大型燃气轮机余热锅炉进口烟道速度均匀性研究

通过对燃气轮机出口与锅炉本体进口之间过渡烟道的数值模拟 ,得出不同仰角上面板烟道出口的速度分布。根据出口速度均匀性 ,确定了最佳仰角。此外 ,对非均速进口气流流经锅炉管束时的流场也进行了数值模拟 ,结果表明 :大约经过 4～ 5排管子 ,主气流速度即趋于均匀。在管箱顶部和底部 ,存在局部高速区 ,易造成管子磨损。这些结论已用于燃机余热锅炉的设计 ,并取得良好效果 ,使烟气均匀性问题得到解决。

基于CFD的低速风洞出口实验段流场速度均匀性分析研究

风洞是空气动力学实验的基本设备,低速风洞出口实验段流场速度均匀性良好是保证气动实验正确的先决条件。本文基于CFD方法,结合风洞实验结果,对低速风洞流场进行数值模拟,比较分析两种不同洞体结构流场品质,得出改变洞体结构可以影响出口实验段流场的速度均匀性这一结论。

直线电动机运动速度均匀性控制技术的研究

在简单分析直线电动机工作原理的基础上,从推力波动、摩擦力、测量因素等几个方面讨论了影响直线电动机运动速度均匀性的主要因素。提出了一种积分分离的PID与迭代学习控制相结合的复合控制策略,在保证系统鲁棒性的基础上,通过执行重复任务来逐渐逼近给定的速度控制信号。考虑到速度的柔和变化和系统的柔性控制,引入S型加减速曲线,减少系统的冲击和振动。经在CCD航空相机动态分辨率检测系统上的应用测试,实验结果表明由该方案得到的直线电动机速度变化柔和,具有良好的均匀性,满足系统设计的需求。

长距离滑跑速度均匀性初探

在长距离速滑比赛过程中,运动员在全程中的滑跑速度不断变化,有的以相对均匀速度滑跑,有的以递增速度滑跑,有的以递减速度滑跑。我们从长期训练和比赛的实践中发现,体力分配恰当与否对长距离速滑运动成绩有着重要影响。普遍认为,相对匀速的滑跑有利于合理有效地分配体力,充分发挥运动员的潜力,取得成绩。但是,这一认识至今仍停留在经验阶段,尚未见到有关长距离滑跑速度均匀性的详细研究。

煤矿瓦斯输送水封阻火泄爆装置流场速度均匀性研究

水封阻火泄爆装置是低浓度瓦斯安全管道输送的必需设备,进气管出口端面流场的速度均匀性良好是该装置阻火的先决条件.基于CFD方法,对进气管流场进行数值模拟,并进行优化设计,使其出口端面流场的速度均匀性得到较大改善.

SCR脱硝反应器内流场均匀性分析及优化设计

文章对某600MW机组拟定的烟道及SCR脱硝反应器内的流场进行数值模拟及分析,针对流场分布不均匀的问题提出了三种导流板位置布置方案,使得出口速度达到均匀。对不同导流板布置方案的模拟及分析表明:导流板可以明显改善SCR反应器内流场均匀性,采用在三个部位添加导流板的方式,是使SCR脱硝反应器内流场均匀的最佳方案。

