基于CFD方法的阀门传热仿真分析

某核电厂蒸汽隔离阀长期处于蒸汽环境下,伴随高温、高湿状态,可能会导致阀门内部温度过高,引起阀门电装无法正常动作。考虑到阀门内部温度场不能有效的通过实验方法进行测量,且数值计算(CFD)能通过精细化的后处理,将数值求解结果形象直观地表示出来,以便于理解,因此本次对于阀门内部温度分布及散热优化问题的分析,采用CFD方法开展。结合本次阀门内部流场分布及温度场分布的实际情况,本次热工流体数值模拟采用非结构化网格开展数值模拟计算。通过本次计算分析蒸汽隔离阀的传热情况,判断阀门在高温流体下电机的可用性。经数值模拟仿真分析,结果显示配有散热翅片的闸阀有效地降低了闸阀阀体上端的温度,阀门在常开状态下,虽处于高温蒸汽中,也能保证电装的可用性。

基于FLUENT的轴承腔封严引气流动特性仿真分析及结构优化

为降低轴承腔封严引气流阻,提升滑油系统封严可靠性,以航空发动机轴承腔封严引气结构为研究对象,针对发动机典型工况点,将引气管、轴心引气等三维模型导入CFD软件平台FLUENT划分网格,采用Realizable k-ε模型对流场进行三维数值模拟,流场分析结果与实际相吻合,能够准确地反映气体流动状态。通过对2种引气管结构与3种轴心引气结构流动特性进行对比分析,得到典型工况下封严引气结构的流阻及出口流速等性能参数,最终确定多种封严引气结构对流动特性的影响,从而对引气结构进行改进设计,优化了引气流动特性,为轴承腔封严引气结构设计提供了参考。

基于ICEM CFD与ANSYS FLUENT的热力射流喷嘴流场分析

为了解喷嘴的内部结构对射流流场的影响,为选择合适的射流喷嘴提供依据,以锥形和锥直形喷嘴两种典型喷嘴为研究对象,根据计算流体力学(CFD)的基本理论,综合运用ICEM CFD网格划分与ANSYS FLUENT流体分析软件对锥形和锥直形喷嘴的射流流场进行分析。结果表明:在相同初始条件下,锥形喷嘴具有较大的出口速度,变化剧烈,射流的等速核长度较大;锥直形喷嘴的速度变化平稳,短管内由于颈缩现象易产生负压。通过试验,再次验证了仿真结果。

基于UG、Hypermesh和Fluent的飞行器CFD综合分析

针对现阶段飞行器CFD有限元分析前处理阶段使用单一软件存在的建模过程复杂、网格质量难以控制等问题,结合UG、Hypermesh和Fluent软件各自的优势,提出利用UG建立模型、使用Hypermesh生成网格作为Fluent前处理的综合分析方法。介绍了UG、Hypermesh、Fluent软件特点及优势,分析了综合分析流程及软件间数据衔接方法。针对飞行器边界层问题重点研究了Hypermesh带边界层飞行器网格的生成方法,以自由飞行导弹为例对综合分析方法进行了验证。实例验证表明,综合分析方法可行,可以充分发挥各个软件的优势,大大提高有限元分析的效率。

基于CFD方法的垂直起降飞行器气动设计与分析

设计了一种复合式动力布局的垂直起降(vertical takeoff and landing, VTOL)飞行器,该飞行器采用无尾三角翼气动布局,静稳定设计,在其处于固定翼模式的情况下,使用CFD方法,基于Standard k-ε湍流模型对其进行了仿真分析。获得了在一定范围的迎角下飞行器的气动参数曲线以及升阻力情况,为该飞行器结构设计及控制系统设计提供了依据。仿真结果表明,该飞行器具有较小的阻力系数,且在最大升阻比附近的动态范围较宽,尤其适合高速飞行的场合。俯仰力矩几乎为0,无需平尾配平俯仰力矩,降低了控制系统的设计难度。飞行器整体设计布局合理,气动效率较高。

基于FLUENT的某大型客车前风窗CFD除霜分析

以某大型客车为例,使用CATIA软件创建几何模型,运用ANSA和FLUENT软件完成模型的空间离散化,应用FLUENT软件进行除霜过程的稳态和瞬态CFD分析,得到前风窗霜层随时间变化情况,并与试验结果进行对比。

基于Fluent的角磨机CFD分析及结构优化

基于Fluent软件对某型号角磨机内部流场进行CFD分析,根据分析结果对轴承压盖与出风口进行结构优化并完成分析对比。结果表明,轴承压盖与出风口的结构优化可以有效增加角磨机的气体流量,降低整机流动阻力,提升主要发热元件表面流速,提高散热效率。

