抽吸孔结构对喷气涡流纺喷嘴气流场的影响

研究负压抽吸式喷气涡流纺喷嘴中抽吸孔直径与抽吸区长度对喷嘴气流场分布特征的影响。采用数值模拟的方法,结合纺纱试验结果,阐明了抽吸孔直径与抽吸区长度对喷气涡流纺包芯纱成纱过程中的落纤量及成纱断裂强度的影响机制。研究发现,纺锭内引纱通道入口端面处气流径向速度和轴向速度的方向与大小对成纱过程中落纤量的大小起关键作用,气流轴向速度和径向速度值越大,落纤量越小;靠近纺锭入口位置的抽吸孔中气流径向速度的大小对成纱断裂强度的大小起关键作用,气流径向速度越大,成纱断裂强度越高。气流场模拟结果表明:抽吸孔直径0.3 mm和0.4 mm时降低落纤量的效果优于抽吸孔直径0.2 mm,抽吸孔直径0.2 mm时成纱断裂强度较高;抽吸区长度25 mm和34 mm时降低落纤量的效果相似,抽吸区长度34 mm时成纱断裂强度略低于抽吸区长度25 mm。气流场的数值模拟结果解释了纺纱试验结果,可为喷气涡流纺喷嘴结构的改进提供理论参考。

轮罩间隙影响下的轮胎周围流场动力学分析

掌握车轮-轮罩间隙流场动力学特性对研究路面扬尘颗粒物具有非常重要的作用。文中采用稳态RNG k-ε模型建立整车空气动力学模型,研究不同车轮-轮罩间隙下车轮周围外流场的分布。结果发现:汽车行驶过程中车轮-轮罩周围出现了空气漩涡,并且出现明显的交汇和加强现象。随着车轮-轮罩间隙的增大,在交汇气流的影响下,50~60 mm范围内前轮气流形成漩涡核心角度快速增大,后随间隙的增大缓慢减小。后轮漩涡核心角度与轮罩间隙呈非线性增大的趋势。气流在后车轮外侧形成的分离涡变化一致逐渐增强,车轮轮毂的泵吸作用增强。

城燃管道街道峡谷泄漏扩散CFD数值模拟

城市燃气管道的安全时常受到市政建设的威胁而破坏,与天然气管线野外泄漏的情况不同的是,市区复杂的建筑环境会对气体的扩散情况造成干扰,严重危害人员财产安全。选择CFD数值模拟法,对城市街道峡谷内燃气管线的扩散泄漏进行了分析。基于二维街道峡谷断面模型,对截断阀关闭前后燃气泄漏扩散的基本规律进行了分析研究。数值模拟结果表明,风对燃气的扩散起主导作用,街道峡谷内形成的独立而稳定的涡旋气流场会使燃气聚集并且难以扩散。

综掘工作面压风气幕形成机理与阻尘效果分析

为了确定综掘工作面压风气幕形成机理与阻尘效果,采用数值模拟与现场实测相结合的方法,分析了压风口与工作面不同距离时风流与粉尘流场运移规律,结果表明:压风气幕的形成主要由压风涡流风流场与工作面距离决定,若涡流风流场与工作面距离大于抽风口与工作面距离,可在压风口与抽风口间形成风流方向均指向工作面的压风气幕,压风口与工作面距离越大,涡流风流场与工作面距离越大,越利于形成压风气幕;数值模拟确定了50 mg/m3以上高浓度粉尘扩散距离随压风口与工作面距离变化的数学关系式;现场实测也显示,压风气幕阻尘效果明显,压风口距工作面30 m时,形成的压风气幕使距工作面10 m断面测点的粉尘浓度降至19.2 mg/m3,有效提高了除尘风机抽尘量,降低了现场粉尘浓度。

基于珠-杆模型的喷气涡流纺喷嘴气流场中的纤维运动规律

采用有限体积法对喷气涡流纺喷嘴中的高速气流场进行数值模拟,通过Fluent软件获得了喷嘴中气流场的流动特征,并对气流场中的纤维模型进行动力学分析,在此基础上建立纤维/气流力学模型,求解纤维运动方程,从而对纤维在涡流纺喷嘴气流场中的运动轨迹进行追踪.模拟结果表明:喷气涡流纺喷嘴内部气流呈中心对称分布,纤维在喷嘴内部呈波浪形运动,纤维尾端越靠近加捻室区域,其摆动越明显;当纤维全部进入空心管后摆动不明显.

