基于EDEM-Fluent仿真的自旋射流式挖藕机的设计与试验

为解决藕农人工挖藕劳动强度大,效率低,易损伤莲藕的难题,针对现有挖藕设备成本较高,操作过程繁琐,需要一定经验技术才能掌握的缺陷,设计了一种自旋射流式挖藕机。阐述了该机的结构和工作原理,通过离散元法和流体动力学耦合仿真分析了泥土-射流之间的相互作用机理,明确了关键部件喷头的结构参数对试验指标的影响规律,即挖掘深度随着喷射角度30?至60?范围内的增加而减小,随着射流速度10至20 m/s范围内的增加而增加。通过分析仿真射流过程发现,当喷射角度为30?时,会出现泥土回填的情况。台架试验和田间试验表明:自旋射流式挖藕机喷头直径为17 mm,喷射角度30?时,可以以0.2 s的速度前进,完全挖出埋于泥土深度400 mm内的莲藕,莲藕无损伤,且表面无泥土粘结,挖掘幅宽约为1.2 m。该文提出了EDEM-Fluent耦合仿真的运用将有利于莲藕采挖设备的作用机理研究,为莲藕采挖设备的设计与优化提供理论依据。该耦合仿真方法还能应用于江河湖泊清淤、管道清理等其他水力作业领域的研究。

基于Fluent的模拟旋转锥形射流计算分析

对Fluent流体分析软件做了简要概述,并对旋转喷嘴的结构及其特性做了技术性分析;另外还用Fluent软件分别对双头不同导程的2种旋转喷头在40 MPa进口压力条件下的喷射状态进行分析,从而得出旋转锥形喷嘴的最佳工作状态。

FLUENT软件预测大尺寸喷射火特性的实用性

因管道破裂、储罐破损、法兰盘或安全阀失效等发生可燃物质连续泄露并被点燃形成喷射火,不仅发生率高而且具有较大的破坏性.为此,通过分析整理美国标准局发布的大尺寸喷射火实验报告,得到了大尺寸喷射火的有效实验数据,包括喷射火内部的温度分布数据和火焰周围的热辐射分布数据,采用经验公式推导得出火焰几何尺寸;再根据实验报告中各实验工况,利用FLUENT软件对大尺寸喷射火进行全尺寸数值模拟.与实验数据相比,火焰内部温度分布和火焰周围热辐射分布的数值模拟结果的相对误差分别在9.1％～11.2％和7.4％～15.5％,火焰几何尺寸的数值模拟结果与经验公式预测结果也能较好地吻合,从而验证了FLUENT软件模拟大尺寸喷射火特性的实用性,也为喷射火产生的事故后果评价提供了理论依据.

基于FLUENT的喷气织机主喷嘴内流场的三维数值模拟

为研究喷气织机主喷嘴内流道中气流运动特性,利用Solidworks建立主喷嘴内流道的几何模型,并通过FLUENT采用标准κε二方程湍流模型对高压、高速可压缩的气流三维模型进行数值模拟.模拟结果表明,等效温度下的高压理想气流,从进气孔喷入内流道便产生湍流流动,而进入锥形区域后逐渐趋于稳定,并且气流速度在主喷嘴内流道喉部达到最大,同时压强达到最小.通过数值模拟,形象地呈现了喷气织机主喷嘴内流道的流场状况,对优化喷气织机主喷嘴内流道的相关参数具有参考价值.

真空喷射射流流场的Fluent模拟分析

为了对真空射流流场进行研究,应用Fluent软件并基于VOF（volume of fluid）方法、k-ε标准湍模型及PISO算法,对不同喷口直径及入射压力的直射式锥型流道喷嘴的射流流场速度和湍流运动分布进行了数值模拟分析.结果表明：1）入口压力相同,喷嘴直径越大,射流与周围介质间的速度梯度越大,可促进射流的扩散和液滴破碎后的尺寸均匀分布;2）喷嘴直径一定,入口压力在10~15 MPa内,射流湍流强度分布达到最佳状态,射流流场较好;3）如果不考虑材料的溶解性,相对于三氯甲烷和四氯化碳,丙酮作为溶剂时的液体喷射雾化效果较好,适于制备质量较好的高分子薄膜.

