激光选区熔化波形进风道结构设计仿真及实验研究

在激光选区熔化增材制造设备中,风循环系统不仅起到防氧化的作用,更重要的是在成形区形成的风场可以将成形过程中金属粒子产生的黑烟、飞溅等工艺副产物带走,而这也对成形件的质量有着重要影响。基于目前南京中科煜宸RS450型激光选区熔化成形设备存在的金属粒子飞溅、黑烟残留问题,运用SolidWorks、AnsysFluent等软件对风道与整体成形仓成形区域的流道进行仿真模拟,再结合实际需求以及模拟效果提出波形进风道新型吹风结构并进行优化。通过仿真数据表明,成形过程中产生的飞溅、黑烟残留过多是由于成形区风场分布不均匀造成的。经过仿真优化,极大地改善了风场分布不均匀的情况,并通过实验予以验证。采用优化后的波形进风道结构进行试件的致密度实验,也得到极大改善。

进气道实验中动态数据采集及处理方法研究

本文介绍了进气道实验中动态数据采集及处理方法 ,研究了滤波器截止频率以及进气道不同流量对动态畸变指数的影响 ,对在干扰状态下得到的数据以传统方法、统计方法、误差方法进行了分析及处理 ,并对所得到的实时数据进行了频谱分析 .

固体火箭冲压发动机进气道三维数值模拟

基于RANS平均的N-S方程、标准k-ε双方程湍流模型,利用FLUENT软件对某型固体火箭冲压发动机进气道内外流场进行了三维数值模拟.研究了不同马赫数下进气道前体、入口、进气道出口流场和流动特性;考虑了弹体,缩比,网格划分对进气道流场出口参数的影响.模拟结果表明:随着飞行马赫数的增加,由前缘点产生的激波逐渐靠近弹体,进气道内部总压恢复系数降低,在进气道出口处压力比较高,出口流场基本均匀.

冲压空气引射进气道流场数值模拟

飞机空调冷却系统通过冲压空气进气道引入冷却空气。为了给飞机电子设备散热提供更大的冲压空气引气量,考虑在冲压空气进气道中安装引射器。针对5和10 km两种飞行高度,采用数值方法研究了飞行马赫数为0.2~1.2的冲压空气进气道以及冲压引射进气道流场。研究结果表明,在同一高度上,冲压引射进气道内的质量流量增比随着飞行马赫数的增大而减小。在低空低速时(飞行高度为5 km,飞行马赫数为0.2),引射器对增加引气量的效果较好,冲压空气进气道内引气量提升约为96.87%。本文的冲压空气引射进气道研究可以为飞机空调冷却装置的改进提供理论参考。

圆柱形锂离子电池及模组风冷温度场数值模拟

为了对锂离子电池更好地进行热管理,对锂离子电池进行风冷温度场数值模拟分析。根据进、出风口位置及方向设计18组电池模组结构,利用CFD软件对18650型单体锂离子电池和电池模组进行不同条件下温度场散热效果分析。结果表明,单体锂离子电池试验和模拟数值变化趋势一致,且相对误差不超过5%;相同模拟工况下,单层电池模组进、出风口同侧布置优于异侧布置,进、出风口横向布置优于竖向布置,双层电池模组进、出风口同侧布置优于异侧布置,进、出风口竖向布置优于横向布置,得出D1为最优模型;D1风道间距为4 mm时,最高温度、平均温度、最大温差和一致性系数分别为305.30,304.29,2.20 K和0.72%,电池模组温度场散热效果及均匀性最佳;当进口风速从0.5 m/s增大到5 m/s时,各项温度指标分别下降12.53,11.36,3.21 K和1%,当进口风速超过3 m/s时,温度场各项温度指标下降缓慢,温度场散热效果不明显。锂离子电池及模组风冷温度场数值模拟对其在实际应用中具有重要参考价值,可为电池热管理系统提供指导依据。

风机吸风口相对距离对管道流场与阻力的影响分析

风机在工程中有广泛的应用,风机吸风口的位置布置对其管道阻力有重要影响。现以某1000MW火电机组管道中相对布置的两台风机为对象,采用计算流体动力学的数值模拟方法对吸风口相对布置造成的气流干扰情况和其管道系统阻力进行数值计算和分析。通过分析数值模拟计算结果,得到相对距离大小与管道阻力大小的关系,给出了吸风口相对距离的合理区间。

