基于Fluent的输液管路压力波动仿真

流体压力波动是管道系统产生异常振动与噪声的主要根源之一。为了研究输液管道不同工况下的压力波动特性,利用计算流体动力学软件Fluent,对其内部流场进行三维非定常数值模拟,并分析在不同转速和背压工况下管路不同位置的压力波动特性。通过数值分析发现:管内流体的压力波动主要是由泵的周期性吸排作用引起,而且随着输液泵转速的增加而增加;管道不同位置的压力波动大小不同,在弯管密集处压力波动相对较大。最后利用实验验证了仿真模型的有效性。本文对于管路设计和振动治理有一定指导作用。     

油水两相流动压降的实验研究

本文通过实验观察了油水两相在倒U型管和水平管中的流动.实验管线为从入口到分离器长约28 m,内径50 mm的透明有机玻璃管,其中包含一个倒U型管.文中针对不同表观流速和油相百分比,给出了实验管段的压降曲线;对比油水的单相流动和混合流动,得出油水两相流动的压降大于单相水的压降,而小于单相油压降的结论.     

凝水泵出口压力波动问题机理研究

针对某凝给水系统部分工况下出现的凝水泵出口压力波动问题开展相关研究工作,通过调研系统实际运行参数,采用数值仿真和理论计算进行分析,推导系统汽蚀余量特性方程,获取系统参数对凝水泵运行情况边界条件的影响,进而获取导致凝水泵出口压力波动的原因,并提出相应的控制措施。     

船用高压共轨系统三维模型的轨压波动研究

在船用高压共轨柴油机中,共轨压力对喷油量有直接的影响,不同的轨压波动会造成喷油量的明显误差。本文利用Fluent软件将船用柴油机高压共轨燃油系统模型中共轨管模型转化为共轨管中燃油流动的三维模型,通过Simple算法流动仿真计算以及UDF函数模拟实际边界条件,研究共轨管中轨压波动规律以及流场分布。通过对轨压波动频谱分析得出共轨管内压力波动是由供油、喷油和压差反馈引起的。三维流动模型仿真结果显示在高频波动的影响下,共轨管内不同位置压力波动差值可达供油和喷油所引起波动的75%,且不同时刻的喷油量差异达到20%,在轨压控制中必须采取有效控制手段抑制高频波动。     

IGBT结温与饱和压降耦合机理研究

绝缘栅双极型晶体管（IGBT）结温是影响变流器系统寿命、评估其可靠性的重要参数,而集-射极饱和压降是实现结温在线监测的关键热敏电参数。为深入研究IGBT结温与集-射极饱和压降间的耦合关系,本文从物理结构层面构建了IGBT饱和压降温度特性模型,分析了不同电流面密度下饱和压降与结温的关系机理,通过搭建IGBT静态特性测试平台,进一步探究了饱和压降与结温之间存在近似线性关系,进而基于动态特性测试平台,验证了理论分析的正确性。实验结果表明,在一定集电极电流条件下,IGBT饱和压降与结温呈现近似线性关系。在此基础上,对IGBT结温在线监测方法提出了建议。     

摇摆对窄矩形通道内流量波动特性的影响

为了研究在摇摆工况下船舶流体系统的流量波动特性,建立摇摆实验平台模拟海洋环境,进行窄矩形通道内流量波动特性研究。结果表明,由摇摆运动引起的附加力会使流体系统的流量发生周期性的波动,且波动周期一致。附加切向压降和附加向心压降的波动振幅随着摇摆角度和摇摆频率的增加而迅速增加,然而时均质量流量随着摇摆角度和摇摆频率的增加减小。在摇摆工况下流量的相对波动振幅随着摇摆角度和频率的增加而增加,随着雷诺数的增加而减小。     

船舶主机特殊排气消音器及其排气系统流阻设计

针对船舶动力设备噪声大而降噪设备布置空间狭小的矛盾,介绍了船舶主机特殊排气消音器及其排气系统流动阻力的设计方案。其采用Fluent软件对排气系统内部流场进行数值模拟计算,计算结果和实验表明:优化后降噪设备满足系统内流动阻力损失和降噪设计要求。     

