矿用隔爆型干式变压器温升的计算流体动力学仿真分析

为解决矿用隔爆型干式变压器温升计算存在偏差的问题,本文作者使用计算流体动力学仿真软件对矿用隔爆型干式变压器的温升进行仿真分析,与实际温升试验数值进行对比,最终仿真数据值与实际值基本一致。

低地板车辆的踏面外形设计及动力学仿真

针对一实际运行中的低地板面轻轨车辆及其轮轨磨耗问题 ,采用接触角反推法设计了优化的独立轮踏面外形 ,并建立了多车体的整列车动态仿真模型及基于SIMULINK的计算模块 ,分析了踏面外形及轮对内侧距对车辆动力学性能的影响 .通过实际运用证明了用接触角设计方法获得的新踏面外形的有效性 .在仿真计算模型中对带摩擦旁承的摇枕模型进行了改进 。

长安轿车空气动力学性能的CFD研究

应用计算流体动力学技术,选用可实现k-ε模型和非平衡壁面函数,建立一款长安轿车的外表面及其外流场模型(采用12mm和8mm两种网格尺寸),对其进行流体动力学仿真,求得气动阻力与升力系数,并和风洞试验结果做了对比。结果表明,采用细网格模型的仿真结果较为精确,气动阻力系数与试验值的误差仅为4.4%。

基于绝对节点坐标法的架空线断线工况动力学计算

为了计算架空线断线工况下的动力学变化特性,考虑架空线的绞制几何结构及其初始构型的布置特点,以绝对节点坐标法为基础,建立了架空线单元,推导了架空线单元的质量矩阵和弹性力矩阵,给出了架空线的系统动力学方程。针对钢芯铝绞线的绞制几何结构,给出了其对应的轴向、弯曲刚度计算公式。通过仿真计算得到线缆的运动图像,设计试验验证了算法模型的可靠性。结合实际架空线初始位形和初始应力特点,对不同初始应力下的架空线断线工况动力学问题进行仿真分析,绘制了悬挂点处的受力时程曲线并对曲线进行了频谱分析,研究了初始应力对断裂架空线运动过程以及悬挂点受力的影响规律。

采用强迫风冷的风力发电用机舱干式变压器流体动力学温升仿真计算

为解决风力发电用机舱干式变压器在强迫风冷情况下温升计算存在偏差的问题,本文作者使用计算流体动力学仿真软件对风力发电用机舱干式变压器的温升进行仿真分析,与实际温升试验数值进行对比,最终仿真数据值与实际值基本一致。

氨和甲醇等燃料供给系统设计对比及仿真

为满足国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)对船舶主机CO_(x)、SO_(x)和NO_(x)排放的要求,基于MAN主机燃料进机需求,对多种清洁低碳燃料系统的设计进行对比分析。分别针对氨、甲醇和液化石油气(Liquefied Petroleum Gas,LPG)等燃料开展关键问题解决方案对比,并运用计算流体动力学(Computation Fluid Dynamics,CFD)方法对燃料系统回液方式进行仿真。仿真结果显示:在LPG回液管路上设计可调减压元件,能在1.8~2.3 MPa压力区间内实现燃料再利用,有效形成闭式循环回路;当损耗系数K为500~6500时,供给LPG主机的燃料压力满足5.1~5.5 MPa的要求。对比分析表明,在LPG燃料供给系统上调整供给泵参数和回液损耗系数K,即可使该系统应用于氨燃料供给系统设计中。

桨毂形状对螺旋桨水动力影响仿真

采用全结构化网格对桨毂进行计算流体动力学(CFD)水动力仿真,验证仿真方法的有效性,研究3种典型桨毂形状对螺旋桨敞水特性、截面压力分布和空化的影响。通过对比分析发现:圆弧形桨毂阻力最小,效率最优,桨毂形状主要影响叶根区域的流动;圆柱形桨毂叶根的压力最小,空化面积最大;圆弧形桨毂的抗空化性能最优。

