基于FLUENT的离心泵内流特性数值模拟研究

离心泵作为高速旋转机械,其内部复杂的流动形态越来越受关注。该文依据某工程数据,基于FLUENT软件建立离心泵三维流体域数值仿真模型,分别对离心泵在0.2Q d(Q d为该离心泵设计流量)、0.4Q d、0.6Q d、0.8Q d、1.0Q d、1.2Q d 6个不同流量工况下的内部流动特性进行模拟计算,并将计算所得流量-扬程和流量-效率曲线与真机试验结果进行对比,计算结果与试验结果最大误差为4.71%,从而证实了数值仿真结果的可靠性。通过对压力和速度分布分析可知:离心泵内部静压和流速随流量增加而降低,叶片前缘存在负压区,易引发汽蚀、振动、噪声等不良结果。相较小流量工况,设计工况下泵内速度分布更加均匀。对泵内流态进行多角度分析,对离心泵的结构优化设计有一定的借鉴意义,可为类似工程提供参考。

基于Fluent的旋流喷嘴内流场速度数值模拟

目前我国针对井下粉尘的防治工作一般采用喷雾降尘方法,喷嘴作为喷雾的发生装置,其内部结构直接影响降尘效率。为了解喷嘴内部流场在流动过程中的变化情况,依据流体力学基本理论,结合Fluent流体分析软件对矿用五孔旋流喷嘴的单孔进行内部流场模拟仿真,分析了喷嘴流动过程中旋芯加速、旋流室强化、收缩段加速、出口段整流4个阶段。并在旋流室深度原有的基础上,分别加设1 mm、2 mm来探究对喷嘴出口速度的影响。结果表明:喷嘴出口速度分布随着旋流室深度增加呈现均匀趋势,最大出口速度呈现先增大后减小的趋势。

基于Fluent二次开发的布袋除尘器数值模拟研究

为克服传统多孔跃升模型会混淆布袋内外流体湍流的不足,在采用Darcy渗流理论计算过滤速度基础上,通过Fluent软件二次开发,提出了新的仿真布袋除尘器内烟气流场的高精度数值模型。模拟了武钢某电厂锅炉侧进风式布袋除尘设备。结合物理场云图研究布袋渗流流量的分布情况,并与传统多孔压力跃升面模型对比。结果表明,新模型将布袋视为两侧表面分别带有质量源和汇的壁面,真实再现了除尘器布袋区湍流流场,因而准确地反映了气流在各滤袋的渗透情况。此外,武钢布袋除尘器采用多孔迎风挡板与侧导板组合的导流方案,各滤袋流量分布情况良好,相对偏差小于3.5%。新模型为布袋除尘器流场数值模拟提供了新的选择。

基于数值模拟法和集总参数法的围护结构供暖系统热平衡分析

研究围护结构供暖系统内部温度的热平衡,采用数值模拟法和集总参数法探讨内部温度的变化情况。数值模拟法可以处理多层墙体之间的导热过程,室外空气会穿过每层墙体进入到系统内部,并利用C语言迭代求解得到每个墙体及室内空气的温度;集总参数法是将整个供暖系统看作是一个整体,适用于大部分的建筑围护结构模型,可以近似地得到室内温度随时间变化的关系表达式。

基于FLUENT对采空区氧气浓度场的数值模拟

对采空区氧气浓度场分布规律的数值模拟技术进行研究,介绍采空区氧气浓度场数值模拟的理论基础,阐述应用FLUENT开发采空区氧气浓度场CFD模型的方法与步骤,给出了模型中主要参数的确定方法。最终应用数值模型对东滩煤矿143下09工作面采空区的氧气浓度场分布规律进行模拟,模拟结果与实测数据基本吻合,结果表明,基于FLUENT的数值模拟技术是研究采空区氧气浓度场的分布规律的可靠手段之一。

基于Fluent的绕流问题的数值模拟与并行计算

使用商用软件Fluent对二维不可压流问题进行了两次实验,两次实验的网格数相差很多,发现当网格数少的时候,并行计算反而不如单机的效果好;而当网格数足够大的时候,并行计算就显示出其优越性来,目的在于考察Fluent软件的并行计算能力,为进行大规模工程应用计算提供技术参照。

采场爆破粉尘运移规律的Fluent数值模拟

在对爆破烟尘源及其特征分析的基础上,以西石门铁矿南二采区为研究背景,运用Fluent软件通过气固两相流数值模拟方法对爆破后粉尘的分布及扩散规律进行研究,得出在现有条件下爆破粉尘的运移规律。采场爆破后很快产生大量粉尘且浓度较高,粉尘的运移受风流流场影响较为明显。在现有通风条件下,粉尘的净化主要靠重力沉降,而难以沉降的呼吸性粉尘的排出则需要较长时间。这不利于生产,亟须改善通风条件或采取其他措施较快速降低爆破粉尘浓度。数值模拟结果与现场测量结果基本一致,爆破产尘量大,排尘耗时久。

蓄冷球凝固的FLUENT数值模拟研究

利用计算流体力学软件FLUENT凝固/熔化模型对一种相变材料蓄冷球的凝固过程进行数值模拟研究,得到了在第一类边界条件下蓄冷球凝固过程的温度场分布,相界面移动规律,并分析了凝固时间与壁面温度和球径的关系。本文所得到的结论对相变问题的数值模拟以及相变蓄能装置的设计具有重要的参考价值。

基于Fluent低压旋流喷嘴下游流场数值模拟及分析

运用Fluent软件模拟了低压旋流喷嘴下游流场喷雾情况。利用欧拉-拉格朗日模型模拟气液两相耦合流动。模拟显示:喷嘴喷雾形状为空心锥状,与实验得到的喷雾形状相符。喷雾的液滴速度分布于15～25m/s之间,且随轴向距离的增大而减小;喷雾的液滴直径沿轴向距离增大而增大。

