基于逆向工程的离心泵三维建模及数值模拟

离心泵是重要的船用机械配套设备,计算机技术的发展和功能强大的三维制图软件为构造具有复杂曲面的离心泵蜗壳及叶轮流道提供了极大的便利。本文在逆向工程思想的指导下,结合三维激光扫描仪、相关点云处理软件和三维CAD软件,精确地构建出离心泵的三维模型。建立泵的三维水力模型,利用CFD方法分析其内部流动现象和规律。将离心泵性能预测值与试验值进行比较,结果表明两者符合的很好,为泵的结构优化和性能提升打下了基础。     

离心泵内二维流场的数值模拟

在AutoCAD中建立二维离心泵的几何模型,将模型转入GAMBIT进行网格划分,再利用Fluent数值模拟此离心泵内的二维流动。计算模拟结果显示出离心泵内的速度场、压力场和湍流强度等。采用标准的k-ε模型模拟得到的结果可真实反映离心泵内部的复杂流动,为离心泵的设计改良提供了可靠依据。     

潜艇流体动力学数值建模研究

潜艇作为海军的重要舰种,具有良好的机动性、隐蔽性和攻击性,是衡量一个国家海上军事实力的重要标志,也是现代化海上战争的重要战略力量。潜艇的三维结构复杂,其尾翼和指挥台的流体动力学特性不稳定,往往会造成潜艇的振动和噪声等负面影响。因此,研究潜艇的流体动力学特性,并在此基础上设计和改进潜艇的机械结构是研究的热点。本研究建立了潜艇的水下运动函数模型,并利用流体力学解析软件Fluent进行潜艇的流体力学数值建模和仿真,对减小潜艇的水下阻力和噪声,提高流体力学性能有一定的指导作用。     

舰船典型舱室气流组织数值模拟

针对舰船舱室空调系统的末端形式不同于民用建筑空调系统末端形式的特点,提出对采用布风器方式的舰船舱室的气流组织形式进行研究。采用计算流体动力学(CFD)技术,建立实船典型两人舱室的数值试验模型,根据舰船的实际边界条件对该舱室夏季设计工况和冬季设计工况下的气流组织进行数值模拟计算,并对典型截面的速度场及温度场进行分析。模拟结果表明:在夏季设计工况下,虽然布风器周围风速较高、温度较低,但舱内人员活动区域速度场分布较均匀,舱内风速小于0.3 m/s,温度场分布也较为均匀,温度约为26～27 ℃;在冬季设计工况下,除布风器周围风速较高、温度较高外,舱室大部分区域风速较低,小于0.2 m/s,温度约为20 ℃。无论是夏季还是冬季设计工况,采用布风器末端形式的典型两人舱室人员活动区域内的气流速度及温度均满足舒适性标准要求,结果验证了该典型舱室空调系统布置的合理性。

     

船用离心泵减振改进数值模拟分析研究

根据某型船用离心泵存在的振动较大问题,通过对设备振动测试数据的分析,针对离心泵所具有的特点,并结合工程实践,提出了造成设备振动偏大的可能原因.基于CFD性能预报的现代设计方法,对该泵进行了降低振动的改型设计.其改进方案的CFD性能预报结果表明,泵内流动的不稳定性得到了明显改善.     

逆向工程技术在汽车车身设计中的应用与分析

论述了逆向工程技术在汽车车身开发技术中的重要意义,阐述了逆向工程技术的基本概念及其应用.结合车身覆盖件设计制造的特点,重点介绍和分析了实际工作中所采用的逆向工程设备、软件及相关方法和技巧,还介绍了曲面重构后的检测和评价方法.     

船用离心泵内部流场数值分析和性能预测

通过对船用离心泵内流场三维不可压湍进行数值模拟,揭示了泵内流道的压力及速度分布规律,根据泵内流道的压力及速度分布规律,对泵进行水力优化设计,同时对船用离心泵的性能进行预测．     

诱导轮对离心泵空化性能影响数值分析

为了提髙诱导轮离心泵的空化性能和运行稳定性,阐明诱导轮对离心泵空化性能的影响规律,以某型船用凝水泵为研究对象,采用数值模拟手段预测前置诱导轮的空化性能,同时预测了多工况下叶轮的空化性能。数值模拟结果表明：在小流量工况和额定工况下,空化性能曲线基本一致;在大流量工况下,空化特性曲线波动相对比较严重,空化性能较差。     

基于计算流体动力学的流量系数研究

为了研究某液压装置中节流阀的流量系数与孔口雷诺数之间的关系,该文利用计算流体动力学软件FLUENT,构造结构化网格,采用层流模型或标准湍动能-湍动能耗散率(k-ε)模型,对节流阀内部层流或紊流流动进行数值模拟.经过对不同孔口雷诺数工况的数值模拟计算发现:节流阀流量系数与孔口雷诺数关系比较符合文献[7]中提出的短孔流量系数的计算公式,表明了文中提出的基于计算流体动力学的数值模拟是可行的.     