可变流量固冲发动机一体化流场研究

以某可变流量固冲发动机为研究对象,建立进气道/补燃室一体化流场数值模型,结合地面直连试验,研究了空燃比对固冲发动机性能和流场结构的影响。结果表明:导弹飞行状态不变,减小空燃比可有效提高固冲发动机的推力但比冲减小,导弹射程减小;大空燃比调节时,补燃室内流场结构未发生显著变化,空燃比减小到7时,大量燃气沿补燃室中上部流动;空燃比减小使进气道的结尾激波向上游推移,进气道裕度减小。

诱导式风管内流体特性的数值模拟研究

低温送风诱导式缩放风管具有结构简单、造价低廉、节省能耗、噪声低、维修工作量小和能利用普通风口等优点,但不易达到较高的诱导比。运用CFD软件对风管内部流体特性进行模拟,通过云图进行压力分析,并在云图静压较低处对应地设置二次风口。计算各种情况下诱导风管的诱导比,通过诱导比计算值的对比,确定出二次风口的最佳位置,设计出诱导式缩放风管的吸收段。

袋式除尘器进风风道流场分析及优化

进风风道作为袋式除尘器的重要组成部分,其结构直接决定气流流动与分布状态,进而影响各袋室处理风量。针对袋式除尘器进风风道内各袋室分风量不均匀问题,建立袋式除尘器进风风道CFD参数化模型,依据均分管理论,选取进风管道口面积、袋室入口面积、进风管道口速度为影响因素进行流场数值模拟。结果表明:在研究的3个因素中,对气流均匀性影响最大的因素为进风管道口面积,其次为袋室入口面积,最后为进风管道口速度;在此基础上,采用调整袋室入口面积的措施来优化流场分布,优化后各袋室分风量的最大流量偏差值从23.60%减小至-12.52%,各袋室单元流量分配获得极大改善。

不同回风口对空调室内机风道系统影响的研究

空调器室内机回风口形式的不同对于风道系统有着较大的影响,通过建立相关模型,设置控制方程进行数值计算,得到了两种不同回风口下的空调器室内机风道系统的流场、压力场等,分析并阐述了不同回风口形式对风道系统的影响情况,为室内机风道系统的优化提供理论依据。

基于CFD软件的并条机吸风系统优化设计

为了优化并条机吸风系统结构,保证清洁罩壳内各吸风口吸力均衡,介绍并条机吸风系统工作原理和存在问题,分析其具体调节方法和局限性;采用CFD仿真分析工具SolidWorks Floworks对并条机吸风系统风道进行仿真设计,并将仿真优化结果与实际测试数据进行对比分析。指出:采用CFD软件对并条机吸风系统进行优化后,风道结构增大了风道转向过渡截面,与车尾下墙板连接面积增大,气流漩涡消失,流动更平缓均匀;通过负压和风速对比,平均负压有所增大,流速也略有提高;采用CFD软件Floworks仿真软件能为风道设计提供优化方向,提高设计速度,降低开发成本,缩短研制周期。

中小型电机通风冷却系统

通过对中小型电机通风系统结构的分析,阐述了径向式通风系统和混合式通风系统的结构原理、技术的关键点以及转子径向风道结构中风路的分析,论证了与运用流体场有限元仿真软件进行分析相近,为技术人员在设计时提供参考。

关于智能负载箱改型后散热效果的研究

在长期的运行跟踪过程中发现,不论是国外的还是国内的智能干式负载箱,普遍存在电阻管容易受高温损坏而影响使用寿命的问题。除了电阻管制造工艺和其本身的质量等内因之外,散热效果对电阻管的寿命起决定性作用。散热效果取决于散热风机的风量、散热通道和环境。对此,以中国船舶电站设备有限公司的智能干式负载箱为例,就如何改进设计进风通道和出风通道,提升散热风机风量,达到提高负载箱散热的效果进行深入研究。同时,对实际应用中取得较好效果的情况进行介绍,供同行参考。