基于CFD的气敏特性测试室气体均匀性仿真分析

开发高性能的气体传感器,必须确保合格的传感器响应测试。而大多数发生在传感器表面的化学/物理过程都受到测试室内气体分布均匀性的影响。通过计算流体动力学(CFD)仿真,设计了一种气敏特性多通道测试室。首先,对测试室结构建立三维模型并采用滑移网格处理;然后,采用kω-SST和SAS湍流模型计算不可压缩条件下的Navier-Stokes方程;最后,经后处理,获得室内空气龄、流速场均匀性综合信息。结果表明:当孔径比β=0.67时,传感器表面流量覆盖率为90.41%,流速阶梯性变化对传感器稳定性影响小于4.06%,相较于其他的孔径比,对响应时间的稳定性提升了230%,为实际的测试室开发提供了理论依据。

一种小型空空导弹稳定回路半实物仿真系统设计

稳定回路半实物仿真在空空导弹控制系统设计中的作用举足轻重。介绍了一种小型空空导弹稳定回路半实物仿真系统的组成,详细阐述了该系统关键组成部分的工作原理,总结了该系统的特点。

基于FLUENT的气罐泄漏仿真在油气安全中的应用

近年来,油气田地面装置、炼油厂、化工厂中的爆炸、火灾、中毒等事故频发,这些事故大多源于各种油品或其他化工介质的非正常泄漏.因此,对于介质泄漏后在环境因素影响下扩散规律的研究就显得非常重要.本文采用目前流行的流体计算软件Fluent,针对气罐泄漏进行流体泄漏数值仿真,对于指导安全评估、规避风险及防灾避灾有重要的意义.

嫦娥五号发动机降落羽流扬尘特性研究

在月球探测器着陆过程中,发动机羽流与月面相互作用后溅起的月尘是月面环境危害的主要来源。本文以嫦娥五号任务测试数据作为仿真入口条件,采用计算流体动力学(CFD)两阶段法建立了嫦娥五号任务中使用的喷管1∶1模型和真空羽流扩散侵蚀模型,研究了喷管在不同降落高度下的侵蚀速率,并计算了发动机距离月面高度为0.5~2.0 m范围时月尘颗粒的运动轨迹、扬尘角和速度特性。结果表明,基于剪切应力得到的最大侵蚀速率为8.83 kg/m^(2)s,随着高度增加,侵蚀速率降低,与嫦娥五号降落相机相同高度下的分析结果一致。粒径为1、70ìm的月尘颗粒最大扬尘高度分别为0.72、0.36 m,最大速度分别为2520、1010 m/s。不同粒径月尘的扬尘角范围为1.44°~2.27°,计算的扬尘角与Apollo探月任务中的结果相近。

基于计算流体动力学仿真的低风载标志板设计技术研究

本文提出了运用计算流体动力学CFD仿真软件计算标志风载的方法,对交通标志板不同打孔降风载措施开展了研究,并进行了效率分析,供工程设计人员参考。

基于CFD仿真的切向涡轮流量传感器结构优化

为降低切向涡轮流量计的测量下限,以25 mm口径机械式热量表为例,利用计算流体动力学(CFD)仿真软件对传感器内部三维流场进行研究,提出了提高传感器性能的10种结构改进方案,并通过CFD仿真对优化后的传感器性能进行预测,选择出最佳方案。结果表明:结构参数改进后,测量下限由0.07 m3/h降为0.035 m3/h。

轿车车身外流场的CFD仿真与实验验证

基于CFD数值仿真,选用Realizableκ-ε湍流模型和非对称壁面函数,建立一款轿车的外流场模型,对该款车的外部流场情况进行分析,并和风洞试验结果做了对比。结果表明:CFD仿真计算得出的风阻系数与实验测定值误差在5%左右,可满足工程需要。测试点与实验值有一定误差,但趋势基本吻合。