基于三维数值模拟的船用焚烧炉结构改进

在对船用垃圾焚烧炉整体结构内部定常三维湍流数值模拟的基础上,针对初步设计的焚烧炉结构进行改进,在炉底增设了炉排,优化由气冷壁进入炉膛气孔的数量和位置.这些结构方面的改进改善了炉体内气流的分布状态,对燃烧的优化组织,提高燃烧效率,降低排放具有重要作用.     

基于数值模拟和模型试验的泥泵优化设计

结合数值模拟和模型试验,基于流体仿真软件,采用标准k-着湍流模型,模拟大型泥泵的三维流场,预测泥泵的水力性能,并采用增大叶片包角,减小叶片出口角、调整叶片型线等方法对叶片进行优化,最高水力效率达到86%;基于相似定律,按照1颐4的比例设计制造模型泵,在试验台上进行外特性试验。结果证明,优化设计的大型泥泵效率与预测相符,验证了高效泥泵的设计方法。     

离心泵叶轮进口前非定常流动研究

以一离心泵为对象,进行模型泵叶轮进口前非定常流动的PIV试验及数值模拟。基于PIV试验结果可知,在不同流量工况下,吸入管内均存在着较为强烈的预旋流动,预旋流的方向与叶轮旋转方向一致。且泵偏离设计流量工况越大、与叶轮距离越近,预旋流的绝对速度越大。同时,应用数值模拟的方法,详细分析了吸入管内部流场中涡线、压力脉动等的非定常变化,得出在小流量工况下,吸入管内非定常预旋流动将会引起与叶轮转频较为接近的压力脉动,从而对整个泵系统造成严重危害。     

三维数值模拟在斗湖堤水道护岸工程设计中的应用

在对斗湖堤水道河床演变特性进行深入分析的基础上,建立了三维水流数学模型,根据整治目标和治理思路,对该河段整治方案的效果进行了三维局部定床研究,主要是对工程局部水流流速流态进行计算,并对各流量级下水流强度及切应力的平面分布进行分析研究,给出了工程守护范围内冲刷强度的变化情况,研究成果为护岸工程设计及优化提供参考依据。     

压载水处理UV模块的CFD数值模拟及实验研究

针对船舶压载水系统对紫外（UV）杀菌器腔体设计技术水平要求高的特点,应用计算流体动力学（CFD）方法对UV杀菌器中压载水的杀菌过程建立数值模拟模型,并以300 m3/h处理量的UV杀菌器为对象,对其内部流场进行了模拟计算,重点对水力、辐射、剂量进行了模拟分析,获得了腔体内辐射剂量分布情况,并通过生物实验来检测实验装置是否满足IMO标准。     

船用离心泵改进的CFD方法研究

在工程实践的基础上,通过对振动测试数据的分析,提出了造成某船用离心泵振动偏大的可能原因。基于CFD数值模拟分析方法,对该泵进行改进设计。改进方案的CFD数值模拟分析结果表明,泵内流体流动比较均匀,在设计工况下的运行状态良好。改进后样机的水动力性能满足技术要求,振动水平大幅下降。     

离心泵水动力噪声计算方法研究

离心泵作为舰船重要的流体机械,也是管路系统中主要噪声源之一。泵内流动诱发噪声的计算难点在于流噪声声源的准确模拟和边界条件的确定。文中采用CFD方法计算泵内流场并根据FW-H方程提取叶轮转动偶极子声源和蜗壳内表面偶极子声源;基于管道测试技术获得泵进出口边界条件,建立了以蜗壳为界的边界元模型,考虑了蜗壳对声传播的散射作用。通过内域声学直接边界元方法求解泵内声场,建立了离心泵水动力噪声的计算方法。通过试验测试对建立的计算方法进行了验证。计算分析表明:离心泵内主要噪声源为蜗壳表面偶极子声源;泵出口噪声大于入口,具有偶极子声源特性。     

船舶航行数值模拟在水运工程的应用

文章回顾总结了船舶航行数值模拟在水运工程中的应用现状,讨论了不同自然条件对船舶航行的影响以及行船之间的相互影响,并介绍了船舶航行模拟软件Dynasim.为论证我国南方港口设计中某一泊位的通航安全,利用该软件模拟了多种船舶在不同风、浪、流以及船舶装载等条件下的航迹线,讨论了两船之间的追越和相遇时彼此的影响.通过具体的船舶...     

低振动噪声船用离心泵的水力设计

随着现代船舶对运行环境舒适性要求的提高,船用泵设备的振动噪声控制已显得越来越重要.泵内水流脉动是船用离心泵的最主要振动噪声源,故降低泵内流动脉动是低噪声泵设计的关键之一.该文基于CFD性能预报的叶片泵现代设计方法,对某型船用立式离心泵进行了低振动、低噪声的改型设计.改型设计方案采取了一系列有利于降低泵内流动脉动措施,包括应用双流道蜗壳、增加泵叶梢与蜗舌的间隙、适当增加叶片数、叶片侧斜等.改型设计方案的CFD性能预报结果表明,泵内流动的不稳定性得到了明显改善.进一步的实泵试验台架对比试验结果表明,改型泵的水力性能优于原泵,而一阶叶频流噪声较原泵有大幅降低,获得了6dB以上的改善.