基于CFD混流泵内流场数值分析

以混流泵为研究对象,运用CFD软件采用基于非结构网格的SIMPLE算法和标准的k-ε湍流模型对混流泵内的流场进行数值模拟.结果表明:运用CFD软件进行数值模拟的结果与试验结果是一致的,说明数值分析的结果是正确可靠的;通过对混流泵内部的流动速度、压力分布等分析揭示了混流泵内部的流动特性,并为混流泵的性能预测、优化设计提供...     

16V265H油机喷孔结构对内部流场的影响

针对16V265H柴油机喷油器,以三维CFD软件FIRE为平台,对喷孔内部空化流动进行了数值模拟.结果发现空化现象十分明显,特别是超空化流动在整个喷油过程中高达90%.另外,从空化分布、速度分布以及流量系数这三个角度分析了入口圆角半径、喷孔夹角以及喷孔长度等几何结构对喷孔内部流动情况的影响.     

制碱流程中新型冷析循环泵叶轮空蚀分析

以高耐蚀性制碱业冷析循环泵为研究对象,运用CFD软件,采用基于非结构网格的SIMPLE算法和标准的k-ε湍流模型对循环泵内部流场进行数值模拟结果表明:叶轮叶片进口区域1/3处容易发生汽蚀,并且吸力面比压力面更容易发生汽蚀;可通过合理设计叶片进口形状,增大进口冲角,改善汽蚀状况,提高混流泵的效率.     

SCR催化转化器内流场数值模拟与结构改进

利用计算流体动力学(CFD)软件,对结构改进前后的SCR催化转化器内流场进行了三维稳态流动数值模拟,对比分析了改进前后两种不同结构的催化转化器内流动特性。模拟结果显示:结构因素对催化转化器的内流动特性有很大影响,通过结构改进,减小了压力损失,使其内部速度分布和温度分布更加均匀。     

船用焚烧炉燃烧过程的模拟分析研究

在三维数值模拟基本原理的基础上,对船用焚烧炉建立三维几何模型和数学模型,用GAMBIT软件建模,借助CFD计算流体力学燃烧模型对焚烧炉炉膛部分进行燃烧过程模拟,以及对烟囱部分进行流场数值模拟,并分析炉膛内温度场的分布,以及烟囱内温度场、压力场和速度场的分布.分析结果证实了焚烧炉的结构设计可行性.     

船用柴油机喷嘴液力负荷有限元分析及结构改进

建立了某船用柴油机喷嘴内部流动的三维CFD计算模型,用计算流体力学软件ANSYS-FLOTRAN对喷嘴内的三维流动进行了模拟分析,得到了喷嘴内部的液压分布,然后将该结果作为边界条件对喷嘴的液力负荷进行了三维有限元分析.结果表明,在高压液力负荷作用下,喷嘴头部的应力梯度较大,喷孔进口内侧上端应力值最大,且存在应力集中.在喷孔进口处倒一半径为0.05 mm的圆角,再次对喷嘴的液力负荷进行分析,发现喷孔进口内侧上端的应力值降低了34%,应力集中也得到了有效缓解.     

喷水推进泵三维造型研究及其流体动力性能CFD分析

以典型CAD软件UG为工具,结合数值模拟过程中网格划分和参数设置的要求,完成某种混流式喷水推进泵的几何建模,应用计算流体动力学程序对上述模型进行数值计算.CFD计算是针对泵整体流场控制体来进行的,而流场区域离散又衙要针对各结构部件分别处理,UG层设置功能能较好地协调两者处理时转换的不便.通过CAD软件和网格划分软件相结合解决了几何建模时叶轮叶顶间隙难以控制的问题.泵流场区域离散采用结构化网格.选取SST紊流模型,采用稳态多参考系方法进行计算.在设计工况和非设计工况下计算所得该混流泵性能参数均与设计所提供值有较好的一致性.     