环渤海地区Pn波速度结构与各向异性

环渤海地区位于华北克拉通的中东部,是岩石圈破坏和减薄的主要地区,同时也是我国大陆东部强震的多发区和油气田产区,一直是国内外学者研究的重点区域.本研究利用环渤海地区1980—2015年期间中国地震台网高质量Pn波到时数据,反演得到环渤海地区Pn波速度结构及各向异性.结果显示,环渤海地区上地幔顶部的Pn波速度结构存在明显的横向不均匀性,且与区域地质构造有一定相关性.在地形隆起区,如太行山隆起、燕山隆起、鲁西隆起、胶辽隆起及苏鲁褶皱带地区,呈现为低波速异常,说明这些隆起区下方的上地幔存在热物质上涌,而凹陷地区,如华北盆地、南黄海北部盆地和南黄海南部盆地,则表现为高波速异常,说明这些凹陷地区上地幔顶部岩石圈强度较大.地壳内强震主要发生于低波速异常区和高低波速异常过渡带上,说明华北地区地壳强震的发生有可能受到上地幔深部构造的影响.太行山造山带地区Pn波各向异性快波方向为近NNE向,苏鲁褶皱带区域的Pn波各向异性快波方向为近NE向,与断裂带的走向基本一致,表明在地壳形变剧烈的地区,可能受上地幔顶部的深部动力学影响较大.华北盆地的北部和南部各向异性方向存在差异,可能与岩石圈的厚度及热状态的不均匀性有关.

青藏高原东缘上地幔顶部Pn波速度结构及各向异性研究

本研究使用中国地震局地壳应力研究所2010—2011年期间在云南地区布设流动地震台站以及青藏高原周边地区固定地震台站记录到的波形资料,提取了大量高质量Pn波到时资料.联合中国地震台网观测报告,我们获得了一个新的青藏高原东缘上地幔顶部Pn波速度和各向异性结构模型.结果显示,研究区内上地幔顶部存在明显横向不均匀性.古老盆地和稳定地台区如四川盆地、柴达木盆地、拉萨地块和阿拉善块体呈现为明显高波速异常,而祁连山至西秦岭褶皱带和川滇菱形块体北部等为相对弱高波速异常.在龙日坝断裂带以东的松潘—甘孜地块往南沿安宁河—则木河断裂至川滇菱形块体南部显示为一条近南北向明显低波速异常.三江褶皱系、缅甸弧俯冲带以及四川盆地东南等地区为明显低波速异常.地壳强震多发生在高波速异常边缘或高低波速异常过渡带上,表明地壳强震的孕育可能还与地幔构造作用存在一定相关性.青藏高原东构造结的各向异性快波方向呈顺时针旋转分布,与印度—欧亚碰撞密切相关.龙门山断裂带东西两侧的各向异性快波方向发生明显变化,由其西侧松潘—甘孜地块下方的NE向转变为四川盆地下方的近EW向,说明青藏高原物质流动遇四川盆地后分为NE和SW向两支.在川滇地区26°N以南地区上地幔顶部各向异性呈现近NS向与地表GPS观测相一致,但与SKS分裂结果存在较大差异,可能表明地壳与上地幔顶部形变表现为耦合现象,而上地幔顶部至岩石圈内部则存在解耦现象.

基于CFD仿真的柴油机中冷器流动均匀性优化

基于某船用柴油机1D热力学模型提供的计算边界条件,采用3D CFD对该柴油机匹配的中冷器的瞬态流动及换热过程进行仿真模拟,计算分析中冷器入口截面的速度均匀性以及前进气箱压力损失。结果表明:中冷器入口截面的速度均匀性系数未完全达到设计目标。对中冷器前进气箱的结构进行优化设计,优化后的中冷器入口截面的速度均匀性系数有所提高,满足设计要求,同时中冷器前进气箱的压力损失处于较低水平。

基于SCR脱硝反应器内流场均匀性与优化相关思考与分析

本文主要围绕SCR脱硝反应器展开研究,通过分析SCR烟气脱硝技术的工作特点,结合SCR脱硝反应器应用过程中存在的流场分布问题等,探究反应器内流场分布优化的具体措施,提高SCR脱硝反应器的工作效率。

