人体上呼吸道内气流运动特性的数值模拟分析

运用计算流体动力学(CFD)方法对人体上呼吸道内的气流运动特性进行了数值模拟,通过PIV实验对数值模拟结果进行了验证。研究结果表明:气流在咽部外壁、气管外壁发生分离现象,气流在气管内壁形成局部高速区,支气管内的气流在分叉处发生分离,靠近支气管内壁速度较高,并且在支气管边界层的外缘速度达到最大值。气管和支气管内的二次涡流运动和轴向速度的分布使得气管支气管内壁受到的剪应力较大,内壁粘膜更容易受到损伤。

温室内气流运动速率对厚皮甜瓜生长发育的影响

该文研究了温室内0(CK)、0.4(A-1)、1.0(A-2)、2.2 m/s(A-3)的气流运动速率对厚皮甜瓜开花坐果期生长发育和生理效应的影响。结果表明:处理(A-2)较对照单叶叶面积增加21.68%、叶面积指数增加63.06%、气孔导度增加120.32%、蒸腾速率和光合速率均大幅增加,成熟时间提早2 d、总糖含量增加11.07%、产量提高24.43%;同时,成熟果实的可溶性固形物含量和蛋白质含量随着风速的增加而增大,处理A-3分别比CK增大13.88%和3.6%;还原糖含量随风速的增加而递减,CK比处理A-3高10.53%;果肉厚度和果实维生素C含量差异不显著。说明温室内的气流运动速率对厚皮甜瓜的生长发育和产量品质有显著影响,并以1.0 m/s的气流运动速率效果最好。

人体上呼吸道内稳态气流运动特性的PIV初步试验研究

人体上呼吸道内气流组织形式的研究对于进行气溶胶在呼吸道内的沉积分析具有重要的意义。应用粒子图像速度仪(Particle Image Velocimetry,PIV)对人体上呼吸道内的稳态气流运动特性进行了试验研究,研究结果表明:口腔中、下部气流速度略大,其它位置速度相对较小,咽部外壁气流速度较大,高速气流贴近喉部和气管内壁向下流动,在内壁形成高速区域。咽部外壁、喉部和气管内壁分布的气动剪切力较大,承受的气动负荷较大,容易造成壁面劳损和组织损伤。

可变气门升程对4气门直喷汽油机缸内气流运动特性的影响

在一台光学可视化4气门直喷汽油机上,利用粒子图像测速(PIV)测试系统对不同最大气门升程(Maximum Valve Lift,MVL)下缸内流场的变化规律进行试验研究,并通过循环分析法对不同的曲轴转角下涡流比以及高、低频湍动能等参数进行分析.结果表明,MVL为1.7,mm在距离上止点不同的测量面上,流动都以大尺度逆时针旋转的强涡流形式存在,并具有较长的保持期.较高的MVL下缸内流场以小尺度双涡结构存在.MVL为1.7,mm各测量平面的涡流比及高、低频湍动能在任一曲轴转角下均高于MVL为4.0,mm和6.8,mm,并且在压缩末期时,MVL为1.7,mm产生湍动能达到MVL为6.8,mm的2倍,有利于直喷汽油机的燃油雾化混合及火焰传播.

微机版内燃机缸内多维气流运动模拟程序 SUN-Ⅰ 的开发

本文介绍了作者开发研制的微机版内燃机缸内多维气流运动模拟程序ＳＵＮ－Ⅰ的数学模型及程序的结构，探讨了开发微机用大型模拟程序所出现的问题及解决的途径和方法，采用作者开发的计算程序，对柴油机缸内气流运动进行了具体模拟计算，并与在ＣＲＡＹ巨型机上用ＫＩＶＡ－Ⅱ程序的计算结果进行了对比，结果表明，作者开发的微机用模拟程序ＳＵＮ－Ⅰ，已基本实现了ＫＩＶＡ－Ⅱ的功能，其计算精度及使用方便性与ＫＩＶＡ－Ⅱ程序基本相同。

流固耦合作用下人体上呼吸道内气流运动特性数值仿真研究

分析人体上呼吸道内流固耦合现象,深入认识上呼吸道内气流运动特性,对于研究气溶胶在人体上呼吸道内的扩散、转捩及沉积模式具有重要作用。运用流固耦合力学数值仿真方法,在呼吸流量为30 L/min的状态下,对人体上呼吸道内稳态气流运动特性进行数值模拟,系统分析流固耦合作用下上呼吸道壁面的形变特点、壁面剪切应力分布以及呼吸道内的气流运动特点。结果表明:在低强度稳态呼吸模式下,人体上呼吸道整体向后运动,三级支气管位移最大为4.99 mm,气管前壁面受到拉伸,后壁面受到压缩;口喉模型中受到的壁面剪应力较大,最大处可达30.34 Pa,气管支气管受到的壁面剪切应力较小;气流速度在声门处达到最大值7.85 m/s,在咽部外壁、气管外壁发生分离现象,气流在气管内壁形成局部高速区,支气管内气流在分叉处分离,靠近支气管内壁速度较高。

