基于Fluent仿真的宽幅路面排水路径长度与水膜厚度研究

与普通整体式双向四车道或六车道高速公路相比,八车道及以上宽幅高速公路具有路幅宽、流量大、排水时间长等特点,在强降雨条件下易出现路面积水。通过对同一降雨量下的S型曲线超高缓和段宽幅道路工况进行Fluent模拟,研究在不同路幅宽度、纵坡、横坡、超高渐变率下最大排水路径长度及内侧行车道水膜厚度分布的变化规律,分析线形指标对径流长度与水膜厚度影响。研究结果表明,提高超高渐变率有利于降低最大排水路径长度及行车道内侧水膜厚度;增大纵坡有利于降低行车道内侧水膜厚度,但会导致最大排水路径长度大大增加;路幅宽度增加会导致最大排水路径长度、行车道内侧水膜厚度均增大。SPSS线性回归分析结果表明,纵坡对最大排水路径、行车道内侧水膜厚度的影响最大,超高渐变率对最大排水路径、行车道内侧水膜厚度的影响最小。在宽幅超高缓和段设计过程中,仅调整线性指标组合无法使道路满足强降雨天气下的行车安全需求,建议采取特殊排水措施以降低行车风险。

液体静压推力轴承设计与FLUENT仿真分析

轴承的振动检测是轴承生产检测中的重要环节,轴承振动检测仪是轴承振动检测的重要检测仪器。根据2010年4月起实施的新的滚动轴承振动测量方法,针对测量最大外径为200mm的深沟球轴承振动检测仪主轴系统轴向承载能力不足问题,基于经典流体力学公式,对其主轴系统中的关键部件液体静压推力轴承进行了详细设计与计算。所设计的推力轴承在最大轴向载荷990N作用时,轴向位移为2.6μm。在空载静止满足条件基础上,运用模拟仿真软件FLUENT对所设计的结构进行仿真分析,得出随主轴转速的提高油膜刚度程线性增加,而流量不随主轴转速的提高而改变。进一步分析得知,环形油腔推力轴承在主轴旋转时其动压效应主要产生在油腔及内外缘出油间隙处。该液体静压推力轴承,设计合理可靠,可供同类别产品主轴系统提供设计参考。

带卸压槽的微摩擦气缸Fluent仿真分析

针对超低频模态测试悬挂系统中微摩擦气缸抗侧向能力不足的问题,提出一种在活塞尾部增加环形卸压槽的新结构。建立了活塞外表面与气缸内表面之间气膜流场特征参数的仿真模型,并进行Fluent仿真计算,结果表明,增加环形卸压槽改善了气膜的气压分布,在两排节流孔之间形成了具有一定宽度且稳定的承载区,使活塞的轴线与气缸的轴线基本保持平行,提高了抗侧向能力及气膜刚度,从而使气缸工作更为稳定。试验结果进一步验证了仿真结果,证明带环形卸压槽的微摩擦气缸的性能得到了提高。

等温容器放气过程FLUENT仿真及其温度变化模型建立

作为国际标准ISO/DIS 6358-3所界定的气动元件流量特性参数的测试仪器,等温容器及其内部的换热过程还需要进一步研究。假设等温容器内部换热介质为多孔介质,应用FLUENT软件对等温容器放气过程进行了仿真。通过仿真和实验的对比,掌握了等温容器放气过程中容器内部的压力、流速和温度变化趋势。通过电模拟的方法,初步建立了等温容器内部压缩气体在压力不断变化时的温度变化模型。

无摩擦气缸活塞降低耗气量的FLUENT仿真

该文以气浮恒张力装置降低耗气量为目标,针对无摩擦气缸活塞的间隙密封,节流孔做出改动,采用迷宫密封的形式显著的减小了耗气量,将活塞放在FLUENT中仿真,确定密封参数与节流孔径,最后在实物实验中获得验证。

多孔质气体静压径向轴承的Fluent仿真与实验研究

多孔质气体静压轴承相比传统的小孔节流轴承具有更高的承载能力,更好的稳定性及便于加工等优点。应用基于有限体积法的软件Fluent分析偏心率、多孔质材料渗透率、轴承长径比和平均气膜厚度等关键因素对多孔质径向轴承静态性能的影响,分析结果显示,在给定轴承平均气膜厚度的情况下,存在最佳的渗透率区间使得承载能力最大,增加轴承长径比和减小平均气膜厚度均可以提高多孔质径向轴承的承载能力及刚度,但需要根据加工装配工艺要求及实际工况选择合适的参数。设计制造中心供气新形式的多孔质径向轴承,通过仿真得到气膜间隙的压力分布及承载能力,并通过实验验证仿真结果的正确性。仿真和实验结果表明,该结构形式的多孔质径向轴承承载性能优良。