球磨机进料装置的设计

介绍了球磨机进料溜管、进风管、进料筒、螺旋筒等装置的设计方法,结合■4.2m×13m水泥磨进料装置的设计实例,详述了进料装置的设计过程。

面向流场性能提升的地铁送风风道拓扑优化研究

为确保地铁送风风道可以合理调节车厢内气流分布,采用流体拓扑优化理论对地铁送风风道进行结构优化设计。优化问题的控制方程需同时适应于流体区域与固体区域,考虑到送风风道内部的气流为湍流,对标准k-ε湍流模型的动量方程、湍流动能方程以及湍流耗散率方程添加惩罚项来实现拓扑演化过程,实现设计域内反渗透固体区域与流体区域的相互转化。以送风风道出口处气流均匀性偏差与进出口平均压差的加权函数最小化为优化设计目标,并采用伴随法求解灵敏度,挖掘用于送风风道优化设计的新结构。研究结果表明:优化重建后的送风风道相较初始风道送风情况改善明显,消除了送风风道出口处存在的进口侧回流现象与尖端侧风速过高的情况,出口处速度均匀性系数与法向速度均匀性系数分别提高12%与34%,进出口平均压差降低12%。

可变几何轴对称进气道初步设计

发展了进气道布局的一维优化设计方法,从总体上把握进气道的设计构型,并对可移动中心锥进气道的关键几何参数进行优化选取。以确定的关键几何参数为基础,遵循相关准则进行了设计马赫数3.5的变几何轴对称进气道设计。并对超声速段与考虑吸气布局的进气道整体进行了数值模拟,分析了性能。实现了具有较好气动性能的变几何进气道的初步设计。

客车发动机进气系统的设计

介绍客车发动机用空气滤清器的选型、进气系统原始进气口的设计及空气滤清器的布置方式和进气管路的设计原则等,并指出一些进气系统设计及布置方面的常见错误。

高端轨道工程车的降噪研究

介绍了高端轨道工程车的传统风道结构和独立风道结构,比较分析两种不同风道结构的优缺点,以及介绍了进排风道结构的设计思路,为高端轨道工程车降噪设计提供一些新的设计依据。

掘进巷道热环境影响因素重要性分析

目前大多数研究仅讨论了单一因素对掘进巷道热环境的影响,未涉及多因素对掘进巷道热环境影响的重要性。利用Fluent软件对掘进巷道进行三维建模与数值模拟,通过正交试验与控制变量法分析了入风风速、入风温度、围岩温度和风筒直径对掘进巷道热环境的影响程度。数值模拟结果表明:对掘进巷道热环境的影响程度由大到小依次为围岩温度、风筒直径、入风温度、入风风速;入风风速、入风温度和风筒直径对掘进巷道热环境的影响程度保持稳定;距离掘进工作面越远,围岩温度对掘进巷道热环境的影响越显著;掘进巷道温度与入风风速之间呈负幂函数关系,增大入风风速可降低掘进巷道温度,但入风风速过大,降温效果越来越不明显;掘进巷道温度与入风温度、围岩温度之间呈线性正相关关系,与风筒直径之间呈线性负相关关系。利用Origin对数值模拟结果进行拟合,得到掘进巷道温度与入风风速、入风温度、围岩温度、风筒直径之间的多元线性回归方程,拟合程度较好,可为工程预测掘进巷道温度提供有效参考。

空空导弹固体火箭冲压发动机设计参数优化

为使空空导弹在较宽的空域范围内获得优化的综合性能,提出了以导弹综合特性为目标函数来优化固体火箭冲压发动机设计参数的思路,以空空导弹在飞行高度分别为5,10km和15km的飞行距离和飞行速度的综合性能参数为目标函数,建立了固体火箭冲压发动机设计参数优化模型,利用遗传算法进行了固体火箭冲压发动机设计参数的优化.优化的结果表明:当参数选择适当时,采用非壅塞固体火箭冲压发动机的空空导弹在较宽的工作包线内也能够具有优秀的飞行性能,在高度为5,10km和15km时,空空导弹的飞行距离分别达到了62.9,89.2km和133.1km,空空导弹的平均飞行速度也得到了提高.