基于FLUENT的二维滑坡涌浪数值模拟

本文从N-S方程出发,建立了二维滑坡涌浪控制方程,使用二维非定常分离隐式PISO算法求解方程。通过UDF(User-Defined Function)编程,采用动网格技术控制滑体的运动,结合RNGk-ε湍流模型并采用VOF方法跟踪非线性自由表面流场,基于流体计算软件FLUENT模拟滑体下滑所引起的水的速度、自由表面高度变化以及流动过程,并将数值计算结果与Monaghan和Kos的试验数据进行比较。算例表明:本模型能很好地模拟出滑体下滑过程中孤立波的产生和传播以及涡流的形成。在此基础上,本文还研究了滑体速度对水体自由表面变形的影响。

基于FLUENT的明渠紊流边界层数值模拟

利用FLUENT软件对不同宽深比的光滑壁面明渠紊流边界层进行了数值模拟,主要包括断面主流速、紊动能、壁面切应力及摩阻流速。迭代计算结果表明,FLUENT软件在计算过程中收敛速度快、稳定性好,可以从定性与定量角度真实地反映流场分布状况。

基于FLUENT的叶轮机械三维紊流流场数值模拟

根据k-ε两方程模型构造了轴流泵三维流动的数学模型,并考虑了近壁面流动的处理方法。利用fluent软件数值模拟了叶轮机械内的三维流动,计算了静子和转子上的速度矢量和压力值。通过数值模拟结果来看,数值模拟方法能真实反映叶轮内部的复杂流动,为叶轮机械的设计和改进提供了理论依据。

基于FLUENT的弯管内部流场的数值模拟

利用计算流体动力学软件FLUENT中的RNGk-ε湍流模型,对90°圆形弯管进行了三维数值模拟,通过对比不同初始速度条件下弯管的内部流场,找出了弯管的压力场和速度场的变化规律和影响因素,同时模拟出二次流现象,为今后弯管的深入研究提供了理论依据。

基于Fluent的高速旋转圆盘表面流场的数值模拟

高速旋转圆盘是旋转机械装置中最典型的基本结构元件,其在工业生产中的各个领域正得到越来越广泛的应用。以工业生产最常见的高速旋转圆盘作为研究对象,基于计算流体力学CFD技术,首先对圆盘进行物理建模,设定各项参数及其边界条件,然后通过Fluent软件平台对高速旋转圆盘进行全面、详细的二维数值模拟,考察圆盘旋转速度、液体入口速度、圆盘半径以及不同液体等因数对其表面流场的影响,最后将计算结果进行可视化显示,并进行深入地研究分析。

基于FLUENT的折板絮凝池三维涡旋水流数值模拟

折板絮凝池复杂的涡旋流场对絮凝效果具有重大影响,借助大型流体软件FLUENT,采用k-ε方程对不同角度的折板絮凝池内涡旋水流进行了数值模拟,比较不同折板絮凝池内水流流态和压力状态,结果表明90°异波折板与90°同波波折板组合对提高絮凝效果最为有利,这为折板絮凝池的工程设计提供了重要的参考价值。

基于Fluent软件的旋流池分离效果数值模拟

介绍了FLUENT软件并采用该软件对某型旋流池进行了数值建模与计算,得出了该旋流池的分离效率曲线和累计效率曲线,明确了该旋流池的沉淀特征。其结论对于优化旋流池的设计具有参考价值。

基于Fluent的水冷板式散热器数值模拟与试验研究

对水冷板式散热器进行了理论计算,并对其物理模型进行合理的简化处理,利用Fluent软件,采用SIMPLE算法和标准k-ε湍流模型,通过求解三维N-S方程和能量方程模拟了散热器的散热过程。最后进行了试验研究,试验测试和理论计算、数值模拟三者数据基本吻合,说明数值模拟方法能真实反映水冷散热器内部的复杂流动,为散热器的设计和改进提供理论依据。

基于Fluent的TIG电弧数值模拟

针对自由燃烧的TIG电弧,分析并确定所涉及的控制方程和边界条件,建立了二维稳态的轴对称模型。采用Fluent软件,对控制方程与相关源项进行UDF二次开发,模拟稳态下的TIG电弧,获得了稳态TIG电弧的温度场、流场与压力场及工件表面压力分布等数据。结果表明,Fluent能方便快捷地模拟TIG电弧,所获得的数据与相关文献所测量结果吻合良好,对焊接研究及生产有重要意义。

走向高抽巷合理层位的FLUENT数值模拟

为获取走向高抽巷抽采瓦斯的最佳位置,构建走向高抽巷条件下的采空区瓦斯运移模型.通过FLUENT数值模拟软件分析了高抽巷与回风巷不同平距,与煤层顶板不同垂距条件下,抽采瓦斯的效果.数值模拟和现场应用结果表明:高抽巷布置在回风巷附近,与倾向断裂线边界0.46倍带宽(回风巷侧裂隙带);且位于冒落带之上,与其边界垂高2.8倍采高时,效果最好,能有效解决工作面瓦斯超限问题,保证工作面安全回采.

基于FLUENT数值模拟的高层建筑排烟方式

以FLUENT模拟高层建筑单层消防排烟方式对火灾发生时温度以及烟气分布的影响。分别对三种火灾排烟工况进行模拟,对于每一种工况都截取了60s和180s时的结果。通过数值模拟发现,在自然排烟、正压排烟以及负压排烟三种排烟模式下,火灾发生180s时温度最高分别达到820、752、769K,烟气质量分数最高分别达到0.028、0.013、0.019,由此可以看出正压排烟效果比较好。