电动汽车冷却系统热流场的协同分析与散热性能研究

场协同原理可以应用于电动汽车不同冷却方式的散热性能分析,进而指导电动汽车冷却方式设计,研究表明,两边出风口模式的自然进风散热性能较差,上出风口模式具有较为优越的自然进风散热性能和气动性能;双口上出风模式比单口上出风模式散热性能优越,但气动性能稍差,综合考虑,选择单口上出风模式更能平衡电动汽车的气动性能和自然进风散热性能;随着车速提高,电池组最高温升和内部最大温差均降低,且与车速基本呈线性关系变化;水冷板不同流径的速度均匀性由低到高顺序如下:首先单进单出,其次双进双出,再到三进三出,最后为六进六出,根据场协同原理分析,散热性能逐次提高,并用试验分析和仿真计算结合的方法验证这一判断的准确性。上述结论为电动汽车冷却方式的选择提供参考依据。

横摇运动下养殖工船水环境流场特性数值分析

发展以大型游弋式养殖工船为核心的深远海养殖工程可为渔业养殖提供新的养殖手段。论文采用数值方法研究了养殖工船舱内水环境流场特性,采用数理统计方法分析水流速度分布的均匀性以及换水效率,建立了养殖船舱内水环境适渔性的评估方法。典型海况中船舶横摇运动对养殖鱼舱中流场的影响研究表明:横摇运动可加快水流速度缩短换水时间,但同时加剧了养殖水环境水流速度的非均匀性,相比之下进水射流形成的推流影响并不显著;横摇角和横摇周期的影响研究表明水流速度随横摇角增大而增大,而随着横摇周期的增大而减小;通过统计分析发现横摇角和横摇周期对水的停留时间影响不大;在养舱中心存在低速区,进水口产生的射流对低速区影响不大。

某柴油机催化器性能的CFD模拟分析

在某柴油机催化转化器的设计开发阶段，需要对其催化转化器进行分析，目的是找出优化措施。使用FIRE软件对优化前和优化后的DOC和SCR进行了CFD分析。结果表明：优化前的DOC和SCR在入口段扩张管存在漩涡，出现流动分离现象；优化后的DOC和SCR消除了漩涡，气流速度均匀性系数提高了。

面向流场性能提升的地铁送风风道拓扑优化研究

为确保地铁送风风道可以合理调节车厢内气流分布,采用流体拓扑优化理论对地铁送风风道进行结构优化设计。优化问题的控制方程需同时适应于流体区域与固体区域,考虑到送风风道内部的气流为湍流,对标准k-ε湍流模型的动量方程、湍流动能方程以及湍流耗散率方程添加惩罚项来实现拓扑演化过程,实现设计域内反渗透固体区域与流体区域的相互转化。以送风风道出口处气流均匀性偏差与进出口平均压差的加权函数最小化为优化设计目标,并采用伴随法求解灵敏度,挖掘用于送风风道优化设计的新结构。研究结果表明:优化重建后的送风风道相较初始风道送风情况改善明显,消除了送风风道出口处存在的进口侧回流现象与尖端侧风速过高的情况,出口处速度均匀性系数与法向速度均匀性系数分别提高12%与34%,进出口平均压差降低12%。

摊铺机熨平板加热室特性分析与测试

为了提升摊铺机熨平板的气加热效果,首先提出现行气加热方式的模型,再建立熨平板的热流场模型,通过虚拟样机仿真技术研究了熨平板加热室与加热通道的关系,然后利用热成像仪测试加热面的加热速度和加热均匀性,最后提出评价方程,绘制出不同加热方式下加热效果的形态。结果表明,气加热方式在线式传递效果最佳。