舰船密闭区域气密特性研究

舰船密闭区域是一种容积较大、结构复杂、内部空气需建立一定超压的特殊区域,设计要求密闭区应具有一定的气密性。采用圆管层流和孔板流2种流量计算公式推导了舰船密闭区域气密压降特性的2种表达式,表示了密闭区气密压降过程中压力和时间的变化关系,并通过了试验验证。介绍了密闭区流量平衡特性,推导出密闭区漏气量和超压的关系式。论述了圆管层流法和孔板流量法2种密闭区气密压降特性和流量平衡特性的参数转换方法,并进行了试验验证。结果表明,舰船密闭区域气密特性及其转换方法的研究,为密闭区域的气密性检验提供了技术基础。

     

压力式喷嘴在压力脉动下性能的研究

以机械压力喷嘴为研究对象,应用VOF模型对脉动压力下的喷嘴内部流场进行了数值模拟,分析了喷嘴在脉动压力下的流量、雾化角等特性。结果表明：脉动压力下瞬时流量和雾化角呈现相同频率的脉动,且平均流量基本在设计流量附近。流量的振幅随脉动频率的变化,呈现出先增大后减小的趋势,并在400Hz时达到最大值;入口压力与出口流量的相位差随频率的增大而增加,且近乎线性关系,脉动压力的幅值对相位差影响不大。     

绞吸挖泥船输送系统沿程压降优化计算方案

在讨论绞吸挖泥船输送系统中的沿程压降时,传统水力学特定经验公式往往只适用于特定土质范围,而绞吸挖泥船适应的土质范围很广,实际应用中常出现选取的公式遇到不适应土质时计算结果误差过大的现象,有时为保证最大适用范围不得不采用均质流公式.针对此局限性,提出一种根据不同土质选用适当公式的优化方案.模拟试验结果表明,采用此方案后,在绞吸挖泥船常见土质范围内计算精度明显提高.     

基于大涡模拟的抑制孔腔涡旋流动与脉动压力的流动控制方法研究

水下航行体表面一般开有流水孔、通气孔、压载水舱格子板孔等各种孔腔。孔腔流动时常伴随着各类振荡,引起结构的振动和疲劳,还会激发很强的噪声,因而对孔腔流动进行控制非常具有理论和工程实际意义。文章主要探索适用于水动力领域的流动控制方法。首先,在前期工作基础之上,采用大涡模拟方法(LES)对孔腔涡旋流动和速度场进行了数值模拟。其次,在孔腔的前缘开槽进行吹喷、抽吸,采用不同控制参数(控制方式、控制流速、开槽宽度以及开槽位置)计算低水速下孔腔的涡旋流场、脉动压力等,详细地分析各参数的控制效果,选取有效的控制参数,得到有效的控制方案;最后,计算了中高水速控制流动,评估流动控制方案的控制效果。     

5万吨出口散货船螺旋桨脉动压力计算

  目的  研究小水线面双体船（SWATH船）螺旋桨脉动压力激励艉部引起的辐射噪声。  方法  由于通常的载荷施加方式与实际情况差别较大,2个螺旋桨之间相互影响,因此建立某SWATH船全船声固耦合计算模型,采用船模试验结果对脉动压力引起的辐射噪声进行计算,定量分析不同载荷施加方式和2个螺旋桨激励力之间相位差的影响。  结果  结果表明：不同载荷施加方式对辐射噪声的影响非常显著,相对于实际的载荷分布,采用集中力或均布力等常规方式得到的计算结果偏大,其中施加集中力时计算结果最大。双桨激励力之间的相位差对辐射噪声也有明显影响,双桨同相时辐射噪声最大,并随着相位差增大而逐渐减小,双桨反相时噪声最小。  结论  所做研究可为SWATH船螺旋桨脉动压力引起的辐射噪声预报和控制提供参考。     