四气门发动机气缸内气流运动的LDA试验研究

在倒拖工况下对四气门发动机气缸内流场进行了实验研究和分析。试验工作是在一台经过改造后的四气门发动机上进行的。采用加长活塞结构及透明活塞顶 ,利用激光多普勒测速仪 (LDA) ,分别对气缸轴线以及燃烧室内和气缸上部两条水平直线上的速度分布进行了测量 ,结果表明 :在进气过程中 ,气缸内产生了双涡结构 ;在压缩过程初期 ,由于从进气门流向排气门侧的滚动涡旋逐渐增强 ,而另一侧的反向涡旋逐渐减弱 ,形成了单一大尺度的滚动涡流 ;在压缩过程中后期 ,滚流经历了加强、衰减、变形和破碎的过程。

不同气流运动方向密集烤房烟叶烘烤质量差异研究

为比较气流上升式与气流下降式密集烤房的烟叶烘烤质量差异,开展了烟叶烘烤对比试验。结果表明,气流上升式密集烤房烤后烟叶色度更好,结构更疏松,上等烟比例要高得多;"两糖差"较小,后熟程度高;感官质量更好;中性、碱性香气成分和香气物质总量更丰富;香气指数B值更高,其烟叶烘烤质量好于气流下降式密集烤房。

地形对于气流运动影响的数值研究

建立了二维、非静力平衡的数值模式，研究地形对上游气流的阻挡以及大振幅背风波谷与下坡风的形成。结果表明：地形的阻挡效应受地形高度、大气层结及地形非对称性等因子的影响。数值试验与理论分析都证明地形越高、层结越稳定时阻挡作用越强；同样条件下，迎风坡坡度大的地形容易对气流形成阻挡。此外，分析了地形高度、大气层结、地形非对称性以及基本入流大小对背风波谷及下坡风强度影响的规律，并通过一次实际观测对数值模拟结果进行了检验。

球团竖炉料层情况对气流运动影响的试验研究

在冷态模型实验台上研究料层情况对炉内气流分布的影响规律 ,得出 :1)料层高度增加 ,上行冷却风趋势减小 ,下行焙烧风趋势增大 ;2 )料层倾角由 0°增加到 3 4°时 ,上行冷却风趋势增大 ,下行焙烧风趋势减小 ,气流均匀性得以改善 ;实验条件下 ,较佳的料层倾角为 2 9°～ 3 4° ,现有球团竖炉的料层倾角基本适合 ;3 )料层高度增加 ,风机出口流量减小 ,出口压力增加 ,在一定范围内料层高度与竖炉进风量接近线性关系 ;降低炉内粉尘量是提高进风量、降低风机出口压力的关键。生产实际中调整料层高度时 ,一定要兼顾其对炉内气流运动的影响 ,并有效地利用之 ;在生产可调范围内改变料层高度 ,进风量改变较小 ,一般通过风机自身能力的调节来保证进风量。

CNG发动机燃烧室形状对气流运动和燃烧特性的影响

为提高天然气发动机的燃烧品质,基于6105型涡轮增压CNG发动机,通过建模分析法,对发动机不同燃烧室形状对缸内气流运动和燃烧特性的影响进行了三维数值模拟研究。研究结果表明,燃烧室形状对挤流的形成和燃烧过程有着重要影响。缩口型燃烧室具有较大的挤流强度和较长的涡流持续期,火焰传播速度快,燃烧性能好,但其火花塞附近的热负荷较大,NOx的含量高。敞口型燃烧室挤流强度较弱,火焰传播速度较慢,燃烧性能最差。直口型燃烧室则介于两者之间,既能保证较快的火焰传播速度和较好的燃烧性能,又降低了其火花塞附近的热负荷和NOx的排放量,是较适合天然气发动机采用的燃烧室。

温室周围气流运动的有限元法模拟分析

以有限元法分析流体力学问题为基础,运用ANSYS 9．0软件模拟了温室周围空气流的运动情况, 并分析了利用风压进行通风换气时比较实用的开窗方式。模拟结果显示:采用天窗与侧窗组合通风的效果优于仅利用侧窗通风。最后将二维模拟温室周围气流运动的方法进一步推广到三维模拟中,模拟了温室周围气流的运动情况。结果表明,下风向风速在距离温室0-3 m处为3．260 4-2．905 5 m／s,在3-12 m处为2．888 8-2．845 7 m／s;上风向风速在距离温室0-4．2 m处为3．120 5-2．698 9 m／s,在4．2-12 m处为2．698 9-2．946 m／s。