澳大利亚大陆上地幔顶部的速度结构：Pn走时层析成像

澳大利亚大陆的地震速度结构多以面波层析成像、地震折射、接收函数和噪声层析成像为主。澳大利亚大陆的三维速度结构已被总结成澳大利亚地震参考模型(AuSREM)。Pn波走时层析成像可提供整个该大陆更强约束的上地幔结构信息。本文调查了自1993年以来发生在澳大利亚大陆内部大的地震事件的波形和地震震相报告,这些地震事件被固定台站和流动台站所记录。为克服澳大利亚东西部大的横向速度对比和保证震源参数的一致性,所有的地震事件在三维澳大利亚参考速度模型中进行了地震重定位。地震重定位后发现,地震震相的走时残差特征具有良好的一致性。定义Pn波为震中距1.8~15°范围内的初至波。利用FMTOMO方法反演走时差以获得上地幔顶部的P波速度结构,其分辨率为3°×3°。反演结果表明,整个澳大利亚大陆上地幔顶部P波速度呈强烈的横向不均匀性。P波的最大速度为8.36km/s,位于澳大利亚西部和中部的前寒武纪克拉通下方,其比全球ak135模型的P波速度快3.99%;最慢的P波速度为7.66km/s,其位于澳大利亚大陆东缘显生宙造山带之下,较全球ak135模型慢4.74%,这可能与晚第三纪火山活动有关。

进水均匀性对大型轴流泵装置空化特性的影响

针对肘形进水流道对大型轴流泵装置空化特性的影响,从进口速度三角形理论出发,推导泵汽蚀余量与进口速度均匀性之间的关系.采用CFD技术对大型轴流泵外特性曲线进行模拟,与试验结果进行比较,结果表明:在设计工况下,扬程误差为3.58%,效率误差为3.31%.并对泵装置性能和空化特性进行预测,受肘形进水流态的影响泵装置进口速度均匀度变差,致使其扬程下降了7.83%,汽蚀余量增大了12.04%;通过比较进口速度均匀性,发现在叶轮进口截面处进口来流并没有垂直均匀地进入叶轮内部,而是与轴向流线成一定角度,且泵装置空化时来流速度加权平均角θ最大;将θ带入推导公式,发现泵装置的汽蚀余量误差能得到减小,且小于5%,达到工程应用要求.

静压箱流场的数值模拟与实验研究

静压箱是保证锂离子电池隔膜材料在拉伸过程中加热均匀的关键设备。今以热风加热系统中静压箱为研究对象,采用CFD(Computational Fluid Dynamics)与实验研究相结合的方法研究静压箱内部流场,针对该静压箱各结构参数对出口速度偏差的影响进行了计算和分析,并对结构参数进行优化。结果表明静压箱的孔板结构对出口速度偏差影响最大,孔板最佳几何参数是:孔板直径d=12 mm,孔中心距l=26 mm,孔板厚度t=6 mm。研究结果可以为静压箱的设计以及改造现有装置提供理论指导。

微通道塑料薄膜挤出机头流道优化及整体设计

微通道塑料薄膜中间有数十条微通道,通过在阻尼区的出口区域斜面镶嵌注气针头成型微通道,同时借鉴衣架式挤出机头的设计经验,对影响口模出口截面速度均匀性的主要流道参数歧管扩张角、扇形区长度、阻尼区倾斜角、阻尼区高度和定型段长度等进行优化。利用正交试验设计实验方案,并用CFD软件Polyflow对实验方案进行相应建模及仿真。利用CFD-post对仿真结果进行分析,以口模出口处截面的速度均匀性指数为评价指标进行流道参数组合的优劣选取,得到最优流道参数。利用最优流道参教组合进行微通道塑料薄膜衣架式挤出机头的整体设计。

闪镀槽流道阻尼板的优化设计

针对钢铁厂闪镀镍镀槽设计中的流道均匀性问题,对具有不同结构参数的阻尼板的流道系统的流场进行数值模拟。运用速度云图、相对标准偏差,对原始方案、阻尼平板方案、阻尼弯板方案的数值模拟结果进行定性和定量分析,通过分析对比,得出了阻尼平板孔径和孔距的不同组合对流场均匀性的影响规律,得到最优孔径、孔距组合,并确定了阻尼弯板的最优折弯角度。结果表明,在闪镀槽流道系统中增加阻尼板,可显著提高闪镀槽中流场的速度均匀性,并且阻尼弯板方案的效果优于阻尼平板方案。