喷气涡流纺纺纱过程中的气流场数值模拟

为明确高速气流成纱过程中气流产生和发展变化的规律,解决当前研究中存在的不足,对喷气涡流纺初始引纱过程和正常稳定纺纱过程的气流进行三维数值模拟及理论分析,并采用纺纱实验和借助扫描电子显微镜技术验证数值模拟结果。结果表明:纺纱初始时气流扰动小,湍流少,气流流线规则有序发展,喷嘴内负压气流产生强大吸力利于顺利引纱,模拟推测纤维的集束性较好,包缠和抱合效果较差;正常纺纱过程中气流场不稳定,湍流现象明显,气流轨迹复杂,并出现涡流和回流现象,回流为纱提供额外张力,利于提高纱线强力,模拟推测纤维的包缠和抱合效果较好,这也与纺纱实验结果相吻合。

带斜顶建筑物的城市街道峡谷内部气流场数值研究

基于S.R afa ilid is和M.Schatzm ann在风洞中所采用的城市街道峡谷物理模型,数值模拟了6种带有斜顶建筑物的城市街道峡谷内部气流场。模拟结果表明:①建筑物斜顶显著影响峡谷内部的气流场,由于气流绕过斜顶时产生剧烈分离,使得处于背风面的斜顶与处于迎风面的斜顶相比,前者对峡谷内部的气流漩涡结构影响更大;②斜顶建筑物高度与峡谷宽度的比是决定峡谷内部漩涡结构的重要因素,其比值愈大愈易于在峡谷内部生成两个旋转方向相反的漩涡(其中峡谷上部为顺时针漩涡,而下部为逆时针漩涡)。

送风方式对飞机座舱内污染物传播影响研究

采用数值模拟方法研究了波音737-200座舱模型内的气流场以及污染物传播过程,并通过实验数据加以验证;分析了天花板加侧壁送风(混合送风)、侧壁送风以及天花板送风三种送风方式下座舱内的速度场、涡量场、污染物浓度场和空气龄,并且解释了舱内流场结构对污染物传播过程的影响。研究结果表明:不同送风方式下飞机座舱内污染物的传播过程差异明显,这是由流场结构特征的差异造成的,特别是在小尺度范围内,涡结构十分复杂,严重影响污染物的传播规律;在聚集过程中,污染物更容易在漩涡范围内聚集,而变形主导的气流运动会阻碍污染物向更大范围传播;在排除过程中,天花板送风形式下污染物的排除效率最快,混合送风次之,侧壁送风最慢。这对于防控新冠肺炎是有参考价值的。

车速对轮罩间隙流场动力学特性的影响研究

掌握轮胎-轮罩间隙流场动力学特性对研究车辆行驶扬尘导致的空气污染具有非常重要的作用。通过Ansys软件,将轮胎设置为旋转壁面,采用稳态RNG k-ε模型建立了整车空气动力学模型,研究不同车速下车轮-轮毂周围外流场的分布。结果发现:汽车行驶过程中伴随着车轮转动,轮胎-轮罩周围出现空气漩涡,并出现明显的交汇加强现象,气流交汇角度随着车速的增加呈非线性变化趋势。

栅栏沙丘表面流场的二维数值模拟

数值模拟是研究风沙地貌形态动力学和风沙工程工作原理的有效途径.本文利用数值模拟方法,通过对比不同的迎风坡度以及迎风坡上部设置阻沙栅栏条件下的沙丘近地面流场特征,讨论了沙区道路防护体系前沿"栅栏沙丘"形成发育的流场条件.结果表明,随沙丘迎风坡坡度增大,背风坡回流区变高、变长,且坡度>15°后背风坡回流区流场基本不再变化.沙丘迎风坡阻沙栅栏的影响主要体现在气流的提前分离及其背风侧小涡的形成,回流区范围因叠加而变得更高、更远.这种流场变化特征对沙丘表面风沙过程具有显著影响,是形态趋于高大、断面趋于对称的栅栏沙丘形成发展的原因所在.