火箭发动机推力室粘性流场数值模拟及实验

用时间相关法的显式格式,结合k-ε方程湍流模型求解氢氧火箭发动机燃烧室中的粘性化学反应流动,化学反应采用9种组分,5个主要反应的有限速率的化学反应模型,得到了流动参数与组分的质量分数在燃烧室中的分布情况.其结果同理论分析的结果相一致,对火箭发动机燃烧室的压力和推力室的推力在启动段、关机段进行了计算机数值仿真,并与该火箭发动机热试车参数进行了比较,仿真的结果与火箭发动机热试车试验结果非常一致,验证了仿真模型的正确性和运用数值模拟方法取代部分实际热试车试验的可行性及可信性.     

CNG发动机工作过程的三维数值模拟

对一台CNG发动机，包括气相流动、燃烧过程在内的发动机工作循环进行了三维模拟计算．用移动网格来模拟气门和活塞的运动，采用分块划分技术形成计算域的整体网格，微分方程的求解基于AVL FIRE程序．根据计算结果，分析了进气道及缸内流场的演变规律、缸内温度场及NOx的形成情况．     

发动机泄漏辅助制动数值模拟

为了研究发动机泄漏辅助制动系统的工作过程, 应用计算流体力学软件Fluent建立了发动机泄漏辅助制动系统的数值模拟计算模型, 利用压力曲线对模型进行了验证, 计算了发动机泄漏制动时的缸内压力和流场分布情况。发现: 发动机泄漏辅助制动系统工作时, 排气门预开间隙大, 则缸内所能达到的压力峰值小, 得到的制动功率小。在压缩过程开始阶段与膨胀过程中, 出现了气体由排气道倒流入气缸中的现象, 且转速低, 排气门开度大时, 倒流现象出现得早。分析结果表明: 适当选择排气门预开间隙, 可以提高发动机泄漏辅助制动系统的制动功率。     

风机流场的数值模拟分析

目前风机流场研究以数学模拟为主，可以利用叶轮机械三元流动等理论，建立相应数学模型，对复杂流场和边界进行数值计算，然后利用MATLAB来实现流场内数据的图形化显示，可以定性、定量地分析数值计算中流场的各个物理量变化．文中针对某类风机进行有限差分数值计算，并图形化显示流场数据，通过分析流场数据对风机结构提出改进．     

不可压流场数值模拟方法综述

根据部分有关文献归纳和总结了计算流体力学数值模拟不可压流场的常用方法,较为全面地介绍了不可压流场计算方法中所涉及的各个方面,旨在帮助初触数据模拟方法的研究者能更少时,更有效地应用数值模拟方法研究工程实际问题。     

发动机进气道三维数值模拟及仿生设计

基于仿生学的基本原理,提出一种能降低发动机进气喉管阻力的仿生非光滑结构形式,并以170F柴油机进气道为分析对象,利用计算流体力学方法研究了仿生非光滑进气喉管对发动机进气阻力的影响。建立170F型柴油机进气道Fluent分析模型(发动机进气道内空气流动域、边界条件及初始条件),进气道气体的湍流现象采用SST k-ω模型模拟。为提高计算效率,对计算域进行多块离散。进气道内的空气流动仿真分析结果表明:在进气道喉管处添加凹坑型非光滑表面后,进气道进气阻力减小14.2%左右,流通系数提高1.2%左右。     

CNG发动机工作过程的一维数值模拟

内燃机模拟计算是一种现代化的计算方法,可以减少试验次数及时间,从而节约内燃机开发和研究工作的人力、物力和财力.采用AVL BOO ST软件建立了某CNG发动机的整机模型,宏观上描述整个发动机的热力学过程,通过全负荷下的速度特性试验验证该模型的可靠性.并在此基础上,对影响CNG发动机性能指标的主要参数进行对比分析,提出改进措施.     

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,减小人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.     

赛艇黏性流场的数值模拟

利用计算流体力学商用软件FLUENT对一单人赛艇进行黏性绕流场数值模拟,得到不同航速下的艇体表面压力、黏性阻力及黏性阻力系数等流场特征值与试验结果吻合得较好;还计算出形状因子（1＋K）与经验公式计算结果相符合.结果表明FLUENT软件能准确地预报赛艇黏性阻力、黏性阻力系数和形状因子等艇型设计所关心的水动力性能参数.     