焦炭塔高压切焦水射流的CFD仿真及其对塔体安全影响评估

借助CFD软件Fluent和FE软件ANSYS,分析评估焦炭塔除焦阶段提高泵压后的高压切焦水射流对塔体安全的影响。采用标准k-ε湍流模型和适于自由表面流的VOF多相流模型,模拟高压水射流在塔内空气中湍流状况;获得射流压力、速度和二相组分的分布规律,与实验结果相符。分别对在水射流和自重载荷下的焦炭层与焦炭塔的应力强度进行有限元分析。在分析焦炭塔的应力强度时,通过在内壁节点施加非均匀切向力来模拟焦炭重量,从而建立不含焦炭、高效简化的切向力模型。

基于热阻拓扑关系的高频电源金氧半场效晶体管的散热设计及仿真

研究了高频电源中金氧半场效晶体管(MOSFET)的散热设计问题,分析了MOSFET的热性能参数,建立了单个和耦合器件散热的热阻拓扑模型,推导出各接触面的温度公式,由此得到工程中选取散热器的切实依据,并用于实际高频电源中耦合MOSFET的散热处理.同时,采用计算流体动力学分析软件ICEPAK对所选散热器按工况进行仿真验证.结果表明,该热阻拓扑模型可满足工程设计的要求.

发电柴油机选择性催化还原系统尿素喷雾锥角的仿真及试验研究

对大功率发电柴油机选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)尿素喷雾锥角进行研究。运用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件模拟了4种不同喷雾锥角尿素混合管内的结晶风险和NH3分布均匀性,通过分析仿真结果,优选出60°和70°两种喷雾锥角的尿素喷嘴。使用选定的喷雾锥角进行结晶对比试验和性能对比试验。结晶对比试验结果显示,60°喷雾锥角的结晶风险明显低于70°喷雾锥角的结晶风险。性能对比试验结果显示,两种喷雾锥角的NOx转化效率基本一致。综合分析仿真结果与试验结果,最终将SCR系统的尿素喷雾锥角优化为60°。

流量装置流量稳定性数值仿真评价方法研究

为了提高装置流量稳定性,提出基于计算流体动力学(CFD)仿真,采用轴向动量数KU、旋流数KV和不对称数KA,分析管路不同截面位置的流场速度特征,利用多个截面位置的特征参数变化,评价装置管路的流量稳定性。对新建水装置流量稳定性进行数值仿真分析与实验测试,得出一致性结论。该方法可以在装置设计阶段,对流量稳定性进行评价,从而优化管路结构,提高装置流量稳定性。

基于CFD的气体静压高推力轴承仿真研究

气体静压轴承能实现高精度而在超精密设备中备受青睐,但承载力和刚度较低长期限制着其进一步发展。针对提高气体静压轴承的承载力和刚度,基于CFD方法定量分析了气体静压止推轴承4种表面结构对其承载力和刚度的影响。基于通用曲线法编写人机交互界面计算气体静压轴承的承载力,与有限元分析结果基本吻合。运用正交试验方法分析了均压槽的长度、宽度、深度及气膜厚度对气体静压轴承的承载能力的影响程度,在兼顾稳定性的前提下优选了均压槽几何尺寸。研究结果表明,在气体静压轴承表面圆周方向和直径方向开设优选参数的均压槽能提高承载力49.71%,同时能够大幅度改善刚度。

动态工况对空气过滤器吸附性能的仿真研究

燃料电池空气过滤器不仅能够过滤颗粒污染物,还可以有效吸附空气污染物,对于提高燃料电池耐久性具有重要意义。根据吸附性能-初始浓度-空气流速数学模型,应用计算流体力学(CFD)软件Fluent,加载燃料电池汽车5000s动态工况,对空气过滤器SO2吸附性能及流体力学性能进行了仿真。主要内容包括:构建过滤器实例吸附模型,通过UDF建立动态工况模型,对空气过滤器流体力学和化学吸附性能进行仿真计算,最后与恒定工况下的情况进行比较分析。仿真结果表明,动态工况对空气过滤器设计具有重要意义,为燃料电池空气过滤器进一步优化设计提供了依据。