基于Fluent流体传热仿真的毛细管风道设计优化

针对毛细管冷却风道内分离段毛细管柱轴向散热不均匀问题,设计一种变截面送风道。利用Fluent仿真软件对风道设计过程进行建模和数值模拟,优化改进风道冲击角、出入口形状与风道长度尺寸等参数,并通过对风道出风口风速与风道内柱面温度的实测验证设计的可靠性。结果表明:毛细管冷却风道经优化后,出风口的风速更加均匀,柱面轴向温差减小,温度均匀性得到改善。仿真结果较好地拟合了实验结果,4个出风口的风速在10.38~10.67m·s^(-1),柱面温差缩小至±1℃以内。优化后的毛细管冷却风道设计对提升分离段冷却效率具有指导意义。

基于Fluent的轨道交通车载氢系统流体仿真分析

针对车载氢系统设计缺乏有效仿真手段的问题,提出利用Fluent流体仿真分析软件对车载氢系统加氢过程、供氢过程的动态特性进行仿真分析的方法。

基于万维引擎自主开发虚拟仿真实验——以流体阻力实验为例

化工类实验具有危险且复杂多变的特点。文章以流体阻力实验为例,阐述了基于万维引擎的网页版虚拟仿真实验的自主开发过程,包括实验设备建模和渲染、教学模块设计、软件功能开发、逐项功能测试等内容。所开发的虚拟仿真实验实现了虚拟实验与现场实验从设备到内容的紧密关联,契合真实的实验教学过程,为国内外学生提供了在线学习与操作练习的机会,同时也是开展线上线下混合式实验教学的重要基础。

基于EDEM-Fluent耦合仿真的射流式挖藕机设计与优化

为解决大面积的浅水藕田地区的莲藕采收机执行部件高压喷头的个数较多,容易出现各喷头间流速差过大的现象,导致莲藕采收率的下降和莲藕品质的参差不齐的问题,对莲藕采收机射流系统执行部件进行优化。喷头作为执行机构的重要组件,其射流的稳定性对莲藕采收的效率以及冲刷效果有着重大的影响。为揭示高压喷头的连接工艺和喷头形状、口径对射流稳定性的影响,基于EDEM-Fluent软件对内部流场进行环境建模以及对执行部件的喷头进行耦合仿真模拟。试验发现:改变喷头的形状增加倒角,调整各喷头出水口直径到恰当的差值对喷头出水稳定性有明显的改观,流速波动标准差由0.164 m/s改变为0.020 m/s;平均挖掘深度由33.50 cm改变为36.07 cm,挖掘深度标准差由1.71 cm改为0.69 cm。

空间泵驱单相流体回路半物理仿真技术研究

鉴于空间泵驱单相流体回路控制系统研制过程中全物理试验验证涉及的高成本、高风险,以及大气环境下等效模拟空间辐射散热行为存在的挑战,提出一种基于CAN总线的半物理仿真试验平台架构。通过空间热模型代替部分物理实物,结合单相流体回路辐射器地面常压等效验证方法,实现空间泵驱单相流体回路控制系统动态特性的在线快速、可信验证。试验结果表明:在3种工况下,系统控温精度普遍可以达到±0.5℃;常规PID控制策略与神经元PID控制策略的控温性能差别不大;短期瞬态高热流冲击对主回路控温点温度的影响不超过1℃。研究可为空间泵驱单相流体回路控制系统开发与验证提供一种新的技术途径。

基于流体域仿真的高速风机气浮箔片轴承动静特性研究

气浮轴承特性对高速风机转子稳定性有显著影响,气浮轴承的静特性与动特性计算是准确获得转子系统失稳转速的基础。通过建立气浮轴承物理模型,以及对应的流体域模型,设定气浮轴承工作状况下的参数,模拟其在工作状况下的流体域分布情况,调整轴心位置,找到标准工作状况下的轴心位置,实现气浮轴承的静特性计算。在静特性计算的结果的基础上,赋予轴颈同频的扰动,模拟流体域分布情况,得到在给定扰动情况下轴颈的受力情况,根据力的变化求解得到气浮轴承对应的刚度系数与阻尼系数,实现气浮轴承动特性的计算。结果表明:随着转速的不断提升,稳定时的轴心位置会逐渐向气浮箔片轴承的圆心靠近;在一定的工作转速范围内,轴承的直接刚度系数随着转速的提升而下降,直接阻尼系数则在工作转速范围内下降到达低值后上升。分析气浮轴承的特性系数与转速之间的变化规律,可为开展转子系统动力学研究提供理论基础。

基于Fluent的超重力场煤泥浮前脱泥设备结构内部流场仿真模拟

研发一种新型超重力场煤泥水浮选前脱泥设备,通过Fluent软件对影响设备脱泥效果的五单因素即沉降槽板角度、沉降槽板上下比例、沉降槽板槽深、沉降槽板半径及排料挡板角度进行模拟仿真得出最佳的结构尺寸,结果表明:沉降槽板角度为45°,沉降槽板上下比例为1∶3,沉降槽板槽深为3cm,沉降槽板半径为13cm,排料挡板角度为60°时,设备具有较好的脱泥效果。

