液压支架安全阀内部流场仿真与性能分析

煤矿液压支架立柱回路中的安全阀,是支架过载保护的关键元件。液体在安全阀内部流动状态直接影响其性能,其性能的优劣,又决定了液压支架的承载能力、移架速度和工作可靠性等。基于FAD500安全阀整体建立了较为详细的流道模型,通过CFD流场仿真方法,获得复杂形体腔内运动流体参数的数值解:压力、速度等分布,并对不同模型仿真结果进行对比分析,验证高压大流量安全阀流道设计的合理性。

仿生鲨鱼皮复合微纳减风阻结构的仿真与制备

仿生学与减阻技术的结合,为减阻开辟了重要的研究方向,在航空航天领域有着潜在的发展与应用前景。为提高降低风阻效果,本文对复合微纳减风阻结构进行了研究,基于仿生学原理,采用CFD仿真及激光微纳制造技术,建立了减阻结构组合模型,并在飞行器的大气传感器半球头体模型表面制造仿生鲨鱼皮复合微纳结构,即在仿生鲨鱼皮鳞片结构的基础上,通过激光干涉扫描二级微沟槽,以进一步提升减阻效果。采用CFD仿真与风洞实验相结合的方式,对减阻机理进行理论分析,完成了复合结构的微纳制造,减阻率最高可达10.3%。

空间转角蚁穴式调节阀复合降压结构设计及仿真分析

空间转角蚁穴式调节阀(ATE调节阀)降压结构复杂,其空间转角蚁穴式节流元件(ATE节流元件)流道融合了转折、扩张、汇合、分流和对冲等流动过程。通过CFD流场仿真,研究在不同压力等级下ATE节流元件级间压力、速度、流量及气体体积分数随降压级数、流道形状、流道关键结构尺寸等参数的变化规律。压降特性仿真结果表明,ATE节流元件能够将一次较大的压降分解成多次的小压降,逐级降压过程压降线性度良好。同时ATE节流元件关键结构参数的仿真研究表明,级间距为7 mm时空化最小,渐缩型节流元件空化程度最小,腰型槽为3 mm时节流元件空化程度最小,出口沉槽倒角不会降低空化程度,增大出口沉槽过流面积会导致空化程度增加。最后搭建了ATE节流元件测试平台,对节流元件在不同压降条件下的压力和流量进行了测试,ATE节流元件级间压力测试与仿真结果的最大误差不超过8%,流量误差平均值约为10%,试验测试与仿真计算结果具有较好的一致性,试验验证了仿真计算的准确性。

环形自激振荡射流泵在气液掺混传质中的应用

较传统环形射流泵而言,环形自激振荡射流泵,可以在无外界激励的作用下仅靠自身合理的尺寸设计在自激振荡腔室内形成循环的振荡效果,利用自激振荡腔室产生的强烈自激振荡涡旋来提高气液两相传质的效果。本文采用计算与实验相结合的方法,使用k-ε湍流模型对环形自激振荡射流泵进行CFD(Computational fluid dynamics)流场仿真,并针对脱氧后的水溶解氧的能力进行了研究。结果表明,环形自激振荡射流泵掺混能力较传统环形射流泵提升15%～20%,与传统曝气头相比,混合能力提升30%以上。混合过程中由于自激振荡产生的脉冲效果使气相和液相之间产生了剧烈的剪切场,在剪切力的作用下使混合液中的气泡数量增多,气泡粒径变小,从而增加了气相与液相接触的面积,进而达到提高气液两相掺混传质的目的。