基于机械虹膜机构的新型摆动泵及其流场分析

目前,国内外学者针对摆动泵的研究大多是集中于传统的摆动泵,而对于全新摆动泵结构设计方面的研究则相对较少。新型摆动泵存在结构复杂和流量脉动大等问题,为此,基于虹膜机构可变孔径原理,提出了一种结构简单的新型摆动泵模型,并对新型摆动泵进行了运动学分析和内部流场研究。首先,分析了新型摆动泵的工作原理,建立了新型摆动泵的几何模型,并推导出了虹膜机构位移、速度及相应的瞬时流量方程;然后,使用ICEM CFD软件对新型摆动泵进行了网格划分,利用Fluent软件的动网格技术,采用RNG k-ε湍流模型,对新型摆动泵的流体区域进行了数值模拟;最后,采用数值模拟的方式,得到了新型摆动泵内部流场在周期内的压力分布云图、速度分布云图和流量脉动曲线;并通过比对流量脉动曲线,验证了运动学方程的正确性。研究结果表明:新型摆动泵的结构设计是有效的,其最大瞬时流量为1387.2 L/min,满足设计需求;同时,新型摆动泵腔体内部的压力主要集中在虹膜机构围成的孔径位置,最大压力值为0.45 MPa;并且,腔体内部最大流速主要集中在出油口与进油口处,流速最大值可达62 m/s,速度曲线与流量脉动曲线具有相同的波形。该新型摆动泵丰富了新摆动泵的结构,可为以后对该类型泵的研究提供一定的参考。

循环流化床锅炉炉内过渡区磨损机理数值模拟的研究

采用欧拉-欧拉双流体模型,对某大型循环流化床锅炉炉膛内过渡区的磨损机理进行数值模拟研究。模拟结果表明,密稀相过渡区存在大摆动及由其引起的大涡流,是引起过渡区磨损的主因。通过揭示的大摆动与大涡流的本质在于炉膛内沿密稀相过渡区高度上气固两相流的不稳定性来表明,这一结论与以往所认识的磨损机理的重要区别在于,以往的研究中,把这一区域的磨损机理仅仅简单地看作稳定流动下的涡流现象。研究深化了对循环流化床过渡区磨损机理的理论认识。

Numerical Investigation of an Oscillating Airfoil using Immersed Boundary Method

Based on the immersed boundary method, a numerical simulation for an oscillating airfoil is established and a preliminary analysis of the oscillating airfoil is presented with an emphasis on the physical understanding of fluid-structure interaction. In order to validate the method, two simulation cases： oscillating circular cylinder at low K-C number and two degrees of freedom oscillating cylinder are carded out first and the results are in good agreement with the previous re：searches. In the oscillating airfoil simulation, it is found that the reduced velocity U^＊. is a very sensitive factor and especially U^＊-2.8 is the critical stable boundary in the present work. The method shows the predominance of time saving in computational process for such a complicated fluid-structure interac- tion problem.