基于Fluent仿真的铁路货车驼峰溜放风阻力系数研究

针对铁路货车车体尺寸变化及装载状态对驼峰溜放风阻力系数的影响进行研究.首先,基于空气动力学,建立了27 t轴重通用C80、P80及23 t轴重C70、P70等车型的Fluent仿真模型,并以满载C65货车标定模型参数.然后,计算风速和车速的合速度与车辆纵轴方向夹角α在0~80°区间内不同车型、不同装载状态货车溜放时的风阻力系数.仿真结果显示,不同车型、不同装载状态货车的风阻力系数在夹角α一致的情形下较标定车型具有较大差异:P80、P70在α为20°时较标定车型P50风阻力系数分别增加28.5%、28.0%,满载C80、满载C70在α为25°时较标定车型满载C65分别增加30.5%、29.0%,空载C80、空载C70分别较对应车型满载状态增加47.1%、59.8%.最后,基于曲线拟合,回归出风阻力系数计算模型.本文研究解决了驼峰设计及调速控制中长期存在的铁路货车风阻力系数标定不全及轻载车辆风阻力值偏小的问题,具有重要的理论及实际意义.

基于Fluent仿真软件的滩地植被作用下复式河道水动力特性的精细化数值模拟

为研究浅滩植被对复式河道水动力特性的影响,了解植被作用下滩槽间水流动量交换的影响机制,利用Fluent流体力学仿真软件,选取标准的k-ε湍流模型封闭雷诺方程,对浅滩植被作用下的复式明渠内的流体运动特征进行精细化模拟,分析了不同淹没高度、不同流量条件下滩地植被对复式断面明渠的水流速度、湍流动能及断面二次流变化的影响。结果表明:受植被的影响,植物区计算主流速度的垂向分布不再呈对数分布,而呈现准S型的分布;相对无植被的工况,植物区内主流流速减小,随着滩地植被高度的增加,植物带的内部与上部区域主流速度减小,而主槽内主流流速相应增大,说明植物的存在对滩地区域的水流产生明显的阻碍作用,使断面主流向河道主槽内转移,植物的存在也对横向速度产生较强的扰动,能够促使断面二次流的形成;植物顶端附近的湍流动能变化较大,随着浅滩植被高度的增加,植被和水流交界处的湍流动能最大值也发生相应的变化,说明在植被顶端存在较大的动能交换;随着入流流量的增加,断面主流速度呈增大趋势,各测点湍流动能沿水深方向的幅值也相应增大。研究表明,Fluent流体力学仿真软件能够较好地精细化模拟滩地植被对复式河道水动力特性的影响,其计算结果可为河流防洪工程、河道浅滩整治及生态护岸等工程的实施提供科学依据。

基于Fluent流体传热仿真的毛细管风道设计优化

针对毛细管冷却风道内分离段毛细管柱轴向散热不均匀问题,设计一种变截面送风道。利用Fluent仿真软件对风道设计过程进行建模和数值模拟,优化改进风道冲击角、出入口形状与风道长度尺寸等参数,并通过对风道出风口风速与风道内柱面温度的实测验证设计的可靠性。结果表明:毛细管冷却风道经优化后,出风口的风速更加均匀,柱面轴向温差减小,温度均匀性得到改善。仿真结果较好地拟合了实验结果,4个出风口的风速在10.38~10.67m·s^(-1),柱面温差缩小至±1℃以内。优化后的毛细管冷却风道设计对提升分离段冷却效率具有指导意义。

基于FLUENT的特殊阀腔的纯水液压滑阀流道的建模与仿真

介绍一种纯水滑阀结构,并通过流体仿真软件fluent对纯水滑阀流道进行可视化分析,并得到阀腔流场数值仿真结果。根据仿真结果存在的问题提出了改进方案,通过对改进方案的仿真结果和未改进前仿真结果的对比,可以得出改进方案在减少液动力和有效减少汽蚀等性能优于前者。

基于Fluent的仿生机器鱼胸鳍摆动模型仿真分析

为研究胸鳍攻角对仿生机器鱼升潜运动的影响,制定机器鱼升潜运动控制规则,分析了升力产生的机制和影响因素,建立了机器鱼胸鳍摆动数学模型,根据机器鱼胸鳍几何模型,应用Gambit建立了机器鱼胸鳍二维网格模型,应用Fluent仿真,分析了不同攻角下机器鱼升力阻力差,确定胸鳍在来流速度为0.5 m/s的水动力环境下做周期摆动时的最佳攻角为20°左右。

