基于Fluent的排风管道内流场数值分析

针对排风管道的内流场变化,利用Fluent的Realizable k-epsilon湍流模型进行排风管道的内流场数值分析。结果显示,对排风管道进行倒角处理,不仅能延长管道使用寿命、提高流体的稳定性与均匀性,还能降低噪声和振动,提高工作环境的舒适度。受管道方向变化和管道阻力的影响,流体在流动过程中能量损失越大,湍流耗散率越大,压降也就越大,管道3路入口处压力明显高于出口压力。受流体体积和背压的影响,管道3路入口处流速明显低于出口流速。

水泵出口蝶阀流场数值模拟及水力参数计算分析

基于Fluent软件采用RNGκ-ε湍流模型对DN600中心蝶阀进行数值分析,分别模拟不同开度、不同流速下管道内压力、速度变化分布,计算得出水头损失、阻力系数、汽蚀系数等关键水力参数与入口流速、阀门开度之间的关系曲线,分析其分布规律。结果表明,泵站稳定运行时蝶阀开度应大于40°,泵站发生事故停泵时蝶阀快关角度应在55.6%以上,该结果可为泵站水力过渡过程分析提供技术支撑。

新型双层笼套式节流阀流场数值模拟分析

笼套式节流阀是高压气井开采常用的关键装置之一。高压气体通过节流阀进行调压和调产,在低温高压的环境下,由于焦耳-汤姆逊效应的影响,流体流经节流孔处时温度较低,极易产生天然气水合物,影响天然气生产的正常运行。因此,节流阀的性能将直接影响生产的质量、成本和安全。传统的笼套式节流阀降压效果较差、节流效率较低、使用寿命较短。基于此,以新型双层笼套式节流阀为基本模型,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟方法对节流阀中天然气节流特性进行研究,并与传统笼套式节流阀的节流性能进行对比,在本文设置工况下,相比于传统笼套式节流阀,新型笼套式节流阀在节流孔局部的最低压力降低9.5%,最低温度提高7.8%,最大速度降低12.0%,更不易形成低温高压的水合物生成环境,且流体对结构的冲蚀作用更小,其总体性能优于传统式结构;同时研究得出了流体流动参数和节流孔结构参数的改变对新型笼套式节流阀节流性能的影响规律,对实际生产应用具有一定的指导作用。

玛瑙河三道坝流场的数值模拟分析

为验证玛瑙河三道坝体型设计的合理性,采用Fluent软件对三道坝流场进行了数值模拟,分析了三道坝泄流能力、水面线、底板压强、水流空化系数及典型断面流速分布等重要水力参数。数值模拟与公式计算结果吻合较好,说明数值模拟的模型建立、网格划分、边界条件定义、参数选取合适,Fluent软件能用于溢流坝的水力特性研究,可以供大坝体形优化设计参考。

基于Fluent的某型APU进气管道的流场数值分析

APU进气管道的流场特性研究是APU进气系统设计中的关键部分,针对某型民用飞机APU进气管道外形对APU进气系统性能的影响进行了研究,为了分析APU进气管道及进气风门对进气系统总压力、压力恢复、进气畸变的影响,以某型宽体客机的APU进气管道和进气风门为例,利用CATIA软件构建了三维模型并利用Design Modeler进行流体模型填充和前处理,然后把模型导入至Fluent软件中进行流场的仿真计算,仿真过程中简化了进气管道和飞机尾椎的模型,选取了合理的边界条件,分析不同工况条件下进气管道的气动性能,仿真结果表明所设计的进气管道能够较好满足APU进气系统的需求,确定出了最优的进气管道结构尺寸,为后续的产品设计提供理论支撑。

空气预热器的设计计算和数值分析

对完成设计的工艺目标,将室温空气加热到一定温度时,空气预热器需要的电加热功率进行计算,并对相关设备结构进行设计。利用Workbench有限元分析软件建立空气预热器流场的数值分析模型,分析设备内流场情况,从理论上了解具体的混合和传热状态,考察工艺计算和设计的正确性。此外,还研究了相关工艺参数和结构设计对设备性能的影响,认为提高空气处理量,会快速降低出口温度,并显著提高设备阻力,但空气受热更加均匀;增加加热功率,出口温度和设备阻力逐渐升高,但空气受热均匀程度有所降低。此外,设备内布置折流板,能够有效促进流场湍流程度,提升设备出口温度,增加混合传热效果,但会带来较大的设备阻力。