一种高速旋转轴的新型复合密封设计

针对单向运行的高速减速机、泵等旋转轴容易漏油的现象,将轴流泵的吸油原理与减速机输入输出轴出口处的迷宫密封端盖结合在一起,设计一种高速旋转轴新型复合密封结构.运用CFD软件基于非结构网格SIMPLE算法和标准的k-ε湍流模型,通过改变叶轮叶片的安装角度对密封腔内的流场进行数值模拟.结果表明:叶轮的出口区的压力值大于单向运行减速机箱体内或泵内的一个标准大气压.从而避免减速机箱体内或泵内的润滑油渗漏到外界;通过对密封结构内部的压力分布分析,揭示了密封结构内部的流动特性,并为高速旋转轴新型复合密封的优化设计提供了理论参考.     

车用催化转化器内流场及结构优化分析

催化转化器是目前最有效的汽车排放控制装置,利用计算流体动力学CFD方法,建立某款汽油车催化转化器的三维内流动数学模型,对催化转化器内的流动特性进行了稳态流动数值模拟,研究分析催化转化器入口管角度及载体结构样式对其内速度场、温度场、压力场等特性的影响,以指导催化转化器的结构设计.结果表明30.入口管和球形端面载体结构是较...     

车辆外围流场的数值模拟计算

通过阐述研究汽车空气动力学和利用数值模拟方法研究汽车外流场的意义，介绍了目前在流场计算中被广泛使用的ANSYS软件的CFD功能，结合大客车的实例，对如何利用ANSYS软件的CFD功能建模、网格划分和加载边界条件等进行了详尽、深入浅出的讲解，并对结果进行了分析。最后，展望了这一领域的发展前景。     

叶顶间隙对喷水推进水力性能的影响

分别以设计参数相同的混流式喷水推进泵与轴流式喷水推进泵为对象, 基于剪切应力运输湍流模型、隐式多网格耦合算法与全结构化网格, 对4种不同叶顶间隙的水力性能进行数值模拟, 分析了叶顶间隙对喷水推进水力性能的影响, 研究了叶顶间隙影响程度与喷水推进器类型的关系。研究结果表明: 2种喷水推进泵的扬程、效率均随叶顶间隙增大而减小; 随着叶顶间隙的增大, 混流泵消耗功率先增大后减小, 当叶顶间隙为1.3mm时消耗功率最大, 而轴流泵消耗功率单调减小; 混流泵叶顶间隙变化引起的喷泵效率改变量不受流量影响, 而轴流泵效率变化量随流量增大而增大, 以较大叶顶间隙为基准, 且叶顶间隙变化量相同时, 混流泵效率变化较大, 轴流泵效率变化较小; 混流泵与轴流泵性能存在差异的主要原因是外形结构不同导致间隙涡对叶顶间隙泄流的作用大小不同; 当叶顶间隙由0.7mm增大至1.6mm时, 2种喷水推进器推力效率变化量在1%以内; 随着叶顶间隙的增大, 2种喷水推进器消耗功率的变化趋势与喷水推进泵相同, 且轴流式喷水推进器总推力、功率变化幅值大于混流式, 即混流式喷水推进器对叶顶间隙变化的适应性更好。      

考虑路面车辙的自动驾驶卡车高速公路车道管理策略研究

自动驾驶卡车在横向控制原理、横向位置分布特征上与人工驾驶车辆存在较大差异，为评估自动驾驶卡车对路面耐久的影响并支撑其在人机混驾环境下的车道规划，开展考虑路面车辙的高速公路车道管理策略研究。基于高速公路自然驾驶数据，提取卡车车道内横向分布特征，并提出以正态分布为基础的自动驾驶卡车横向位置分布模式；根据车道类型提出3种高速公路车道管理策略，即专用车道策略、混合流车道策略、专用+混合流车道策略；在不同车道管理策略、横向位置分布参数下，从车辙发展均衡出发确定不同车道自动驾驶、人工驾驶卡车比例，并通过沥青路面三维有限元模型评估路面养护年限。结果表明：专用车道策略中专用车道宽度可变，但要求自动驾驶卡车比例固定，且沥青路面养护年限最低；混合流车道策略适用于所有自动驾驶卡车比例，且养护年限最高；专用+混合流车道策略适用于自动驾驶卡车比例高的高速公路。     

