FC双极板流道截面形状对流场特性影响的数值模拟

针对燃料电池(FC)双极板槽道内流动,基于有限体积法,采用全隐式多网格耦合算法,对不同截面形状的槽道进行了三维流动数值模拟,结果显示在流量相同,槽道截面积相同条件下,半圆形截面槽道的压力降最小,U形截面槽道的压力降次之,矩形截面槽道的压力降最大.研究结果为燃料电池的性能研究提供参考依据.     

反渗透海水淡化电机泵冷却流道流场特性分析

针对船舶或海上平台安装空间狭小的问题,基于集成化思想和柱塞泵的基本原理,提出一种集电机、柱塞泵、增压泵和能量回收装置于一体的反渗透海水淡化电机泵,其中自冷却流道作为原海水循环流道,用以带走电机定转子产生的热量,保证电机泵整体的热平衡,突显出电机泵的结构紧凑,节能高效、低噪音等优点.通过流场分析技术,获得冷却流道主要结构参数对其内部低压原海水流动速度及流动均匀性的影响规律.研究表明,自冷却流道腰形孔周向开度角和径向宽度的增加,会导致自冷却流道内低压原海水的流动速度有所下降,但同时会使得自冷却流道的通流面积有所增加,从而在保证电机泵壳体的散热效率不受影响的同时进一步提高自冷却流道内低压原海水流动的均匀性,进而提高电机泵壳体散热的均匀性.     

喷水推进进口流道倾斜角对其效率影响分析

喷水推进进口流道特征参数较多,各参数之间相互联系,当改变其中某个特征参数时,其他参数也会发生改变。本文通过推导得出各特征参数之间的关系,并以此为基础,在给定进口流道特征直径D、流道高度H、流道总长度L的条件下,以流道倾斜角为变量,开展进口流道的设计和建模,借助CFD技术研究进口流道效率与流道倾斜角之间关系。研究结果表明,在一定范围内进口流道效率会随着流道倾斜角的增加而降低,但是下降幅度不大。这一重要结论对进口流道结构与水动力权衡设计有较强的指导意义。     

混流泵叶轮轴面流道设计及轴面速度场的求解

基于Ωu=0的二元理论,用Matlab编程实现轴面速度场求解。采用五点四次Bezier曲线绘制混流泵叶轮的轮缘、轮毂轴面流线。轴面流道的进出口边取为垂直于旋转轴线的直线,采用等分进出口边间隔的方法划分准正交线,最后采用等分准正交线绕旋转轴一周所得圆环面积的方法获得了初始轴面流线。采用流线迭代法求解轴面流线,引入松弛因子T,有效地保证了计算的收敛。该方法可提高轴面流道的设计效率,较为精确地求解轴面速度场,为叶轮叶片的快速准确绘型奠定技术基础。     

基于VG/VGJ的喷水推进进口流道流动控制方法

平进口喷水推进器的进口流道背部流动分离所导致的喷水推进泵进流畸变,是喷水推进泵性能与推进器性能下降的主要原因。基于涡流发生器（vortex generator, VG）/射流式涡旋发生器（vortex generator jet, VGJ）抑制流动分离的理论,该文选择某型进口流道模型,在低速风洞上进行模型吹风实验,以模拟平进口进水流道内流动。通过测量进口流道壁面压力和喷水推进泵入口面总压分布,解释了VG/VGJ提升推进性能的机理,获得了VG/VGJ结构尺寸和安装位置对流动控制效果的影响规律。在低进速比（IVR=0.5）工况下,布置合理的VG/VGJ能提高进口流道总压恢复系数和喷水推进泵进流面轴向速度均匀度,可以增加近5%的推力。     

喷水推进技术发展综述

该文针对喷水推进系统的控制体、推力表征、喷水推进与相互影响等基础理论研究,喷水推进泵、进口流道、操舵倒航机构、低噪声推进器等喷水推进系统的核心设计方法、相关仿真评估与试验验证手段,以及喷水推进装置在高速军、民船舶与两栖车辆三大领域的典型应用现状,进行了系统性论述。根据喷水推进技术特点以及其与现代技术发展的融合,提出了喷水推进与船体一体化系统设计、水动力设计从宏观走向微观、喷水推进数字化与智能化技术、集成电力驱动的喷水推进系统、面向隐身需求的喷水推进协调设计等喷水推进技术发展趋势。     

基于流道倾角对喷水推进泵流道性能的影响研究

利用参数化方法设计了4种不同流道倾角的喷水推进泵椭圆形进水流道,并采用三维雷诺平均N-S方程和RNGκ-ε湍流模型对其流场和性能进行数值仿真.从流道的出流均匀性、流动分离方面来分析在保持进口速比不变,不同流道倾角时流道内流场的变化情况,为喷水推进器进水流道倾角的设计提供依据.计算结果表明:流道倾角对喷水推进泵水力性能和流场变化影响较大.在设定进速比的条件下,随着流道倾角的增大,喷水推进泵流道出口的流场均匀性变差,流道内部更容易发生流动分离现象,且在流道倾角为47°时的喷水推进泵在设计工况下的流场特性最差.     

一体化压水堆板状燃料元件流道堵塞事故特性分析

板状燃料元件的冷却剂流道相对狭窄,当出现流道堵塞事故时,可能威胁反应堆的运行安全。针对某采用板状燃料元件的小型船用一体化压水堆,以RELAP5/MOD3.0程序为基础,建立其堆芯热工水力模型,并基于简化的理论分析对模型进行验证;模拟分析单个流道入口处不同的流道堵塞程度,以及组件尺度多个流道同时堵塞的热工水力响应特性。结果表明：在未完全堵塞的情况下,单流道与组件堵塞不会带来严重后果,只是导致安全裕量降低;但单流道入口完全堵塞则有导致堆芯安全参数超限的风险,燃料板最高温大约将比设计报告规定的鼓泡温度限值高80 K左右。