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.     

微重力下气液分离特性的数值模拟

微重力下离心式气液分离技术以分离环境不受重力条件的影响而广泛应用于航天器流体技术、环境控制与生命保障系统等领域.本文对微重力工况下离心式气液分离特性进行了数值模拟研究,通过正交实验法分析在转速、入口速度、含气量、黏度、温度综合作用时,各因素影响的主次关系.结果表明,转速、含气量、温度、黏度对分离效率的影响比较明显,且随转速、含气量、温度的增加,分离效率逐渐增加,而随黏度的增加分离效率逐渐降低,入口速度对分离效率的影响较小,这与美国地面实验的趋势大致相同,分离效率在92％～94％范围内.研究结果可为我国空间站环控生保技术采用蒸汽压缩蒸馏方法进行尿液分离的进一步研究提供基础数据.     

固-液相变问题的数学模型和数值求解方法

综述了固 -液相变问题数值求解的数学模型和数值求解方法 ,着重介绍数学模型的发展和两个基本的数值求解方法 ,并介绍了固 -液相变问题数值模拟中紊流的处理方法。     

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。     

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．     

中厚板坯结晶器内钢液非对称流场的数值模拟

以某钢厂中厚板坯连铸结晶器为研究对象,采用Fluent流体力学软件,对水口单侧结瘤、水口两侧不对称结瘤以及水口不对中情况下的结晶器流场进行数值模拟,通过改变水口结瘤程度、水口浸入深度、拉坯速度等条件模拟结晶器流场情况。模拟结果表明:水口结瘤率越大,结晶器内流场不对称情况越严重,结瘤率小的一侧液面流速更大;拉坯速度越快,结晶器流场不对称情况越严重,液面流速更快,甚至发生表面回流卷渣;水口浸入深度越大,结晶器内流场不对称情况未有明显改善,但液面流速随之减小;结晶器宽度的变化对流场的不对称性和液面流速的影响较小;当水口不对中程度为5%时,结晶器流场和钢渣界面处液面流速不对称情况较为明显。     

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。     

90°弯管内流体流动数值模拟研究

为了探究弯曲管道内流体的流态,本文运用fluent软件对90度弯管内的流体进行了仿真,并对输出结果进行了深入分析。为管道的合理设计以及材料的选择提供科学合理的理论依据,有助于管道运输的安全运行,可以有效预防和减少管道的泄漏等安全问题的发生。     

高速列车转向架舱内流场实车测试与数值模拟

设计了一种高速列车转向架舱内流场状态测试装置。在无横风、横风速度为15m·s^-1与端板角度分别为30°、45°、70°条件下对转向架舱内流场进行了数值模拟, 并分析了裙板包覆对转向架舱内积雪形成的影响。试验结果表明: 转向架舱内气流流动规律的实测结果与模拟结果相同, 说明数值模拟可行; 动气流由列车底部以及两侧裙板灌入转向架舱内, 流经端板时产生流动分离现象, 大部分气流由端板底部及两侧裙板后部排出; 自头车往后, 流经转向架舱内的气流速度逐渐减小, 裙板处进气区域减小, 裙板后部排气区域增大; 雪粒大多由流经转向架舱底部的气流带入, 然后在转向架流场影响下不断沉积而产生积雪; 合理设置转向架舱端板角度可以减小冰雪在转向架舱内堆积的概率; 包覆裙板并不能有效减少转向架舱内积雪, 不建议采用。     

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Swift的汽车外流场三维数值模拟

利用计算流体力学（CFD）方法,借助仿真模拟软件Swift对高速轿车外流场进行数值计算,得到轿车三维速度矢量分布图和纵向对称面内的压力系数分布图,并将计算结果与其他软件的计算结果进行对比,结果吻合较好。     

250km/h动车组头车司机室及客室内流场数值分析

以某250 km/h动车组头车为研究对象,建立了其司机室和客室内流场的计算模型,利用计算流体力学数值仿真方法,采用κ-ε标准湍流计算模型和SIMPLE算法,对头车司机室和客室的空调风道和内流场进行了数值计算,获得了流场内流动参数的详细信息,并结合国际铁路联盟规程UIC 553-01-2005（客车的通风、采暖和空调型式试验）对头车司机室和客室的温度场和速度场进行评估.研究结果表明该头车空调通风系统设计合理,满足人体舒适性要求.     

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.     

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.     

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.     

喷水推进器进水流道内流场数值模拟与分析

进水流道是喷水推进系统的关键部件之一,该部件性能优良与否直接影响到整个喷水推进系统工作性能的优劣．考虑到船底边界层对进水流道来流动量和动能的影响及喷水推进器各部件的相互作用,合理界定了喷水推进器数值计算所需的流场控制体,联用六面体结构化网格和四面体非结构化网格进行区域离散,选择κ-ε两方程湍流模型封闭RANS方程,采用稳态多参考系方法计算求解．分析和比较了船的航速和喷泵的转速对进水流道内流场的速度和压力分布的影响,评估了进水流道的出流均匀度、唇部最小压力点位置的偏移、空化可能性等多方面的性能．研究发现：航速的增加使流道出流变的不均匀,使唇部最小压力点的位置向下偏移;进水流道的出口、唇部和斜坡处是易发生空化的地方,应保证所在运行工况的三处静压力最小值均大于空化临界静压力值．