抽水蓄能机组水轮机工况启动过程内部流场分析

本文采用CFD数值模拟的方法,模拟计算了抽水蓄能机组在水轮机工况启动过程内部流场特征。得到了在活动导叶开启过程中的速度、压力随时间的瞬态分布规律,讨论了蓄能机组开启过程中外特性的变化曲线。结果表明:活动导叶的开启规律可以大体分为五个阶段。活动导叶的开启规律是先缓慢开启,然后以较快的速度关闭,最后再保持到空载的开度,从第四阶段,导叶再逐渐打开直到额定开度。转轮扭矩和机组流量呈现出先增大后减小的趋势,当导叶逐渐打开时,转轮扭矩和机组流量再逐渐上升。本文为研究蓄能机组水轮机工况下启动过程的内部流动变化提供了参考依据,同时对提高水轮机工况的启动稳定性具有重要意义。

基于Fluent的节流阀油液空化流场数值分析

基于计算流体动力学方法,数值研究了节流阀开度变化对节流阀内油液压力场、速度场及空化区域的影响。流道内压力较大区域位于上流道,压力较小区域位于下流道。节流口处压力梯度随阀口开度减小呈增大趋势;液压油低流速区分布在上游槽底部、阀芯顶端及阀腔拐角处。随着阀口开度减小,在通流截面积和油液黏性阻力共同作用下,通过节流口处流体流速呈先增大后减小趋势;在上游阀座底部、阀芯顶端处、阀腔拐角附近存在三个回流区,该回流区面积随阀口开度减小而减小;由于节流口处气体体积分数较高,因此空化初始位置位于节流口阀座附近,下游空化区则是游离性气泡群造成的。此外,随着开度进一步减小,空化强度呈先增强后减弱趋势,空化区域也呈先扩大后缩小趋势。

温室中颗粒肥搅拌器数值模拟及性能分析

针对我国农业用水较大、颗粒肥溶解不完全易对灌溉系统造成堵塞及混合液体混合不均等问题,设计一种新型混肥搅拌器。利用ANSYS对搅拌器的应力及模态进行分析;在FLUENT模块中,采用多重参考系(MRF)方法建立基础模型,利用欧拉方程与k-ɛ方程对混肥区域流场、流速和湍流动能进行模拟分析。结果表明:搅拌器变形区域主要集中在圆筒支撑上,其变形较小;搅拌器最低频率为30.536 Hz,外部激励与固有激励比值为1.7,则搅拌器与外部结构不会发生共振。对不同搅拌速度下的吸入及排出性能进行分析,对比搅拌器混合时间。当搅拌速度为800 r/min时,圆筒式搅拌器可表现出最优性能。

基于流场分析的煤焦化储罐集气罩结构优化

集气罩是一种用来进行气体收集的装置,为研究煤焦化储罐集气罩结构对其内部流场的影响,采用计算流体力学(CFD)中的FLUENT软件模拟了开口角度为60°、90°和120°的锥形开口、开口弧度为30°、45°和55°的弧形开口以及末端加装高度为50 mm、100 mm和150 mm的扩压罩时,集气罩内部的流场变化规律.结果表明:开口为弧形、开口弧度为45°且末端加装高度为100 mm扩压罩的集气罩内部流场分布更均匀,具有更小的出口速度和更少的配风量.通过对不同开口角度、不同开口弧度及加装不同高度的扩压罩后集气罩内部流场特性的分析表明,改变开口形式和末端加装适当高度的扩压罩能大幅减小集气罩的配风量.

某专业南极磷虾船货舱流场的数值模拟及挡风板布置与姿态的优化设计

为设计合理的专业南极磷虾船货舱冷空气流场,利用Fluent仿真软件对某新建专业南极磷虾船货舱处于空舱状态下的流场、温度场进行模拟计算,根据计算结果优化通风地板下方低速区挡风板的姿态和设计参数,并在送风死角处增设引流板;对优化后货舱处于空舱状态下舱内各关键剖面的速度、压力、温度场进行模拟计算,比较优化后的货舱温度场的仿真数据与实验数据,吻合较好;对货舱在满舱状态下的流场进行数值模拟和分析,模拟最不利工况下冻虾货包的冷却过程,发现货包能达到-35℃,表明该优化方案有助于解决专业南极磷虾船货舱流场分布合理性问题。

基于Fluent的气动球阀流场数值模拟

利用软件Fluent对气动球阀内部的流场进行了网格划分和数值模拟。对6个不同的开度下球阀内部的流场特性进行了分析,得到了内部流场的压力云图和速度云图,计算了不同开度下的球阀入口压力和出入口压降,并绘制成曲线图。结果表明:随着球阀开度的逐渐增大,球阀内部的压力分布变得均匀,小开度下的局部高速区逐渐变小,阀门前后的压差逐渐减小,能量损失降低。此研究为气动球阀的优化设计提供了一定的参考。

