求解螺旋离心泵内部流动的数值模型

通过对常用的流体动力学各种控制方程的适用范围和条件进行讨论,以fluent软件为工具,以螺旋离心泵为对象,利用fluent软件中提供的6种典型数值模型对其内部流动进行计算并分析对比,探讨了各模型计算螺旋离心泵内部流动的特点以及模型所反映的内部流动机理.

轴流风机旋转叶片的气动噪声分析

针对某型轴流风机引起的气动噪声问题,建立该型轴流风机的三维模型,利用Lighthill声类比理论、FW-H声波波动方程和Fluent数值模拟,分析该轴流风机旋转叶片引起的气动噪声的噪声特性。数值模拟结果表明,旋转叶片上的静态压力主要集中在旋转方向前方的叶面上;而脉动压力则在叶片的两个面上均有分布,分布区域主要集中在叶片的外缘,这是由于叶片外缘脱落的旋涡引起的剧烈的气流震荡所导致。叶片上的气动噪声功率主要分布在叶片的外缘,其分布规律与脉动压力的分布规律有差异,表明旋转叶片的气动噪声并不完全由脉动压力产生。旋转叶片所诱发的气动噪声随着叶片转速和风机直径的增大而增大。

偏心转子密封系统的稳定性研究

迷宫密封在叶轮机械中使用广泛,且对转子系统稳定性有很大影响,但是很少有文献关注轴颈偏心与迷宫密封和系统稳定性之间的关系。课题组提出一种基于FLUENT软件的转子密封耦合系统的瞬态仿真方法,在每个时间步,首先求解纳维斯托克斯方程获得轴颈表面的瞬态气体密封力;接着,求解单圆盘转子密封系统的有限元模型,计算轴颈在下一个时间步的位移;在每个时间步中,将计算得的气体密封力和轴颈位移进行数据交换。此外,该方法使用的动网格技术可在轴颈任意运动状况下保证网格质量。从计算结果可以看出,当偏心到达一定位置时出现了半频振动,这意味着轴颈和密封之间的相对位置对转子密封耦合系统的稳定性有极大影响。为分析转子密封耦合系统的瞬态特性,瞬态泄漏量变化、周向和轴向压力分布等计算结果也在文中给出。在一台装有位置可调迷宫式密封的汽轮机上进行实验,结果显示改变轴颈与密封间相对位置后振幅显著降低,稳定性提高,验证了计算结论的正确性。

锂电池烘箱匀流特性分析及结构优化

烘箱热风射流速度的均匀性对锂电池极片材料的一致性具有重要影响,为了提高射流速度的均匀性:建立了烘箱静压风室的三维模型;利用FLUENT流体仿真软件,基于k-ε湍流方程完成了装有导流板的静压风室热风流场的数值仿真计算;通过提取分析射流风嘴的射流速度分布情况,对静压风室导流板安装尺寸进行了优化,流场仿真分析结果表明:经过优化后的风嘴射流速度均匀性得到了改善,热风射流速度沿风嘴长度方向波动由1. 87%下降到了0. 73%,各风嘴射流速度波动由5. 06%下降到了2. 69%。改进后的射流速度能够满足锂电池极片烘干的一致性要求。

Fluent软件在泄水工程中的应用

本文使用Fluent软件,计算得到了溢洪道、泄洪闸工程泄洪时的泄流能力曲线、壁面压力分布、沿程水面线及流速分布,其结果与模型试验资料吻合良好。特别是在进口断面上自编程序使用了水位边界条件,将流量作为未知量由计算求得,克服了目前许多文献假定进口边界上流量已知、流速沿水深均匀分布的缺陷,增强了软件的实用性,建议计算水力学同行参考应用。