模型给出的气动力估计与CFD模拟差别很小;扁平箱梁断面气动力的高阶非线性效应较小,其为弱气动力非线性系统;在研究的强迫运动位移幅值和频率范围内,扁平箱梁断面的气动力模型响应没有表现出对振动幅值和频率的显著相关性,且仿真值与CFD模拟值的最大相对精度误差不超过10%。     

Breaking wave at the bow of a fast displacement ship model

We investigated the flow structures under the bow wave generated by a fast displacement ship model (INSEAN model 2340) in the presence of wave breaking. The data acquired were also used for a detailed database for CFD validation. The mean and r.m.s. point-wise values of the wave height were measured by means of a finger probe. The intensity of the breaking wave was taken as the r.m.s value of the wave height. The mean velocity field under the free surface was measured at 0.15 L _PP and 0.2 L _PP downstream of the fore perpendicular by means of a 5-hole Pitot probe. Uncertainty assessment of the wave height and velocity field results was performed following the AIAA Standards S-071-1995. Preliminary CFD results from a RANSE code with a breaking model are shown in comparison with the measured data.     

喷雾夹角影响柴油机混合气形成与燃烧的CFD研究

运用CFD软件对直喷柴油机燃烧室中的喷雾及燃烧过程进行数值计算,考察了不同喷雾夹角下燃油的雾化过程、射流的发展形态以及近壁面区域浓度场的分布情况,并将计算结果进行了对比分析。结果表明,高速的射流漩涡对混合气的卷吸能力很强,油束末端的滞止区呈现较高的浓度;喷雾夹角过大会使燃油喷溅到燃烧室壁上,过小则活塞顶隙内的空气利用不充分,均对燃烧过程造成不良影响。     

柴油机尿素SCR催化器优化设计

运用计算流体力学手段对柴油机SCR催化器内排气流动、尿素水溶液喷射雾化、液滴蒸发、尿素热解和催化剂表面化学反应等整个NOx后处理过程进行了模拟,通过考察不同方案下载体前端面的尿素浓度分布及NOx转化率,研究了还原剂添加位置、喷嘴型式以及催化器入口扩张管形状等因素对催化器系统NOx转化性能的影响,研究结果为催化器的优化设计提供了指导依据。     

复杂汽车消声器内部流场数值模拟

汽车消声器是降低排气噪声的主要装置。近年来随着汽车工业的发展，国际上已经开始对汽车的各个零部件分别加以优化设计，其中利用计算流体力学对消声器的流场进行模拟是消声器设计的一个新动向。但是，对于比较复杂的消声器其内部流场复杂，计算量大，计算往往费时过多。本文利用并行计算机群，克服了硬件的困难，用计算流体力学对一复杂消声器内部流场进行了模拟。消声器以穿孔管为主要内件，共有2080个小孔。模拟结果清楚地反映了孔喷射和腔内涡流等流动现象，计算了多个工况，得到进口流速和背压关系。本文计算结果对消声器的设计有指导意义。     

CFD在船型优化中的应用

本文以 VLCC 型线开发与优化为工程背景,应用 CFD 方法对比分析了原型与优化船型的阻力性能,从而展现 CFD 软件 Shipflow 的功能及其应用。