基于PumpLinx的鱼雷齿轮泵内部流场及流量特性的仿真分析

为研究转速与流体介质对齿轮泵性能的影响,运用PumpLinx软件对齿轮泵内部流场及其流量进行瞬态仿真分析,并与试验数据进行对比,分析转速与流体介质对齿轮泵内部压力场及输出特性的影响。数值结果表明:齿轮泵平均流量与试验数据吻合较好,入口流量随时间呈锯齿状波动,出口流量则呈波浪状的较小波动,而且流量脉动率随转速的增大而减小;齿轮泵内压力从低压腔呈阶梯状向高压腔过渡,且入口易因超低压而出现空化现象,导致其压力脉动率高于出口。此外,流体介质为水时的流量脉动率略低于油。研究结果为降低鱼雷齿轮泵的振动和噪声等危害提供了理论指导。     

挟沙水流的能量级串和泥沙输移特性综述

评述了清水水流、低含沙水流和高含沙水流流动的时均流和脉动流能量之间的分配关系。通过对比清水水流、低含沙水流和高含沙水流的流动结构、物理特性以及它们之间的异同,探讨了挟沙水流的物理机制以及泥沙对水流运动特性的影响,从涡运动观点对高含沙水流运动的雷诺数和理查逊数的物理意义进行了解释,对存在的若干问题进行了讨论,对有关研究方向进行了展望。     

在役高压管式反应器残余应力松弛试验研究

自增强反应器管壁残余应力因交变压力及温度、温差的作用随时间而减小。在操作状态下，残余应力的松弛规律及其计算对反应管安全分析是十分重要的。用和反应管相同材料及相同截面尺寸的试件模拟反应管在设计温度、温差作用下，以及开停工引起的压力变化的作用下反应管内壁残余应力的松弛。温度和温差引起的管内壁残余应力的松弛率(或剩余率)随时间的变化可用自然对数函数来描述，压力变动导致的管内壁残余应力松弛率(或剩余率)随压力循环次数的变化为指数函数。给出了温度、压力循环作用下反应管内壁剩余残余应力计算式。该式计算结果不但和本文试验结果符合很好，而且和其他作者报道的实验数据相吻合。预测了一根服务了九年的反应管(4340钢)，其剩余残余应力误差在10％以内。因此，该方法不但适用于30CrNiMo8材料的反应器也适用于4340钢制的聚乙烯反应器。     

压差调节器输出压差特性研究

对汽轮给水泵压差调节器的输出压差特性进行试验研究,获得输出压差与信号压差的关系曲线,并对试验曲线进行分析,建立试验曲线的规范化处理方法。     

板翅式换热器的热工性能和压阻特性实验研究

以某型号的板翅式换热器进行热工性能和压阻特性的实验研究,根据实验数据利用MATALB中的polyfit函数拟合出换热量、空气流量、空气进口温度、空气侧压降以及传热系数随变频器的频率变化关系。可为板翅式换热器的结构设计和性能改进提供依据。     

船用离心泵压力脉动与振动信号的相干分析研究

非定常流动是引起泵振动的主要因素之一,为了明确压力脉动与振动之间的关联关系,搭建了闭式实验系统,对一台船用离心泵进行压力脉动和振动的同步测量。基于快速傅里叶变换获得了各监测点压力脉动、基脚振动信号的频谱特性及功率谱特性;通过计算压力脉动信号与振动信号的相干函数,并通过比较不同测点的相干系数大小,分析了压力脉动对振动的贡献。结果表明,压力脉动与振动均在轴频、叶频及其高次谐波等离散频率下能量突出;不同频率下各测点的压力脉动对泵振动的影响存在差异,其中进口压力脉动在600-700Hz及900-1000Hz频段对振动影响最大;隔舌压力脉动在0-600Hz及700-900Hz频段对振动影响最大;出口压力脉动在轴频的高次谐波等个别频率处对振动有一定影响。相干分析可作为建立压力脉动与振动信号之间关联关系的一种有效手段,由此为进一步离心泵内部流场改善及减振提供参考。