基于ICEM CFD对汽轮机末级三维叶片流场网格划分方法的优化

网格的划分是对工程问题进行数值模拟的重要环节,网格质量的高低直接影响计算结果的精度。在对汽轮机叶片周围流场的数值模拟过程中,较高质量的网格是基础要求,但由于汽轮机末级叶片结构非常复杂,这就加大了其网格划分过程中的难度。为了进一步提高ICEM CFD对汽轮机叶片周围流场网格划分的质量,并针对避免产生"负体积"的问题。提出了一种可以得到高质量网格的方法,并阐述了在实际操作中应该注意的事项。

基于ICEM CFD和AUTODYN的榴弹破片场仿真研究

常规研究榴弹破片的途径是采用空中静爆或水井爆炸装置,收集并分析破片的数质量情况。运用ICEM CFD前处理程序及AUTODYN软件对某型榴弹的爆炸过程进行了仿真模拟,通过Gurney公式及Mott公式对榴弹自然破片的速度、质量分布情况进行分析验证。结果表明,仿真模拟同实际爆炸过程一致,破片场速度、质量与工程计算结果吻合较好。

ICEM CFD结构化网格在泵站工程中的应用

ICEM CFD是世界上顶级的网格划分工具之一,为绝大多数CAE/CFD数值仿真提供高质量网格。本文介绍了ICEM CFD结构化网格三种基本划分方法,通过实例叙述了O型、Y型、旋转及镜像高级网格划分技巧,最后给出了在泵站工程中泵装置块划分方式,为泵站工程设计与优化提供设计借鉴。

基于ICEM的排气管参数化CFD网格划分

采用VB.NET语言,运用ANSYS ICEM软件提供的二次开发接口,对排气管进行分段参数化网格划分。从而实现导入模型,自动完成几何清理;通过用户界面输入网格划分参数,自动生成结构化或非结构化网格;最后联接得到整个排气管的CFD网格。降低了CFD分析的前期工作强度,提高了分析效率。

基于ICEM-CFD的中子学力学耦合程序研制

目的针对反应堆工程分析中面临的中子学力学耦合这一问题,在同一软件框架下实现中子学力学多物理场计算。方法利用商业CAD前处理软件ICEM-CFD对堆芯几何进行网格剖分,开发基于有限元方法的中子学力学耦合计算程序,对同一堆芯网格划分进行中子学和力学计算。结果初步实现了基于同一软件框架下网格层面的中子学力学耦合计算,得到了中子学力学初步耦合的计算结果。结论通过基准例题对程序进行计算校验,该耦合程序计算能力是可信的。

基于均值孔隙介质层的阻尼孔壁面摩擦效应研究

阻尼孔广泛用于各种液压机械系统,其孔径通常在0.3 mm到2 mm之间,这种微小流道的流动不同于常规管道,壁面粗糙度对其流动特性有重要的影响。针对这一问题,以安装在液压电磁换向阀中的阻尼孔为研究对象,采用均值孔隙介质层(PML)模拟了阻尼孔的壁面粗糙度。首先,建立了阻尼孔的物理模型,使用ICEM CFD软件对模型进行了网格划分;然后,构建了流体控制方程以及PML动量方程,求解出了黏性阻力系数和惯性阻力系数;最后,采用了流体仿真软件Fluent,分析了壁面粗糙度对阻尼孔流体流动特性、流体完全发展距离长度以及流体温升的影响。研究结果表明:仿真所得阻力特性与文献中实验所得阻力特性结果一样,采用PML表征壁面粗糙度的方法可行;由于壁面粗糙度,阻尼孔中的流体受到的阻力增大,导致从阻尼孔入口至出口压降增加了2.25%;相同边界条件下,含PML的阻尼孔比光滑阻尼孔的完全发展距离长0.1 mm左右;壁面的发热量平均提高了1.5%。

