CFD项目驱动《计算流体力学与传热学》课程教学改革探究

本文分析了《计算流体动力学与传热学》课程教学中存在的问题,发现学生缺乏对此课程的学习兴趣、学生缺乏对数值计算基础理论的掌握、学生的成绩评价方式较为单一等,然后,从搭建远程CFD仿真平台、开发《计算流体力学与传热学》教学项目、改革考核方式3方面进行教学改革,并以“相变蓄热特性数值计算”专题为例,介绍了CFD项目驱动实践教学的具体方法,有助于高等学校工科能源动力类和化工类等专业应用型人才的仿真能力和创新思维的培养。

基于CFD投影的柴油机缸盖温度场模拟分析

本文将传统一维计算以及经验公式提供有限元计算边界条件获得的温度场与试验结果进行了对比,发现存在较大误差。针对一维边界及经验公式存在的局限性,提出了利用三维CFD投影所得边界条件进行缸盖温度场计算并与试验结果进行比较,极大地提高了计算精度。

面向CFD的螺旋桨逆向三维曲面建模方法

针对螺旋桨三维外形的曲面特征,结合螺旋桨二维图绘制方法和CATIA中曲面逆向设计方法,根据螺旋桨二维投影轮廓图,逆向投影进行螺旋桨三维建模,生成面向CFD的三维模型,进行水动力数值分析,实现螺旋桨的优化设计。

基于CFD计算的机表凸出物对大气数据测量的影响研究

在大气数据校准风洞试验中,由于模型缩比的限制,部分机表凸出物不能很好地模拟或模拟不准确,往往进行简化甚至忽略。基于某型飞机气动外形,分别对有、无某机表凸出物的情况进行了CFD计算,发现两种情况得到的大气数据校准曲线有明显差异,从而使得基于校准曲线得到的大气参数存在较大误差,由此提出在大气数据校准风洞试验模型加工时,机表凸出物能否简化或忽略,应事先进行气动分析确定,否则可能导致实际飞行时大气数据系统输出的大气参数存在较大误差。

基于CFD技术的疏浚工程管道缩口性能分析

疏浚工程管道缩口是在船舶吹填过程中控制主机负荷和增大泥浆喷洒面积常用的装置,现有的水力计算中缩口的出口直径是影响管道阻力特性的重要参数,但是对于缩口的锥角性能研究成果较少。采用CFD数值模拟方法对某依托工程中采用的两种缩口方案的喷射出流段流场进行计算,分析两种缩口方案的水力损失和水流离开缩口后的收缩情况,对比了两种方案的流速分布特点和优劣势,评价了现用的水力学方法计算缩口水力损失的偏差和影响因素,为类似疏浚工程缩口方案的确定提供技术基础。

CFD技术在暖通空调系统中的应用

从计算流体力学CFD应用于暖通空调工程的角度,阐述了空调房间内气流组织数值计算的难点,介绍了CFD软件的一般结构,从五个方面分析了CFD建模过程中常见的问题,并提出了相应的对策。

CFD技术应用于环境工程流体力学教学探析

在新工科建设背景下,高校教学应及时更新教学内容、引进先进教学方法。流体力学是环境工程专业的一门学科基础课,计算流体力学(CFD)技术已经在环境工程中有了长足发展。通过项目式教学法将CFD技术引入环境工程流体力学教学,有助于提高学生的学习和研究能力。

子母弹抛撒流场仿真和气动效应研究

为研究子母弹抛撒过程中的复杂空气动力学问题,和建立非线性气动特性的的工程分析方法,采用计算流体力学方法对子母弹抛撒过程进行数值仿真,详细讨论了出舱条件、气动干扰和非定常效应等对分离运动的影响,并结合蒙特卡洛方法开展统计研究。研究表明,子弹的分离运动以径向远离和姿态俯仰为主;出舱条件决定了质心运动和姿态运动的方向,但姿态运动易受各类气动效应干扰,其中以母弹激波干扰的影响最大;根据典型工况的数值仿真结果建立了干扰修正模型,能较好修正各类气动效应;由蒙特卡洛方法获得的统计结果与理论分析结论一致。

新工科背景下流体力学课程项目式教学与考核评价体系研究

流体力学是高等学校能源与动力类专业的学科基础课,计算流体力学软件是流体力学相关研究开展的重要工具。文章首先探讨了新工科背景下流体力学开展项目式教学的意义、优势与不足,进而提出了流体力学进行项目式教学的改革思路与实践,探讨了将CFD模拟技术引入流体力学项目式教学中的教学方法和考核评价。

海洋石油平台组块机械专业的加工设计

以CFD11-6平台组块建造项目为例，从项目的前期准备、技术交底、加工设计、验货、现场服务等各个阶段进行分析论述，为海洋石油平台组块机械专业的加工设计提供参考。

官地水电站尾水调压室与尾水洞连接岔洞的体型优化研究

对于首部式开发的水电站,其尾水系统水头损失直接关系到长期运行的经济效益。本文应用计算流体力学技术(CFD)对官地水电站尾水系统局部布置与结构体型进行数值模拟,开展三维流场计算与分析,得到其水头损失和流态,确定设计方案;然后进行模型试验,并对比分析数值计算和模型试验结果,证明三维流场计算结果的可靠性。采用三维流场计算可进行方案对比及体型优化并得出较优的尾水(引水)系统体型,可以为一些无法进行模型试验的工程提供设计依据。

