多孔挡板参数对气垫船内部流场的影响研究

气垫船具有囊孔尺寸较小、数量较多和围裙厚度较薄的特点。为解决囊孔和围裙对仿真计算效率和结果的不利影响,研究多孔挡板在气垫船内部流场仿真计算中的应用方法,得到部分多孔挡板参数对气垫船内部流场的影响规律。结果表明,采用多孔挡板模型计算的垫压最大误差为6.0%,囊压最大误差为3.7%,证明多孔挡板模型能够较好的模拟囊孔区域。经过对比4种多孔挡板区域面积和4种多孔挡板区域个数仿真结果得到,在一定范围内,多孔挡板区域面积的越小,囊压越大,垫压越小;而多孔挡板区域个数越多,囊压越小,垫压基本不变。

气——固多孔挡板流化床级间固体返混的研究

在内径120mm的多孔挡板流化床中,用空气流化Al(OH)_3颗粒,采用热示踪技术及联机检测手段,广泛研究了级间固体返混速率与操作变量、床结构参数的关系。结果表明,影响级间固体返混速率的主要因素是气速、挡板开孔率和板间距,固体净流率和挡板孔径的影响不明显。基于颗粒夹带理论建立了描述级间固体返混的数学模型,模型计算值与实验结果基本一致。

多孔挡板流化床气泡行为的研究

本文在内径为(?)120mm 的多孔挡板流化床中,用光导纤维法和电容法测定了 Al(OH)_3粉、铜粉和 FCC 三种不同物料体系的气泡频率和气泡速度,对操作条件和挡板参数对气泡行为的影响作了研究和分析。结果表明,在一定的气速下,挡板的开孔率、孔径和板间距(级间高径比小于3)对气泡频率和气泡速度的影响较小;对属 B 类的 Al(OH)_3粉和铜粉物料,气速对气泡频率的影响可以忽略,而对属 A 类的 FCC 物料,气泡频率随气速的增大而增大。

变工况下车辆燃油箱多孔挡板抑浪机理研究

车辆的变加速度工况会导致燃油剧烈晃动,发生供给中断甚至损坏燃油箱结构等现象。采用基于动网格耦合VOF的数值模拟方法和构建的水平激励试验平台,从数值与试验两个方面来分析燃油晃动过程。以某重载商用车辆燃油箱内多孔挡板为例,系统分析该挡板抑制燃油晃动的效果,探讨了多孔挡板抑浪的机理。研究结果表明:多孔挡板能够显著减小壁面压力、自由液面高度及液面轮廓起伏;燃油箱运动瞬间,挡板壁面出现瞬态局部高压,但对挡板结构的疲劳损坏程度较低;多孔挡板的孔隙将未被挡板实体部分阻碍的小部分流体分割成多股射流,急剧减缓行进波传递;多孔挡板附近流场产生涡旋,涡旋聚集和耗散能量,降低流体运动速度,达到抑制燃油剧烈晃动的目的。

多孔挡板影响液体晃荡冲击压力特征的研究

船舶波浪中航行激励液舱内液体晃荡产生的激振力会导致液舱结构局部失效,从而影响船舶运动姿态,而多孔挡板可以有效避免该问题。构建了大振幅水平激励试验平台以探讨冲击压力对频率的响应规律,分析了多孔挡板在不同激励频率下冲击压力的时域和频域特征,并从挡板结构和涡旋强度方面解释冲击压力特征产生差异的原因。结果表明,大振幅激励下的波浪翻卷、破碎等非线性特征会导致共振频率偏离固有频率;多孔挡板能够降低液体晃荡冲击压力的峰值与峰宽,且在一阶固有频率处压力峰值降低率更显著;多孔挡板不改变幅频中的主频成分,时频谱中仅有能量较低的低频成分;多孔挡板的固体结构阻碍行进波中大部分流体运动,剩余小部分流体通过孔隙会产生涡旋运动,从而耗散能量,减缓流体对液舱壁面的冲击。

圆柱水箱中水平多孔挡板对液面晃动影响的数值模拟研究

液体晃动是一种常见的现象，可能造成飞行器失稳、箱体结构损坏、液面监测困难等危害。因此对液体晃动的抑制受到了广泛深入的研究，其中最常用的方法就是在箱体内部布置挡板。基于Darcy定律的多孔介质模型为模拟多孔挡板提供了简单易行的方法，该文在对比实验结果验证数值模拟方法可靠性的基础上，研究了低频大幅晃动条件下水平多孔挡板不同浸没深度对液面晃动的影响，发现了波峰和波谷变化的规律以及在特殊情况下挡板导致波峰高度增加的现象，并对其机理进行了简要分析。挡板的阻碍对液面造成了扰动，导致液面围绕无挡板情况下的液面位置振荡运动，在特定情况下可能会出现更高的波峰，使得液面晃动看起来更加剧烈。

净饮机水嘴结构优化研究

根据某款净饮机出水时的不良表现,对其水嘴结构进行了分析,确定了可能影响水嘴水流雾化和水流飘散的结构特征;针对原水嘴结构进行了结构优化,设计了多孔挡板的入射流缓冲结构,渐变收缩的出口前段结构和最速降线的出口导流结构,以改善水嘴的出水流场表现;基于VOF方法,对比分析了优化水嘴和原水嘴的内部气液分布和流场分布。两款水嘴的数值分析显示:优化水嘴的三个重点部位的流场流线和涡流均有显著改善,能有效改善出水喷雾和水流飘散问题;制作优化水嘴的耐高温手板,用于净饮机的取水测试,优化水嘴的出水流场表现得到显著改善。

立式氧化炉中气流场的仿真设计与分析

为解决立式氧化炉气流场存在的技术难点,提高晶圆氧化膜的厚度均匀性;采用流体力学仿真方法,建立炉体工艺管气流场数学和仿真模型,并分析流速分布规律;针对环形流动造成的炉内流速分布不均的问题,通过在炉顶安装多孔薄板以优化炉体结构并进行仿真分析。仿真结果表明:增设孔板有利于改善炉内同一横截面和竖直方向的气流场均匀性。