进气蜗壳区网格质量对卧轮式分级机内流场模拟的影响分析

为研究进气蜗壳区网格质量对卧轮式分级机内流场模拟结果的影响,基于ICEM CFD前处理软件总结4种关键网格质量评价指标选用原则,对卧轮式分级机网格模型质量进行定量评估,采用数值模拟方法对比分析了3种不同网格质量模型下卧轮式分级机内流场的模拟结果。研究结果表明,选用Orthogonal Quality、Skew指标对卧轮式分级机网格模型进行优化,可有效提高网格整体质量,优化后Grid-3网格模型的Q.avg值为0.98,较Grid-1、Grid-2分别提高36.1%和10.1%;卧轮式分级机进气蜗壳区的网格质量对其仿真计算的稳定性、收敛性、效率及精度具有显著影响,Grid-1发生迭代残差大幅震荡、计算终止且未收敛的情况,Grid-2能够反映分级机内流场特性及颗粒运动特性,但计算精度、效率欠佳;Grid-3避免了上述情况,表现出良好的稳定性、收敛性,更准确地反映了分级机内流场特性及颗粒运动特性,较Grid-2的计算效率提高13.82%,压降相对误差降低13.53%,分级粒径误差减少23.7%,离散相模拟结果与粉煤灰的分级试验结果更为吻合。

基于CFD的潜艇阻力及流场数值计算

运用雷诺平均N-S方程,使用CFD前处理软件ICEM CFD划分流场网格,采用RNG k-ε湍流模型,实现了对裸潜体、带指挥台围壳艇体、带十字尾翼艇体、全附体潜艇4种模型的阻力及粘性流场的数值模拟。通过数值模拟,得到了潜艇表面压力分布情况和附体附近流场的一些特性,为进一步优化潜艇的艇型和分析潜艇的流噪声打下了基础。而阻力的对比在一定程度上验证了数值模拟的可靠性。

基于VB、Pro／E和ICEM的柴油机参数化设计

柴油机数值模拟几何模型的建立和网格生成往往花费大量的时间,参数化设计方式不仅能够缩短设计周期,而且降低了设计难度。讨论了柴油机参数化建模的方法,运用VBAPI实现了Pro/E的结合,编写程序自动生成ICEM CFD网格命令流文件,后台驱动ICEM CFD生成计算网格,并建立了VB操作界面,实现了柴油机参数化建模和网格建立的一体化。

基于CFD船体贴体网格剖分

本文对船体贴体网格进行了剖分,所得网格可用于船舶CFD数值计算.列出了网格质量的判定标准,给出了判定参数的计算方法和意义.进而用ICEM CFD剖分了船体网格,并给出了结构网格、非结构网格、混合网格的剖分流程和剖分时的注意事项.S60船体结构较为简单,采用结构网格;集装箱船体结构较为复杂,采用非结构网格.结果表明,生成网格质量较高.

某空调机组CFD分析与研究

运用计算流体力学仿真方法对某纯电动商用车空调机组性能进行分析与研究。利用商用前处理软件ICEM CFD进行该车辆空调机组模型网格划分,采用商用CFD软件ANSYS Fluent进行三维流场仿真计算,分析了空调机组内部流场分布及换热器表面速度分布情况,为改善空调机组性能,降低车辆能耗提供了理论依据。

网格划分对轴流式水轮机数值计算结果的影响

针对网格划分优劣直接影响数值计算的精度和速度,讨论了适合水轮机计算网格的类型,采用不同的网格尺度对某轴流式水轮机两个标称直径的模型转轮进行7个工况全流道内的数值模拟,分析了网格节点数与水轮机的计算效率及计算时间的关系,并给出了在一定的计算资源和不同工况条件下适合于轴流式水轮机水力模型数值计算采用的网格尺度。可供其他不同转轮直径的轴流式水轮机模型进行相似换算借鉴。

基于FEKO软件仿真计算战斗机的RCS

通过介绍FEKO软件计算RCS的步骤及计算技巧,辅助采用Unigraphics软件建模和ICEMCFD软件网格剖分,仿真计算国外某战斗机的RCS,经分析比较,计算数据可信。

柱面螺旋槽干气密封微尺度流场数值模拟

针对极端工况下的流体机械动密封问题,提出了新型的柱面螺旋槽干气密封.基于柱面微间隙气膜的结构特性,首先用Solidworks建模软件和Workbench的DM模块联合建立了柱面螺旋槽微尺度气膜模型,其次用专业网格划分软件ICEM CFD独有的block映射技术划分高质量的计算域网格,最后通过CFD流场仿真软件Fluent对微间隙的三维流场进行数值模拟计算,并通过改变工况操作参数,得到相应的泄漏量和浮升力.计算结果表明:在偏心率为0.5时,随着转子的转动,气膜压力升高0.218 MPa,气膜最薄区域的槽根部为压力最大值;流速在气膜最厚区域出现最大值,整体流速与压力呈现反比例分布;对比分析无偏心结构气膜模型,发现没有压力升高现象;浮升力和泄漏量都随转速和压差的增大而增大,对比发现压差对浮升力和泄漏量的影响更大.