浅析海洋石油平台组块机械专业的加工设计

文章以CFD11-6平台组块建造项目为例,从项目的前期准备、技术交底、加工设计阶段、验货、现场服务等各个阶段进行分析论述,为如何做好机械专业的加工设计提供参考。

高速公路隧道洞口气流流态的有限元分析

若公路隧道是小净距隧道,通风时相邻隧道排出的污染空气会被吸进邻近的隧道中而产生交叉污染。应用计算流体动力学(CFD)技术对高速公路上下行隧道进出口处气体流态进行分析,判断在洞口区域是否产生污染气体的交叉感染,并提出如何避免交叉感染的相关措施。

环保型防扩散剂在绞吸过程中的防扩散性能研究

针对疏浚工程中底泥扩散问题,设计了一套绞吸试验装置,通过CFD模型预测出底泥的扩散分布,在绞吸过程中投加环保型防扩散剂CPAM、PSF及复配CPAM/PSF,通过对底泥的沉降速率、上覆水体浊度及COD、粒径以及SEM形貌变化等来探究防扩散剂在绞吸过程中的防扩散效果。结果表明:在投加的防扩散剂中CPAM对底泥的防扩散效果最佳,当CPAM的投加量为15mg/L时,相对最终的底泥沉降率来说,95%泥样基本是在瞬间沉降,且沉降1h后上覆水体浊度达到最低值10.23NTU,COD达到最低值12.0mg/L,相对未添加防扩散剂的上覆水体浊度、COD下降率分别为83.6%、89.1%,从其沉降泥样SEM图片中也可以看出其底泥颗粒粒径增大最为明显,中值粒径达到19.250μm,相对未添加防扩散剂的底泥颗粒粒径增长率为117%,在底泥的防扩散上表现出良好效果。

基于长春市某沼气工程搅拌方式模拟分析

以长春市某120m3沼气工程为例,针对沼气发酵罐结壳低产的情况,应用流体CFD软件对其工程搅拌装置进行流体模拟分析,并研究搅拌器的不同安装方式对内部流体产生的影响,以达到充分混合原料与菌种及破除结壳层的问题.结论证明:提升搅拌器的安装高度有利于缓解结壳层的形成,偏心式的安装设计使流场分布更加均匀,综合两者的方案C比原方案搅拌流速提高52.38%,并且由实际工程得到证实.该模拟为以后的中型沼气罐搅拌安装方式提供了一定的借鉴.

油轮艏系大抓力锚及艉连双缆三点系泊方式研究——以曹妃甸11-6油田临时生产项目为例

曹妃甸11-6油田海管更换临时生产项目须使用"滨海607"油轮,该油轮若采取常规抛锚带缆方式系泊,则会存在操作时间长且锚位滑移后可能撞击试采平台和采油平台的风险,也无法避免触碰海底电缆和管线的风险。为保护现有海上设施,同时保障临时生产的外输安全,通过对比现有的不同靠泊方式的使用条件及优缺点,创新性提出了采用穿梭油轮船艏使用大抓力锚系泊、船艉采用双缆和移动式试采平台连接的三点系泊方式,采用MOSES软件建模并进行了各种环境条件、压载工况下的系泊力分析,论证了该方案的可行性,并在曹妃甸11-6油田临时生产原油外输项目中得以成功实施。现场实践结果表明,该系泊方式布置简单,大抓力锚抓地牢固,穿梭油轮可灵活解脱,可快速回收,油田内无需建造固定设施,且施工时间短,作业成本低,外输作业安全可靠,对今后海上油田开发类似工程具有重要借鉴意义。

三河口水利枢纽调流调压阀模型试验研究

三河口水利枢纽供水系统选用DN2000大口径调流调压阀,该类型大口径调流阀目前尚无实际应用先例,因此借助模型试验对阀门进行仿真试验并对原型机设计进行了验证。按几何相似准则设置了比尺为1∶5的相似模型,采用DN400调流阀模型对原型机进行仿真试验,结果表明DN2000大口径调流阀具有较好的流量及压力调节能力。模型试验结果与CFD计算结果吻合较好,模型满足相似设计准则。

乏燃料组件跌落速度的理论计算和数值模拟

针对乏燃料组件在乏燃料池的水中吊运时有可能发生跌落的情况,通过理论近似解和CFD数值模拟两种方法计算乏燃料组件跌落速度.结果表明两种方法得到的跌落速度相近,最大误差小于5%,都可以用于跌落过程的模拟;采用CFD数值模拟还可以得到乏燃料组件下降过程中周围流场和压强的变化.虽然乏燃料组件的跌落速度逐渐增大,但跌落加速度变化不大,表明水对组件的阻力影响较小.

亭子口水利枢纽电站封闭环境下励磁功率柜冷却方案分析及论证

亭子口水利枢纽工程水电站励磁功率柜位于封闭的单元控制室环境中,为解决封闭环境下的冷却问题,采用2台柜式冷却机组在单元控制室中形成了一个闭环的冷却系统。介绍了冷却方案的设计,并结合CFD数值模拟分析方法对该设计方案进行了论证。结果表明该冷却方案合理有效,能够满足水电站励磁功率柜运行的环境要求。

±1100 kV户内直流场通风与空调运行效果探讨

本文以新疆的某个1100 kV特高压户内直流场作为案例,结合实际情况分别提出全程通风系统及通风与空调系统联合系统调控运行方案,运用Fluent数值模拟对两运行模式下室内流场情况进行对比分析,结果表明,户内直流场采用通风送风方案时,室内温度不均匀系数更小,能量利用系数更大,但是温度安全保证系数更低。