基于数值模拟的近海广阔区域办公区风环境研究与改善

近海广阔区域由于缺乏地形遮挡,海洋气流对建筑区域影响显著,导致风速较大,进而引起人员不适,当强/台风来临时还可能会引起人员伤亡。以暖温带东亚季风区大陆性气候、近海广阔区域——胶东半岛的一办公区为例,利用CFD(计算流体力学)软件对办公区的风环境进行研究,以目标区域空旷平坦地面10年一遇10 m高度处10 min平均的风速观测数据为依据,风向以目标区域冬季季风主导方向为主,获得建筑区域的风速云图,确定不利风速区域。进一步,采用10年一遇10 m高度处3 s阵风风速进行极端风速下的研究,结合地形环境,提出风场环境改善方案,定量与定性地分析改善后的风场环境。研究结果可为近海广阔区域风环境的研究与改善提供依据。

基于CFD分析的某车型空调除霜试验不合格的优化改进

车辆的除霜性能是整车开发过程及整车性能试验的一项重要指标。在设计开发阶段的除霜分析主要通过ANSA&Fluent软件进行模拟分析,整车阶段主要通过环境仓进行试验验证。文章针对环境仓试验车辆除霜不合格问题,应用ANSA&Fluent软件进行计算流体动力学(CFD)模拟分析,根据分析结果运用CATIA软件对空调风道进行优化修改,针对修改后的数据再次进行CFD模拟分析,分析合格之后再进行整车环境仓试验验证分析结果,如此形成一个完整的分析-验证闭环流程。风道开发过程中通过ANSA&Fluent软件进行CFD模拟分析可以有效避免后期整车试验阶段的除霜问题,避免问题整改的人力、时间、费用的浪费。

使用Fluent软件的螺旋桨敞水性能计算分析

船舶性能CFD计算领域有必要尽快形成螺旋桨敞水性能CFD计算的快速预报能力,以快速响应用户的需求,使CFD成为螺旋桨设计的手段之一,并利用这一手段,发挥CFD计算结果信息量大的特点,对螺旋桨进行相关的性能考察计算。文章介绍了中国船舶及海洋工程设计研究院利用Fluent软件在螺旋桨敞水性能计算中的计算流程,以某船所使用的侧斜反弯扭桨作为研究对象,给出了敞水性能曲线的计算结果,并与试验测量值作了比较,文中还介绍了对此桨的性能情况所进行的一些数值计算考察。

FLUENT软件在除尘领域中的应用

除尘领域中存在许多由设计参数不合理而引起的涡流、回流,造成除尘器内部速度场、压力场和温度场分布不均,从而出现除尘效率偏低、运行阻力增加等工程实例。FLUENT软件对除尘器流场特性的数值模拟和粉尘颗粒运动轨迹的描述能有效地帮助解决这类问题。介绍了FLUENT软件模拟除尘器流场的基本理论和方法;综述了国内外应用和研究的进展及成果。表明可用CFD模拟除尘器中复杂的气固两相流流场,并结合实验解决工程实践中速度场、压力场和温度场分布不均的难题,为现有除尘器的优化与新产品的研发提供指导性参数。从各方面的应用可以看出,FLU-ENT软件在除尘领域存在着广阔的、潜在的应用前景。

基于CFD数值模拟的板式换热器分配器性能研究

基于计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)数值模拟方法,对板式换热器分配器在单相流动和两相流动时的分配性能分别进行研究。把板式换热器在有、无分配器作用时的数值模拟结果作对比,定量分析分配器对板式换热器并联流道间流体流量均匀分配的作用;进一步分析换热器并联流道数、工作流体流量和进口干度(两相流动时)变化对分配器流动分配性能的影响。结果发现,分配器显著提高换热器流道间流体分配的均匀性;无论是单相流动还是两相流动,并联流道数对换热器流道间流动分配均匀性的影响要大于工作流体流量变化的影响;与单相流相比,两相流动时分配器的分配性能较差,在制冷系统中当板式换热器作蒸发器使用时,这将会降低换热器的换热性能。研究结果为进一步改进分配器结构,改善板式换热器流道间流动分配的均匀性提供必要的理论依据。

基于CFD的日光温室温度与卷帘开度关系研究

日光温室通过在棚面上覆盖卷帘保温材料的方式,可以有效地减少日光温室在外界环境温度较低情况下的热量散失,在前期研究的改进型日光温室后置固定式卷帘装置基础上进一步研究不同卷帘开度对于日光温室内部温度变化的影响。选择保温性质较好的保温被作为卷帘材料、简化北方地区较为典型的辽沈Ⅳ型日光温室结构,通过对日光温室的散热情况分析,得到日光温室内部温度的变化与其卷帘开度导致的保温材料与卷膜的覆盖面积变化存在着一定的线性关系。并通过CFD-Fluent仿真软件和验证性试验进行研究验证,结果表明:覆盖卷帘可以有效地减少日光温室的热量散失,维持室内适宜温度及其均匀性,在较为理想的环境条件下,日光温室内部温度变化与卷帘开度存在一定的线性关系,且日光温室内部温度由于棚面散热速率的差异所呈现的区域性差异也进一步验证了该结论。