基于Fluent仿真的膨胀烟丝回潮筒的优化改进

为解决膨胀烟丝经回潮筒回潮后出现湿团烟丝等问题,通过对回潮筒工作原理进行分析,使用Fluent仿真软件对回潮筒加水及烟丝运动情况进行模拟;根据仿真结果优化改进了回潮筒内喷嘴数量及布局,调整了加水量及加水比例。以宁波卷烟厂膨胀烟丝生产线为对象进行测试,结果表明:回潮筒加水方式改进后,膨胀烟丝各项工艺指标均符合生产要求,烟丝品质未受到影响;湿团率由11.75%降低到0.37%,降低96.9%,有效提高了膨胀烟丝回潮效果。该方法可为提升膨胀烟丝加工工艺水平提供支持。

基于FLUENT技术的热式质量流量计的仿真及实验的研究

本文介绍了一种热式质量流量计,根据金氏定律,通过计算推导,可以得到消耗功率与质量流量的关系,采用MEMS技术设计的传感器系统,体积小、对原有流场破坏程度小、测量精度高。通过FLUENT软件对管道内的流场进行仿真,找到管道中传感器的最佳测量位置,并结合实际实验,分析实验数据,表明所选测量位置的合理性。

基于Fluent的液力阻尼器的仿真研究

为满足工程中液力阻尼器减速性能研究的需要,基于Fluent仿真计算,利用Gambit建立数学模型,并通过与实验结果的对比,验证了模型的正确性。在此基础上,分析了液力阻尼器动子阻力矩与转速的相对关系,提出了引用K系数来描述和分析液力阻尼器减速性能的方法,为工程实际提供了解决问题的分析研究手段。

基于Fluent与GT-SUITE联合仿真的FSC赛车进气系统设计与优化

针对2023年中国大学生方程式汽车大赛赛规中加装限流阀以限制发动机功率的要求,通过Fluent与GT-SUITE的联合仿真,对进气系统进行设计与优化,从而减小进气系统的阻力损失,提升发动机的动力性。利用Fluent对限流阀进行计算流体力学(CFD)仿真分析,得到限流阀最优结构参数为过渡圆角r=40 mm、渐缩角α=14°、渐扩角β=6°。采用GT-SUITE建立发动机数值仿真模型,分析进气系统其他结构参数对发动机充量系数和扭矩的影响,进行合理的结构优化,得到进气管长度l=145 mm、稳压腔容积V=3.5 L。仿真结果表明:限流阀的阻力损失减小了2.48%,在低、中转速区间,发动机的充量系数和转矩得到了提升,其中在5000 r/min时充量系数增大了2.61%。

基于FLUENT的消毒设备结构优化仿真

基于FLUENT软件对消毒设备抄板结构、抄板个数、消毒室的直径进行了模拟优化。通过研究相同的位置截面上温度场的分布情况得到相对合理结构参数,优化设备结构,提高设备消毒效果。

基于Fluent对水垫带式输送机流体场的仿真研究

为进一步了解水垫带式输送机水垫流体场的形成机理,对水垫流体场进行了数值仿真研究。在理论研究的基础上,建立了水垫流体场的数学模型;利用Fluent软件对水垫流体场的分布进行了仿真分析。研究结果表明,在水垫带式输送机工作时,该流体场内存在两个水流速度较快的区域,且这两个区域动压效应明显;动压效应随输送带速度的加快而增强,适当提高带速可以提高输送机的承载能力。

基于FLUENT的集成块流道的仿真分析

仿真分析了液压集成块两种不同孔道的流场以及增大阀口的开度、缩短阀口到集成块交叉孔道的距离后的流场。通过对比,增大阀开度及缩短阀口到集成块交叉孔道的距离有助于减小集成块的能量损失,为集成块的设计提供一定的依据。

基于fluent的气体止推轴承出口性能仿真与分析

采用基于有限体积法的流体动力学软件fluent,仿真气体轴承气膜出口处的压力分布,并对层流模型和湍流模型仿真的结果进行对比。在用湍流模型仿真时,对比理想光滑壁面和粗糙壁面的仿真结果,分析了壁面粗糙度对气体轴承性能的影响,同时fluent仿真的结果也有效地验证了传统数值仿真时为简化模型所做的一系列假设都是合理的。

基于FLUENT和ADAMS的外弹道加速度仿真

针对目前无控旋转弹外弹道测量方法存在测量精度偏低和测试成本较高的问题,提出了基于FLUENT动力学仿真软件和ADAMS运动学仿真软件相结合的弹丸外弹道仿真方法。该方法在弹丸空气受力分析基础上,通过FLUENT仿真软件建立弹丸的几何模型和计算域,并进行网格划分,得到弹丸的速度受力云图;利用ADAMS仿真软件得到弹丸的三维模型,对模型进行参数设定和施加载荷,得到弹丸的速度和加速度仿真曲线。仿真结果与实验中弹载测试仪实际测得的加速度、速度曲线变化规律基本一致,表明所提方法能够实现无控旋转弹丸的外弹道飞行仿真,能为弹丸外弹道的测试提供参考。