配气站浮动式球阀阀芯迎流面冲蚀行为及其后果

为了避免配气站常用浮动式球阀因高运行负荷与气携粉尘持续冲蚀而突发安全事故,选用Ahlert冲蚀速率模型,模拟分析了当30°开度时304不锈钢阀芯迎流面的冲击角变化趋势,科学评估了阀芯迎流面的冲蚀行为与薄弱区域。结果表明,粉尘在阀芯迎流面A~I测点处的冲击角随壁厚损失呈同步增大趋势,迎流面受粉尘持续冲蚀而不断凹陷,致使迎流面上粉尘的流速从7.4 m/s降至5.9 m/s;迎流面冲蚀后表面粉尘流速也呈现减小趋势,从0.010 kg/s降低至0.005 kg/s,且颗粒沉积的区域也在向球体的后方移动;迎流面上各处壁厚减薄速率不一,应有针对性地布置球阀防冲蚀涂层,并采用动态方法核算球阀在节流工况下的使用寿命。研究结论可为配气站用球阀的设计和维护提供参考。

中型船舶单拖轮船尾迎流离泊方法

中型船舶在进行离泊作业时通常使用单个拖轮协助操作,这使得离泊作业难度增加,若遇到涨水靠泊的船落水离泊、落水靠泊的船涨水离泊、平潮或停潮期间潮汐不明显等时间段离泊,拖轮缆绳的带缆点尤为重要。本文结合理论和实践,研究船尾迎流单拖轮协助离泊操作,拖轮带缆点(船首、船中、船尾)三种方法受力分析,并且总结其优缺点,为船舶驾引人员提供理论和技术参考。

人工鱼礁开口比和迎流面形状对流场效应影响的双因素方差分析

采用基于计算流体动力学模型的方法对人工鱼礁流场效应进行数值模拟,选取单体人工鱼礁模拟近岸海域的鱼礁流场,对其附近流场进行三维数值模拟,在此基础上应用双因素方差分析法分析了人工鱼礁开口比和迎流面形状对流场效应的影响。结果表明:人工鱼礁开口比是鱼礁流场效应的主要影响因素,开口比越小,水流受鱼礁阻隔程度越大,礁前上升流流速越大,背涡流紊流区域越明显,背涡流区域就越长;鱼礁迎流面形状对流场效应的影响次之。

沙波迎流面流速分布公式

为进一步揭示沙波水流运动特性及提高沙波迎流面流速计算精度,采用两种概化模型,通过小水深沙波水槽试验,运用声学多普勒流速仪,对沙波沿程及垂线流速分布进行了测量。基于乐培九次生流理论公式,结合沙波水流特性,假定次生流在沙波迎流面上处于一个不断发展演变的过程,提出了发展函数和修正函数,得到了适用于沙波迎流面的流速垂线分布公式。研究结果表明:相对水深越小,沙波地形对迎流面水流作用越显著,使得上部流速减小、近底流速增大,且越靠近波峰这种现象越明显;建立的沙波流速公式与实测值吻合较好,能够准确地反映出迎流面流速变化规律。

基于圆管内肋迎流面结构设计的传热性能研究

相较于光滑圆管,内肋管对管内流体流动状态影响较大。通过改变肋片迎流面结构,会对流体产生不同程度的导流效果。传统对于肋片结构方面的研究多是一些规则化的图形,其导流角往往是一致的。本文采用数值模拟的方法研究了环形内肋迎流面的结构对圆管内流体流动特性、传热特性及综合性能的影响。对内肋迎流面以不同程度的凹凸结构建立5种圆管模型,分析比较5种流体模型对流体的影响并探讨其规律。结果表明:圆管整体换热和综合性能与迎流面凹凸程度具有强烈的相关性;内肋迎流面凹陷对换热管换热有强化效果,内肋迎流面凸出则会削弱换热管换热;同时,凹面管的阻力系数比凸面管的阻力系数有较大幅度的增加;迎流面凸面结构综合性能略高于迎流面凹面结构。

非零迎流角半球缺群无阀泵流场及流量特性

理论研究了以半球缺群作为无移动部件阀的无阀压电泵的液体输送和混合搅拌功能,针对半球缺群迎流角的变化对该压电泵的泵送性能及混合搅拌效果的影响进行了仿真分析与试验验证。围绕迎流角θ在0°≤θ≤90°的变化,建立多组有限元模型,模拟了半球缺群迎流角变化引起的速度场、压强差、阻力系数及仿真流量的变化规律,并进行了试验验证。结果表明,0°≤θ≤45°时,仿真流量随θ的增加而增加;45°<θ≤90°时,仿真流量随θ的增加而减小;θ≈45°时取得最大流量96.13mL/min。此外,研究显示旋涡的大小及强度具有与仿真流量相同的变化趋势。泵流量试验验证了仿真研究及其结果的正确性:在θ≈45°时,试验流量达到67.90mL/min;0°<θ≤360°时,试验流量与仿真流量的变化趋势一致,并且θ在一个周期的变化中泵流量及旋涡强度出现2次正向最大值和2次反向最大值。本研究为优化无阀压电泵的泵送性能和混合功能奠定了基础。