基于CFD的喷气织机辅助喷嘴流场分析

为研究辅助喷嘴的流场性质,建立喷气织机辅助喷嘴流场的三维模型,利用计算流体动力学(CFD)分析软件Fluent对辅助喷嘴流场的三维模型进行数值模拟,得到供气压力为0.28 MPa条件下辅助喷嘴出口实际流速中心线上的速度分布曲线、压力分布曲线以及不同供气压力条件下辅助喷嘴出口的速度分布曲线。计算结果表明:供气压力为0.28 MPa时,辅助喷嘴出口最大风速达404 m/s,在辅助喷嘴出口出现了负压区;随着供气压力的增大,辅助喷嘴出口风速逐渐增大,供气压力每增加0.10 MPa,出口风速约增加50 m/s。通过与相关文献实验值的比较,证明了数值模拟方法和实验方法分析辅助喷嘴流场的一致性。

小区域氯气扩散的CFD模拟研究

针对一个较小的工厂区域,应用CFD法,分别对氯气连续泄漏和瞬时泄漏的扩散过程进行了研究,并应用FLUENT软件,分别对两种情况下的氯气扩散情况进行了模拟。结果表明,连续泄漏时,建筑的阻挡和涡旋的存在会减慢氯气扩散速度,使得建筑后方氯气浓度比周围空间低很多;瞬时泄漏时,涡旋对氯气扩散的束缚作用非常明显,涡旋内部的氯气停留时间比其他区域长。这些结果可以为应急救援和工厂结构优化设计提供依据。

基于CFD的双螺杆压缩机的三维动态仿真分析研究

为了研究双螺杆压缩机的流场动力学特性,提出基于双螺杆压缩机的工作循环为一个理论循环的假设,建立其工作过程的数值计算模型,采用计算流体力学软件Fluent中的动网格技术对双螺杆压缩机的工作过程和流场动力学特性进行了动态模拟仿真。搭建了实验平台并研究分析了双螺杆压缩机的p-V变化规律,结果表明,仿真结果较好地吻合实验数据,验证了模型的正确性和模拟方法的有效性。

Fluent在城市街区大气环境中的一个应用

利用CFD软件Fluent建立了一个三维街道十字路口模型 ,模拟了 2种风向条件下街区风速分布和CO质量浓度分布的情况 .结果表明 ,十字路口的建筑物布局与风向共同作用 ,会对街区的风速和CO质量浓度分布产生很大影响 .模拟结果表明 ,CFD对所建模型模拟结果合理 ,用于街区大气环境问题研究有着良好前景 .

直通式迷宫密封内可压缩流场的CFD数值模拟

以CFD软件FLUENT为基本工具,应用有限体积法对流场进行数值模拟,同时采用了k-ε湍流模型,通过耦合与离散相结合的方法求解N-S方程,数值模拟迷宫密封内流场。对单腔和两腔直通式密封做数值模拟,得到了流量系数随进出口压差变化的曲线,与实验结果比较,显示FLUENT软件在数值模拟类似流动时是可靠的,最后分析了密封齿几何参数对流量系数的影响,由此提出改进方案并进行优化。

基于FLUENT的叶轮机械三维紊流流场数值模拟

根据k-ε两方程模型构造了轴流泵三维流动的数学模型,并考虑了近壁面流动的处理方法。利用fluent软件数值模拟了叶轮机械内的三维流动,计算了静子和转子上的速度矢量和压力值。通过数值模拟结果来看,数值模拟方法能真实反映叶轮内部的复杂流动,为叶轮机械的设计和改进提供了理论依据。

基于CFD技术的双吸离心泵节能技术研究

应用CFD计算分析软件FLUENT6.3.26,选取标准κ-ε湍流模型和SIMPLE算法,对某型双吸离心泵节能改造前后泵内流道进行三维湍流数值模拟,并与现场采集的实际运行数据进行比较分析。结果表明,节能改造后的双吸离心泵叶轮和蜗壳内流场分布更趋均匀合理,能量损失减少,从而效率有明显提高,并与实测数据基本吻合。同时也证明CFD计算分析结果,可以较准确的显示出泵体内流道的流动特性和规律,对双吸离心泵的性能预测、水力设计和改型优化等具有重要的指导意义。