推舟还原炉热场流场数值模拟

使用推舟还原炉进行铀氧化物颗粒氢气环境下的还原纯化,最大的难点在于如何做到推舟还原炉中各温区内气体分布的均匀性和温场的稳定性,结合使用工况对推舟还原炉热场和流场的数值模拟,分析了推舟还原炉炉管内部流场和温场分布,确保研制出的推舟还原炉不存在设计缺陷。在综合考虑推舟还原炉运行时的导热、对流、辐射等传热方式,获得了模拟状态下在推舟还原炉内部氢气还原时设备各温区的温度场、流场的分布情况,为该型设备设计及制造提供了重要的理论数据支撑。

基于CFD的刚性养殖网衣流场数值模拟及不确定度分析

养殖网箱内的流体速度跟鱼类的生长密切相关。为研究养殖网衣周围的流场特性,本文针对一种平面刚性网衣,基于CFD理论,采用多孔介质模型,对单片网衣的流场进行了数值模拟,首先进行数值不确定度分析,再对不同流速和不同攻角下的网衣流场进行数值计算,并与试验结果进行对比,最后对网衣的流场特性进行分析。结果显示:本文网衣阻力和升力的计算结果与试验结果吻合良好,表明本文方法可以准确地预报网衣受力及周围流场;在网衣周围,流体速度下降较快,在超过一定长度后,流体速度变化趋于缓慢;随着来流速度的增加,网衣对水流的阻挡作用逐渐减弱。本文数值模拟方法可用于养殖网箱流场的数值模拟,具有一定的学术研究和工程实用价值。

基于Fluent和Workbench彗星式纤维模型流场数值模拟与分析

以单个彗星纤维为研究对象,利用Workbench建立彗星纤维模型,并在Fluent中对彗星纤维过滤器进行数值模拟,分析研究了入口速度、纤维直径对压力损失的影响。研究发现:当入口速度较小时,压力损失变化明显,随着入口速度的增大,压力差增加,但是压力损失趋于稳定。纤维直径较小时,纤维直径对压力损失影响不大,随着纤维直径的增大,压力损失增大。小直径纤维丝和合理的过滤速度有利于提高彗星纤维过滤器的寿命和过滤效果。

产品喷涂装置Fluent仿真内部流场数值分析

现代工业设计智能分析机械喷涂的实际操作过程中,存在喷涂不均、喷幅上重或下重等问题。针对此类问题,利用数值仿真方法,通过Fluent软件中气-液两相流模型,对颗粒介质在喷枪内的流动状况进行数值模拟,分析喷幅分裂、喷涂不均、喷幅中央过厚等问题的原因,提出调整喷涂压强、喷嘴口径渐扩的变化率等解决措施。

基于FLUENT的循环流化床锅炉冷态流场数值分析

建立三维循环流化床锅炉的物理模型,基于Simple算法,运用RNG k-ε湍流方程,结合有限体积法对控制方程进行离散,对炉膛冷态流场进行模拟,在一次风速不变的情况下,针对二次风速分别为40 m/s、45 m/s、50m/s工况下的流场分布进行对比分析,并通过试验来验证。结果表明:随着二次风速的增大,流场趋近平稳,为锅炉热态运行调整提供参考依据。

消声器内部流场及温度场的数值分析

对一典型结构消声器的内部流场及温度场进行了数值模拟研究,并就消声器内部气流速度、温度变化对消声性能的影响进行了分析。消声器设计应遵循以下原则:穿孔管小孔总的流通面积应大于排气管口的面积;应充分利用气流与声波流的逆向作用来提高消声效果;消声器入口段应尽量采用均匀过渡结构;出口直径不宜过小。

基于ANSYS和Fluent软件的导流管流场分析

使用ANSYS和Fluent软件对导流管内流场进行分析,得出流场的速度和压力分布云图。同时,通过分析和比较两种软件各自的特点及相互间的区别,阐述他们各自的应用场合。

固体火箭发动机点火瞬时内流场轴对称数值分析

应用流体计算软件(FLUENT),通过UDF(用户定义函数)编程,考虑了辐射热量的影响,对固体火箭发动机点火瞬时内流场进行了轴对称数值分析,得出了点火瞬时的压强 时间曲线、各时刻的流场和推进剂燃面上的辐射热量。从具体数值上分析了辐射热量对点火瞬时的影响。研究结果表明,该方法可较好地预示点火瞬时的内流场和压强变化情况。