四气门柴油机气缸内气流运动的实验研究

在稳流气道试验台上，使用热线风速仪和自行设计制作的气缸内流场测试系统，对二气门和四气门柴油机模型气缸盖下气缸内流场进行了测量。分析了两种柴油机气缸内流场的形成状况和不同的形成原因。

循环吸气支气管内瞬态气流运动特性的仿真研究

人体支气管内的瞬态气流运动对气溶胶在支气管内的沉积产生重要影响,深入认识支气管内的瞬态气流运动特性,对于分析气溶胶在人体支气管内的沉积模式具有重要作用。应用计算流体动力学方法,对人体轻度运动强度下Weibel模型的3级到6级支气管内的瞬态气流运动特性进行了数值仿真,讨论了支气管对称平面、横截面内的瞬态气流组织形式。研究结果表明:在支气管的对称平面内,支气管分叉处产生气流分离现象;在吸气加速阶段,在3级支气管横截面内,没有产生涡流运动;在吸气加速阶段,4级支气管内,呈现出具有内壁附近区域速度高、外壁区域附近速度低的倾斜的抛物线特点的速度分布形式;5级支气管内,形成由两个涡流到四个涡流又到两个涡流的涡流演变过程。在6级支气管横截面内,在吸气加速阶段,和4级支气管横截面相似,在对称平面上下形成两个对称旋转的涡流运动,两个涡流中心分别处于上下平面的中心位置。

发动机燃烧室通道结构参数对气流运动的影响

以分隔室式天然气发动机为研究对象,利用CFD多维数值模拟计算软件,研究了燃烧室通道结构参数对压燃式天然气发动机缸内气流运动的影响。计算结果表明,燃烧室通道截面积、通道倾角、通道形状、通道布置对气流运动的形式及气流速度均有较大的影响。

火花点火式发动机燃烧过程中缸内气流运动研究

:通常在发动机倒拖工况下测量和研究缸内气流运动 ,对于燃烧过程中缸内流动规律的测量和研究还很少。在一台单缸四气门火花点火式发动机上 ,用激光多普勒测速仪分别在发动机着火和倒拖条件下测量和分析了燃烧室气流运动的规律。研究结果表明 ,在燃烧和排气阶段 ,缸内气流的平均速度与倒拖时有较大差别 ,而且燃烧速度越快 ,燃烧过程中气流运动速度的变化越剧烈。

直喷式柴油机燃烧室形状对气流运动及其排放特性的影响

利用AVL公司的FIRE软件,对缩口直喷式柴油机燃烧室内的流场进行了模拟计算,分析了不同燃烧室形状对流场分布及对燃烧室涡流强度的影响,同时对柴油机的排放特性进行了对比试验研究。结果表明,不同燃烧室形状对气流的运动影响明显,通过合理控制燃烧室内的气流运动特性,可有效地改善CO、HC及NOx的排放特性。

叶片式抛送装置气流运动仿真与参数优化

为了减少能量损失,提高叶片式抛送装置的抛送效率,采用计算流体力学软件Fluent对叶片式抛送装置内部的三维气流流场进行了仿真,获得了流场气流运动的基本规律及其影响因素。并对计算出的气流速度与试验值进行了比较,检验了数值模拟的可靠性。同时,对其叶片数、叶片倾角等几何参数的不同变化作了对比模拟,得出4叶片、后倾10°叶片更有利于抛送,且适当提高喂料口的位置、减小轴承座处的间隙将有利于减少叶轮区的涡流,从而减少能量的损失,产生更有利于物料抛送的气流流场。

惯性沉降空间含尘气流运动及其分级效率计算

对复合多管旋风除尘器惯性沉降空间内含尘气流组织、含尘气流绕管运动进行了试验研究和数值模拟，确定了该空间的结构设计方法及其惯性沉降空间分级效率计算方法。

基于特征矢量的汽油机缸内气流运动特性研究

运用基于双特征角的气道稳流测试系统,对四气门电喷汽油机缸内不同测试平面内的气流运动进行了试验、分析及评价。引入特征矢量的概念,利用缸内滚流运动矢量轨迹图及不同气门升程下发动机缸内气流运动特征矢量表,分析了缸内不同气流运动形式的气流强度、作用平面、矢量方向,宏观地反映了缸内气体流场的运动特性及分布规律。在发动机进气系统的优化过程中,为组织缸内气流最优化作用区域及适当强度的气流运动,改善汽油机性能提供了新的方法和全面的数据依据。