基于Fluent的偏转板射流伺服阀的前置级仿真

偏转板射流伺服阀作为伺服阀中比较常见的一种,已经广泛应用于包括军用和民用在内的各类舵机和操作系统上。在分析偏转板射流伺服阀结构及其工作原理的基础上,运用Pro/E三维软件建立了简化的前置级三维立体模型,结合ICEM前处理网格划分软件与Fluent流体仿真软件,共同构建了偏转板射流伺服阀的前置级流场分析模型。通过流场压力云图和速度云图,对偏转板射流伺服阀的前置级射流理论进行了分析;分析了不同喷嘴宽度、偏转板导流槽角度以及劈尖宽度随偏转板位移变化时对两接收孔恢复压力和压差的影响,为伺服阀的结构和参数优化提供了一定的参考依据。

基于Fluent的辅助喷嘴气流流场数值模拟

为研究喷孔形状对喷气织机辅助喷嘴喷射效果的影响,利用Solidworks建立辅助喷嘴喷射流道的几何模型,并通过Fluent采用RNG k-ε二方程湍流模型对高压高速可压缩的气流三维模型进行数值模拟。模拟结果表明,对于等效温度下的高压理想气流,在相同供气压力下,随着辅助喷嘴管内截面积的减小,管内气体速度反而增加,所研究的4种孔型的辅助喷嘴气流射出能力依次为7圆孔型>单矩形孔型>双圆孔型>单圆孔型。模拟结果可对喷气织机辅助喷嘴的优化提供参考。

基于Fluent的喷气织机主喷嘴纬纱牵引力分析与计算

针对实验方法无法获得导纱管内部各处纬纱牵引力的问题,为牵引力的理论分析与数值计算提供一种方法上的实现,将基于Fluent的主喷嘴流场数值模拟结果与相关文献的实验数值比较,得出了利用Fluent软件进行流场模拟的可行性。借助得到的主喷嘴导纱管内部流场的压力、速度及马赫曲线,可以得到主喷嘴导纱管内各处的纬纱牵引力。计算结果表明:纬纱在导纱管内所受牵引力随距离的增加而增大,在导纱管出口附近达到最大值;供气压力为0.2～0.4 MPa时,每增加0.1 MPa,纬纱总牵引力增加近1倍。

基于FLUENT的小流量射流流场中的可视化研究

为了深入研究小流量圆射流流场的特性,利用FLUENT系列软件对六种不同出口直径的圆射流喷射到空气中所形成的气液二相非淹没自由射流的流场进行了模拟分析。研究结果表明:随着喷嘴直径的减小,射流核心段速度值越来越大,射流的散射角越来越小,射流的集束性越来越好。模拟结果与实验结果基本一致。

基于Fluent的2D紊动射流研究

采用Fluent双方程紊流模型研究有限深静水环境中的二维垂向紊动射流,基于Fluent的VOF方法跟踪自由表面、UDF技术(用户自定义函数)给出边界条件。采用该模型研究了不同射流速度与水深组合的自由射流及带升管射流等工况,分析了其模拟结果,并采用形状参数α对射流出口升管进行分类。结果表明,当α≥7.50时,射流场稳定,环境水体不能进入升管;当1.67≤α≤5.00时,射流场具有不稳定特征,环境水体将以回旋流方式进入升管;当α≤1.50时,升管对射流的流场影响较小。

基于FLUENT的喷气织机主喷嘴气流场分析

采用流体动力学计算软件FLUENT对喷气织机主喷嘴气流场进行了数值模拟,并和实验值进行了比较,结果表明利用FLUENT软件对喷气织机主喷嘴的气流流场进行数值模拟是可行,且效果比实验方法好。

基于FLUENT软件直流电弧等离子体喷射法等离子体放电特征二维数值模拟

直流电弧等离子体喷射法制备金刚石膜的过程中氩气主要起维持电弧放电作用,在一定程度上保证电弧放电的稳定性。本文利用自定义标量和自定义函数技术对FLUENT软件进行二次开发,在动量和能量守恒方程中添加相应电磁源项。对纯氩直流电弧等离子放电特征进行二维数值模拟,并经过实验验证后最终得到等离子体放电区域的温度、焦耳热、电流密度和速度等分布。模拟结果表明气压为1000 Pa工作电流为100 A条件下：氩等离子体最高温度和最大速度达到11000K和340 m/s,且均出现在阴极尖端位置附近;较强的外侧气流使阳极斑点稳定维持在阳极内侧下边缘位置,其附近等离子体温度在9000 K左右;基体表面附近等离子体温度受到焦耳热分布和阴极高温射流共同作用,维持在3000～4000 K。

基于Fluent清管器空化过程数值模拟及喷嘴尺寸优化

采用Fluent计算流体力学软件对清管器空化过程进行数值模拟,研究不同长度、不同喷嘴出口直径的声谐振荡器对空化效果的影响,确定最佳长径比L/d,实现清管器空化结构优化。研究结果表明:Fluent软件可实现空化过程的有效模拟,管壁承受压力、气化体积比和水射流速度均随长径比的变化呈一定规律变化。当L/d=15时,管内壁所受压力最大至7MPa,满足清垢要求;清管器出口和靶距处气化体积百分比达最大值(54%、32%);靶距处拥有最大水射流速度(37m/s)。