深浅腔液体动静压轴承油膜承载特性分析

以深浅腔液体动静压轴承为研究对象,根据油膜的结构特点,运用ICEM CFD软件建立了油膜的三维有限元计算模型,采用结构化网格划分方法极大地提高了网格划分质量,并采用动网格方法实现了对油膜偏心率的更改,简化了建模工作;运用FLUENT软件模拟得出了各种工况下深浅腔液体动静压轴承油膜的压力分布,深入研究了油膜轴承承载力与偏心率、主轴转速之间的变化规律,对计算结果的分析表明:随着偏心率和主轴转速的增加,油膜轴承承载力呈线性增长;指出了该研究可以为液体动静压轴承的设计提供参数支持,并可以在理论上分析和预测液体动静压轴承在工作中可能出现的问题,缩短研制周期,节省开发费用。

基于Fluent对PEM燃料电池的平行流场仿真分析

利用SOLIDWORKS软件建立带有三种不同流道面积的平行流场PEM(质子交换膜)燃料电池模型,并在专业划分网格软件ICEM CFD中建立这三种PEM燃料电池网格模型。为了得出这三种不同流道面积对燃料电池性能的影响,最后将网格模型导进Fluent进行仿真计算,通过极化曲线和电流密度分布云图分析得出流道面积为187的平行流场在保证了较高功率密度的同时,电流密度的分布也最均匀。

影响通海截止阀冲刷腐蚀的重要参数数值模拟分析

作为舰船的重要部件,通海截止阀在运行过程中发生损坏将严重影响舰船航行安全。文中通过ICEM CFD软件对影响阀门冲刷腐蚀的重要参数如流体速度、颗粒含量、颗粒直径以及阀门开度等进行了模拟分析,结果表明截止阀冲蚀速率与流动速度成指数增长,颗粒含量变化会导致阀门最大冲蚀位置出现变化,最大冲蚀速率将随着粒径增大变小,而冲蚀分布却随着粒径增大变得更加均匀,阀门半开时的冲蚀速率远大于全开时的冲蚀速率。研究结果将为新型通海阀进一步流道优化改进设计提供参考。

通海截止阀冲刷腐蚀的数值模拟及优化

为了对阀门的冲蚀速率及整体的冲蚀分布进行优化研究,采用ICEM CFD流体分析软件对型号为DN125的阀门及其改进模型内流场进行了数值模拟分析。通过对比结果表明,改进后模型阀芯处最大冲蚀速率下降了60%,平均冲蚀速率下降了67%。改进后的模型能够有效提高阀门的抗冲刷腐蚀特性,同时通过分析结果表明,改进后的模型冲蚀速率的减小与粒子速度的降低有关。

内置式温差发电器流固耦合数值仿真

建立了内置式温差发电器的物理和数学模型,并对该模型进行了详细的阐述,网格划分和数值仿真完成后,得到了稳态下内板的温度分布场。通过对内板温度场的研究和分析可以得到结论:降低冷却液温度和提高冷却液流速有助于提高内置式温差发电器的发电性能,梅花形结构内板的内置式温差发电器的发电性能比一字形结构内板的内置式温差发电器的发电性能更好。该结论对提高内置式温差发电器的发电性能和优化内置式温差发电器的结构有着重要作用。

基于ICEM-CFD的核噪声分析用有限元程序研究

基于非结构网格的有限元方法具有很好的几何适应性,目前已用于求解反应堆物理问题,但当前的有限元程序基于手工描述的几何建模和网格划分非常繁复,很大程度上制约了该方法在反应堆物理数值计算中的应用。利用商业CAD前处置软件ICEM-CFD对三维堆芯几何做四面体或六面体网格剖分,对二维堆芯几何做三角形或四边形网格剖分,并开发了基于有限元方法的核噪声分析用中子学计算主程序。通过基准例题对程序进行了通量、伴随通量、keff/k*eff等稳态参数计算能力测试,测试表明该程序稳态参数计算结果是可信的。最后,对国际原子能机构(IAEA)发布的三维压水堆基准例题进行了中子噪声频谱计算,给出了给定频点下的噪声分布。