非对称式凸轮转子型双定子叶片泵及流量特性分析

针对传统液压泵的不足,研制了一种新型非对称式凸轮转子型双定子叶片泵. 该泵将凸轮转子型叶片泵的结构和双定子的思想相结合,在泵的壳体内设置了内外两个定子和一个转子,其中转子内外凸起数不同,使该泵可输出多级定流量,也能够同时对多个系统供油. 阐述了泵的工作原理与特点,通过非对称式凸轮转子型双定子叶片泵内部结构的分析,归纳出凸轮转子在不同转角下内外泵的理论流量,进而得到泵在不同工作方式下的瞬时流量. 搭建了非对称式凸轮转子型双定子叶片泵试验平台,试验结果表明:与传统的对称式双凸起凸轮转子型叶片泵相比,非对称式凸轮转子型叶片泵的流量脉动更小,大约降低了2%左右,试验结果与理论分析基本一致,验证了理论分析的正确性.      

新型双作用柱塞泵的设计与特性分析

为改善斜盘式柱塞泵的脉动性能,基于啮合理论和几何学的相关知识,提出了由双端曲面齿轮作为转子、双作用柱塞不间断排油的新型双作用柱塞泵.利用端曲面齿轮副传动原理,建立了双端曲面齿轮啮合坐标系和柱塞运动坐标系,结合柱塞泵的工作特性,进行了柱塞结构的设计,探讨了新型柱塞泵的柱塞分布情况;运用新型双作用柱塞泵的工作原理,推导出了柱塞位移、速度及相应的瞬时流量方程,并分析了柱塞数、偏心率和端曲面齿轮阶数对流量脉动率的影响因素.分析结果表明:相较于现有的斜盘式柱塞泵,新型双作用柱塞泵流量脉动率的变化趋势更为平稳,且流量脉动率随着柱塞数量的增多,偏心率的减小,端曲面齿轮阶数的增大而降低;通过试验,得出柱塞运动速度的最大误差为4.79 mm/s.      

高压小流量离心泵三维建模及流场分析

离心泵内部流场区域的模型是进行泵内流体动力学分析的载体,模型的精确与否将会影响对泵内流体动力学分析结果．真对高压小流量离心泵,应用Pro／E软件对离心泵内部流场区域进行了三维建模,应用FLUENT软件对其内部流场区域的压力分布、速度分布进行了数值仿真．结果表明：通过对高压小流量离心泵流体动力学数值仿真,可以得出高压小流量离心泵内部流场状况,为进一步对高压小流量离心泵进行优化设计提供了理论参考．     

基于计算流体力学的离心泵汽蚀原因分析

针对某型号离心泵振动超标和扬程下降的特征,采用流场数值分析的方法,分析了该泵叶轮的内部流动并得到了大量的三维湍流场的分析结果,通过对叶轮入口处的分析,证实了该泵性能下降是由汽蚀造成的初步推测,该分析结果为改进离心泵的叶型设计、提高离心泵的效率提供了理论依据．     

斜齿齿轮泵流量脉动特性分析

详细分析了斜齿齿轮泵的流量脉动特性,结果表明斜齿齿轮泵不能等同于若干个依此错开一个相位角、具有独立容腔直齿轮泵的迭加,不具有减少流量脉动的功能。     

液力变矩器性能参数的计算误差及其修正方法

为提高液力变矩器数值模拟的精度,采用CFD(computational fluid dynamics)方法对液力变矩器的变矩比、效率和泵轮容量系数等性能参数进行了计算,对计算误差进行了分析,并提出了相应的误差修正方法.通过分析补偿油液流动对泵轮容量系数计算误差的影响,提出了针对泵轮容量系数误差的修正方法.结果表明:数值计算模型中,忽略摩擦损失和补偿油液流动的影响,将引起变矩器性能参数的计算误差;针对摩擦损失提出的误差修正方法,使算例中变矩器的变矩比和效率的最大相对误差均由16.2%减小到13.9%;按照泵轮容量系数误差的修正方法,泵轮容量系数的最大相对误差由13.9%减小到7.3%.     

双作用式变量叶片泵瞬时流量特性的分析

本文给出了双作用式变量叶片泵瞬时流量的计算公式及其典型曲线,分析了瞬时流量变化规律,讨论了减小流量脉动的措施,为双作用式变量叶片泵的设计、制造和性能改进提供了理论依据。