20000 DWT江海直达散货船迎流喷水减阻数值模拟研究

将迎流喷水减阻的方式引入散货船中,以20 000DWT江海直达散货船作为研究对象,通过三维数值仿真软件FLUENT对其在首部迎流喷水进行数值模拟,研究不同的喷口面积、喷口位置以及不同的喷水速度对于船舶减阻效率及船舶性能的影响,并寻求最佳的迎流喷水减阻方案,推动该项技术的发展.

显式迎流FEM在河口近海研究中的应用

河口特殊的地理形态和复杂的动力因素，使ＦＥＭ在其数值研究中的应用越来越广，本文介绍的显式迎流ＦＥＭ，既具有显式ＦＥＭ省内存，省机时的优点，又具有边界适应性强，节点布设灵活且便于局部加密网格的特色，模式与计算前后处理技术配套面成的软件包已广泛应用于潮汐河口，近海，港湾，湖泊及诸多岛汊的复杂水域的计算，除流场外，还成功应用际河口规划整治工程方案研究和污染浓度场，温度场，盐度，泥沙及事故溢油等计算模拟，

双自由度D形截面柱体流致振动的二维数值模拟

本文研究了D形截面柱体在顺流向和横流向两个自由度下的流致振动特性,迎流角为90°,质量比为2.6,雷诺数为370~3685,应用RANS方程采用SST k-ω湍流模型和Newmark-β法求解水流运动和柱体运动,入口流速采用匀加速法,检验了数值模型的网格和时间步长敏感性,并与相关文献的实验结果进行对比,验证了数值模型的可靠性。基于计算结果,系统分析了D形截面柱体的振幅、振动频率、水动力系数、尾涡脱落模式,以及平均位置偏移情况。结果表明,双自由度D形截面柱体在约化速度为8~14的区间内表现为涡激振动-驰振模式,尾涡多为2S和S+2S交替脱落,双自由度振幅比单自由度有显著的增大。升力主要偏向截面的直线边一侧,且升力出现了多个倍频。横流向和顺流向平均偏移量最大都可达到一倍特征长度以上。

基于雷诺平均法的四圆柱桩绕流数值模拟研究

为研究河海深水中水流对桥梁桩基础的动力学作用。文章基于ANSYS/FLUENT数值仿真软件,采用雷诺平均法研究四圆柱桩的绕流特征,分析7种不同迎流角及3种典型间距比下的四圆柱桩流场特征、各桩阻力系数及桩周床面所受切应力的分布。结果表明:迎流角与间距比均对四圆柱桩绕流特性有较强的影响;随迎流角从0°增大到45°,下游桩周床面切应力分布模式由屏蔽状态逐渐转变为分离流冲击状态;当间距比为1.0时,临界屏蔽角为5°;当间距比为1.5或2.0时,迎流角处在20°~30°之间,各桩阻力系数值均处于1.0±0.2范围,此时屏蔽效应最小。

立方对角面开孔人工鱼礁流场效应的数值模拟

人工鱼礁是建设现代化海洋牧场的基础设施,为了研究在不同海域流速下,迎流角度对人工鱼礁的影响,实验基于Ansys-Fluent平台,采用RNG k-ε的湍流模型,进行数值水槽模拟,对结构边长为3 m的立方对角面开孔鱼礁在3种来流速度(0.5、1.0和1.5 m/s)、4种迎流角度(0°、15°、30°和45°)下的上升流体积、背涡流体积、阻力、倾覆力矩等水动力特性进行比较分析。结果显示,人工鱼礁内部和周围存在具有显著特征的上升流区域和背涡流区域;流场规模的大小基本不受来流速度的影响;流速是影响立方对角面开孔人工稳定性的主要因素,流速越大,作用在礁体上的阻力和倾覆力矩相应变大,礁体的稳定性越差;迎流角度是影响人工鱼礁流场效应的主要因素,鱼礁的流场效应规模在迎流角度为30°~45°时达到最优,礁体为45°迎流时上升流体积和背涡流体积都达到最大值。利用权重赋值法,引入人工鱼礁建设效果综合评价模型,通过综合评价分析,在不考虑海底底质淤积、风浪等条件下,投放人工鱼礁时宜选取最大流速不超过1 m/s的海域,且迎流角在30°至45°范围内,鱼礁的建设效果最佳。