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．     

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。     

基于KIVA的发动机进气道稳流模拟计算

利用KIVA对发动机进气道的流量、流动状态和缸内的流动状态进行模拟计算和分析.在此基础上,对比不同升程下流动状态,得出相关结论.通过模拟可以在较短的时间内获得关于流动的详细信息,从而降低了新产品开发和试验周期.     

绕流涡街及涡街流量计流场数值仿真

基于涡街理论,分别对圆形阻流体、正方形阻流体和三角形阻流体所形成的涡街场进行仿真研究,同时对三种阻流体对应的涡街流量计进行数值仿真,分析流量计中应变片对三种阻流体流场压力和速度的影响.结果表明,应变片改变了流场振荡的频率,三角形涡街流量计的压力损失最小.     

绕方柱流速度场的数值模拟

采用有限差分法 ,对雷诺数为 2 .2× 10 4 的三维绕方柱流的速度场进行了大涡模拟。运用时间分裂控制(Split Operator)法 ,将N S方程分为对流步、扩散步和传播步。对Smagorinsky假设在近壁区的发散问题用两层模型而非通常采用的WallDampingFunction进行处理。对流项用迎风 中心差分格式模拟 ,压力方程用SOR法迭代求解。计算得到的沿对称线的时均顺流向速度的计算结果与文献上的实验结果进行了比较 ,结果吻合较好。     

掺气分流墩三维流场数值模拟

采用RNGk-ε三维紊流模型和VOF方法,1:1几何建模,对柘林水电站左岸泄洪洞下游掺气分流墩的三维流场进行了数值模拟.在与原型观测试验对比验证的基础上,对该流场的流态、水面、流速分布和压强分布进行了分析.结果表明:流态模拟正确,水面、流速与原型观测结果均能较好吻合;联合作用下的流场,在三维涡体的形成、增强掺气效果和空化空蚀的防止等方面均明显优于无掺气分流墩的流场;三维涡体主要由两股入水主流与池内前部淹没水跃的水体相互摩擦形成;被抛向高空的水翅在下落入水时卷入大量空气,具有较深穿透力,使得波动坎及坎下区域充分掺气,从而破坏空化,防止空蚀.     

柴油机受热零部件耦合系统瞬态温度场数值仿真

文中建立了柴油机活塞组、缸套三维耦合系统循环瞬态传热仿真模型，充分考虑了活塞组和缸套间非常细薄的油膜厚度并对其进行了网格划分，使得所建立的传热模型和以往的研究相比前进了一大步，更接近真实情况．并结合4135柴油机进行模拟计算，得出了实机受热零部件耦合系统三维循环瞬态温度场．同时得出了以前很少人涉及的活塞销座处的温度场，特别是研究了活塞、缸套在周向上的温度分布．     

队列行驶三辆汽车外流场的数值模拟

以智能车辆的MIRA简化模型作为研究对象,在自动控制的前提下,采用移动地面边界条件,对单车和队列行驶状态下的汽车外流场进行了数值模拟研究.分别获得了单车和各种行驶工况下的三辆汽车对称面的压力分布,队列行驶三辆汽车的压力分布与单车的压力分布相似,但是后两车前部的正压区明显减弱.对于等间距和不等间距2种行驶情况,改变车辆之间的距离来模拟多种状态.气动阻力的对比分析说明:队列行驶的三辆汽车,后两车的气动阻力都低于前车的气动阻力,而且平均气动阻力与单车相比均有了一定程度的降低.通过间距的改变分别进行数值模拟,获得了间距对前后行驶三辆汽车气动阻力影响的规律,为以后队列行驶的深入研究奠定了基础.     

涡旋澄清池反应区数值模拟研究

众多的工程实践证明,涡流澄清技术具有较好的经济效益及社会效益.为更好利用该技术,利用Fluent软件模拟水流在涡旋澄清池反应区中的涡旋尺度、涡旋分布、流场状态,获得反应器内部流场的详细信息,同时利用Zeta电位仪及FCD(絮凝光学检测仪)检测絮体Zeta电位及其结构形状的变化情况,通过数值模拟及现场试验,验证并分析了涡旋澄清池反应区中的相关流动参数,提出了影响絮凝效果的因素及规律.