基于Fluent薄带钢桶气体泄漏数值分析

目的探究钢桶气体泄漏的射流流场对桶身激励产生声发射信号的基本原理和特性。方法利用计算流体力学Fluent软件分析钢桶气体泄漏流场状态,介绍钢桶气体泄漏的射流模型及产生机理,利用计算流体力学有限元方法建立数学模型,建立钢桶泄漏的几何模型和边界条件,设置仿真分析的相关参数,得到不同内压、不同漏孔直径和多漏孔情况下的钢桶泄漏仿真结果,并讨论钢桶泄漏气流速度场、压力场等参数的分布情况。结果钢桶发生泄漏时的气流速度对声发射信号起主导作用,内压对气流速度影响较大,孔径和漏孔数量带来的影响较小。结论该分析为探讨钢桶的泄漏机理与声发射激励信号的检测提供了参考。

基于Fluent的喷气织机辅助喷嘴综合性能

为提高喷气织机引纬性能,降低能耗,对辅助喷嘴结构及其参数进行优化研究。采用数值模拟分析方法,利用Fluent软件,研究了辅助喷嘴不同结构及参数对辅助喷嘴出口处的气流速度、速度衰减以及耗气量的影响规律。为得到喷射性能好且耗气量低的辅助喷嘴结构,提出了评定辅助喷嘴综合性能的方法。结果表明:中心环形分布方式的辅助喷嘴喷射性能优于环形分布的辅助喷嘴;相同孔数的中心环形分布的辅助喷嘴,其出口风速随中心孔直径减小而减小,相同喷孔面积条件下,耗气量随喷孔数目的增加呈现递减趋势,8K04型辅助喷嘴耗气量最低;7K04型辅助喷嘴喷射速度高,且耗气量低,综合性能最优;5K03、6K05、7K04、8K04型辅助喷嘴的综合性能优于单圆孔辅助喷嘴。

基于FLUENT的隧道射流风机最佳安装倾斜角研究

针对城市隧道通风广泛采用的射流风机效率低下的问题,根据某城市隧道建立了简单纵向射流通风系统的物理模型,采用Fluent分别研究了射流风机出口速度、射流风机安装倾斜角对其效率的影响,找到了射流风机综合影响系数随射流速度的变化规律以及此种隧道断面形式射流风机的最佳安装倾斜角,为隧道通风系统的节能提供了有益的指导。

基于FLUENT的泵喷射推进器内流场仿真

在分析泵喷射推进器的基础上,建立了其数值仿真的物理模型和数学模型,确定了求解的边界条件,利用CFD软件FLUENT对泵喷射推进器的内流场进行了数值仿真.获得了泵喷射推进器转子叶片和定子叶片上的速度分布及其表面压力分布,并由此计算了泵喷射推进器的效率和所产生的推力,为泵喷射推进器的设计及其优化打下了基础.

基于ICEM CFD与ANSYS FLUENT的热力射流喷嘴流场分析

为了解喷嘴的内部结构对射流流场的影响,为选择合适的射流喷嘴提供依据,以锥形和锥直形喷嘴两种典型喷嘴为研究对象,根据计算流体力学(CFD)的基本理论,综合运用ICEM CFD网格划分与ANSYS FLUENT流体分析软件对锥形和锥直形喷嘴的射流流场进行分析。结果表明:在相同初始条件下,锥形喷嘴具有较大的出口速度,变化剧烈,射流的等速核长度较大;锥直形喷嘴的速度变化平稳,短管内由于颈缩现象易产生负压。通过试验,再次验证了仿真结果。

基于Fluent射流器负压产生机理的研究

针对应急处理平台溶液配比装置所使用的射流器,通过Fluent仿真研究射流速度与负压值的关系和射流器喷嘴直径与负压值关系,得出射流器产生最大负压值的位置,射流速度与负压值的关系和喷射器喷嘴直径与负压值关系,对射流器的设计与应用有指导意义。

基于FLUENT的3D印花网版自动清洗机射流参数分析

根据3D印花网版的清洗要求和自动清洗机存在的问题,优化扇形喷嘴的布局。选择连续性微分方程和N-S方程作为控制方程,与标准的κ-ε方程组成封闭控制方程组,以求解高压水射流流场。使用Gambit和FLUENT软件对高压水射流流场进行仿真,仿真结果与计算结果非常接近。由仿真分析得到最优的射流参数:喷嘴喷射角为30°,靶距为100mm,喷嘴间距为40mm,喷嘴移动速度为50mm/s,射流入射角为30°。