大型沉井拖航多迎流角水阻力数值模拟

该文针对大型方沉井拖航过程中的水阻力计算问题,采用基于计算流体力学的方法,进行了不同流速和不同迎流角组合工况下沉井的拖航水阻力数值模拟。结果表明,大型方沉井的拖航水阻力随沉井拖航速度的增大而增加,且与速度的平方成一定正比例关系;沉井拖航速度对沉井所受压力分布情况影响不大,而迎流角是沉井所受压力分布重要影响因素;沉井的长宽比也是影响拖航阻力的重要因素之一;沉井内部吃水部分所受水阻力大小明显受到迎流角的变化影响,而且占总阻力比例最高可达15.85%,不可忽略。

微通道迎流角对自相似热沉性能的影响

自相似微通道热沉(Self-similarity heat sink,SSHS)综合性能优于一般的微通道热沉,在电子芯片冷却领域有很大应用前景,但SSHS原型结构存在内部流量分配及散热不均等问题,需要在研制过程中进一步改进。本文将SSHS原结构中直微通道设计改为锯齿形微通道,通过数值模拟方法对改进设计进行了验证,并以SSHS中的一个换热单元为研究对象,分析了锯齿形通道迎流角对SSHS内部流动和传热过程的影响。

三角翼大迎角绕流数值模拟中网格的影响研究

在大迎角条件下的数值模拟,计算的结果往往是要受多方面因素的综合影响。本文对三角翼大迎角的定常绕流进行一系列数值模拟,详细研究了计算网格等因素对模拟结果的影响。得到了一些有益的结论。

细长旋成体大迎角绕流的背涡结构与压力脉动特性

在亚临界流动范围内,通过尖拱细长旋成体在无侧滑状态下的脉动压力测量,对大迎角下细长旋成体非对称背涡结构沿轴向的压力脉动特征进行了研究分析,揭示了压力的脉动幅度与频率沿旋成体轴向的变化规律及其与背涡结构之间的对应关系,并对压力脉动特征沿轴变化的原因进行了初步探讨。

细长旋成体大迎角绕流中的头涡与卡门涡的脉动压力特性

在迎角很大时细长旋成体背部流场沿轴向通常有两个截然不同的区域,其中卡门涡脱落区域位于后体,而头涡区域靠近旋成体头部。为了寻求两者的区别与联系,在两个风洞中分别用两个细长体模型进行测压和流动显示实验,得到了沿旋成体轴向不同区域的压力脉动特征,即头涡的脉动幅度相对卡门涡较大,而频谱峰频率则较低,而且随着迎角的进一步增大,头涡区会完全消失。

大迎角细长体绕流背涡结构与气动特性分析

结合实验成果，对大迎角细长体绕流结构及其气动特征进行了分析．利用势流理论，探 讨了大迎角下非对称侧向力沿物体轴线的变化特征与分离背涡结构之间的关系，得出截面侧向 力系数沿轴向呈现正弦型曲线的变化特征是由轴向旋涡不断脱落所形成的多涡系统诱导的结 果．对于三涡以上的多涡系统中，对称的物面压强分布并非一定对应对称的涡结构．

二维翼大迎角绕流湍流模型及涡控制的数值研究 稹⑸缁岜U匣稹⒈O展镜取8没鹂梢怨⑿姓?,向公众、机构投资者、企业、证券基金、保险公司等进一步筹措资金 ,也可通过担保基金担保向银行贷款。总之

通过数值求解雷诺平均N S方程 ,研究了二维翼型的大迎角粘性绕流 ,并分析了翼型的近场旋涡分离流动特性 .基于流动机理分析 ,文中进一步开展了二维非定常“质量引射”的数值分析 ,旨在对流场进行控制 ,探讨提高翼型升力的有效途径 .同时还比较了两种典型湍流模型 (BL模型和JK模型 )对这类复杂流动计算结果的影响 .

三维机翼大迎角低速绕流及其涡控制的数值模拟

通过数值求解三维非定常可压缩雷诺平均Navier Stokes方程 ,研究了三维机翼大迎角低速绕流及其带表面周期性吹吸气的流动控制 ,并探讨了非定常质量引射作为外激发手段对机翼气动力特性的影响。计算表明 ,在机翼前缘附近的小区域内施加周期性吹吸气进行流动控制 ,这类外激发手段对三维机翼的大迎角分离流动的控制是可行的 ,通过选择适当的控制参数 ,尤其是合适的周期性激振频率 ,可以有效地改善气动力特性。

来流迎角对T尾颤振影响试验研究

T型尾翼在结构和气动布局方面比较特殊,这种结构布局通常使得垂尾的弯曲频率和扭转频率非常接近,从而导致颤振速度过低使得颤振特性恶化。目前,颤振数值计算通常采用MSC.NASTRAN和ZAERO商用软件,但这些软件未考虑由于气动耦合等因素所带来的附加非定常气动力,本文以某型水陆两栖飞机T型尾翼为例,以模型风洞试验方式研究了其颤振特性和来流迎角对颤振的影响,试验得出不同来流迎角对T尾颤振速度影响的趋势曲线,为理论设计、数值分析和适航审查提供借鉴和指导。