基于OpenFOAM的秸秆打包机抛料筒内部的流体模拟仿真

为了提高抛料筒的工作效率,本文基于开源CFD仿真软件OpenFOAM,对抛料筒内部空气和秸秆饲料的流动进行模拟仿真。本研究建立3种结构的抛料筒几何模型,用不同的气流流速(5m·s^(-1)、10m·s^(-1)和15m·s^(-1)),对每种抛料筒在单相流(气体流动)和二相流(气固混合流动)的情况下进行模拟仿真。研究结果表明:对于空气的单相流,通过对仿真结果重点部位的流速分析,表明该仿真结果符合流体力学的特征;对于空气和秸秆饲料的气固二相流,通过仿真结果可知,软件较为真实地反映出秸秆饲料在不同条件下的流动情况;OpenFOAM软件可对农业装备中气力输送机构的设计提供参考依据,同时本文对该软件在农业工程上的应用起到了探索作用。

应用Fluent软件对高速催泪弹射流仿真研究

当在公共场所一线执法或者执勤人员周边6~10 m内发生暴力袭击时,亟需一种可以直接作用在单体目标又不会产生过度伤害的“非致命性”武器弹药高速催泪弹。为达到刺激性液体喷射6~10 m的距离,通过Fluent软件对高速催泪弹喷嘴喷射刺激性液体射流的外弹道特征进行数值模拟仿真研究,制备高速催泪弹进行喷射性能试验。试验结果表明高速催泪弹喷射距离达到使用要求,与数值模拟仿真结果一致。高速催泪弹仿真研究与试验达到了近距离拒止、抓捕、制伏暴乱分子的目的,也为该类型的非致命液体射流定向能弹药的研发提供依据。

基于Fluent仿真的宽幅路面排水路径长度与水膜厚度研究

与普通整体式双向四车道或六车道高速公路相比,八车道及以上宽幅高速公路具有路幅宽、流量大、排水时间长等特点,在强降雨条件下易出现路面积水。通过对同一降雨量下的S型曲线超高缓和段宽幅道路工况进行Fluent模拟,研究在不同路幅宽度、纵坡、横坡、超高渐变率下最大排水路径长度及内侧行车道水膜厚度分布的变化规律,分析线形指标对径流长度与水膜厚度影响。研究结果表明,提高超高渐变率有利于降低最大排水路径长度及行车道内侧水膜厚度;增大纵坡有利于降低行车道内侧水膜厚度,但会导致最大排水路径长度大大增加;路幅宽度增加会导致最大排水路径长度、行车道内侧水膜厚度均增大。SPSS线性回归分析结果表明,纵坡对最大排水路径、行车道内侧水膜厚度的影响最大,超高渐变率对最大排水路径、行车道内侧水膜厚度的影响最小。在宽幅超高缓和段设计过程中,仅调整线性指标组合无法使道路满足强降雨天气下的行车安全需求,建议采取特殊排水措施以降低行车风险。

螺带式搅拌器内部流体仿真中的数学基础理论应用与实践

文章采用仿真技术,以三维流体动力学为理论基础,利用Simdroid平台对螺带式搅拌器的内部流体进行了数值模拟。通过对搅拌器内部流体进行动态分析和数学统计,得出了流体的速度场并对其进行了分析和解释。数学基础理论在螺带式搅拌器内部流体仿真中具有重要的应用价值,能够深入研究搅拌器内部的流体运动规律,为搅拌器的设计和改进提供更加科学的理论依据。

基于“Ansys Fluent+BIM”的区域环境仿真模拟分析——以上海市金山区某拟建项目为例

以上海市金山区某拟建项目为例,为分析区域环境对其产生的影响,采用Ansys结合物呈线条状扩散,有效影响范围可达到10km以外。同时,基于空气质量指数(AQ)对污染物来源、污染物性质等在不同风向和风速下进行最不利气象条件仿真模拟,得出结论并提出应对措施。成果可为拟建项目的环境影响评价提供参考,也可为沿岸化工厂排放口设置及功I能优化提供一定的理论指导。

铜萃取澄清池的流体仿真研究

铜萃取中溶液流量比较大,导致澄清池占地面积大,因此对澄清池内流场分析和优化设计显得尤为重要。文章运用CFD技术对一型、L型及U型三种澄清池的澄清效果进行了对比分析,结果表明,U型澄清池澄清效果更佳,占地面积更小。以U型澄清池为研究对象,重点研究有无导流板、有无栅栏及栅栏数量对流体的影响,对比不同流体速度及粒径大小对澄清池内两相分离的影响。

水下管道外壁清洗机器人设计及流体力学仿真

针对水下管道外壁附着生物容易造成管道腐蚀的问题,设计出一款水下管道外壁清洗机器人.主要由夹持机构、清洗机构、攀爬机构、腰部回转机构四部分组成.机器人可以沿管道行走,并在管道分支处可进行换向,在行走的同时可以对管道进行清洗.针对机器人进行整体结构方案设计,并对机器人沿管道的攀爬步态进行分析以及夹持机构主要参数进行计算.应用SolidWorks进行建模,通过Flow Simulation模块对机器人在水下运动时,机器人周围水域水流状态以及机器人自身所受应力情况进行仿真,通过仿真分析了机器人在水下运动时所受的阻力特性.结果表明,该水下管道外壁清洗机器人的可行性及合理性,通过对夹持机构的调节,可以实现对不同直径的管道进行清洗,满足水下作业要求.

基于FLUENT的调节器壳体冲洗工艺仿真分析与优化

为研究航空附件壳体冲洗时出口流速不能有效测量的问题,提出了一种航空附件产品壳体流体域的出口流速的预测方法与手段,并通过预测的结果对工艺进行优化。借助FLUENT仿真工具,通过建立壳体的流体域模型、网格模型,运用有限元的仿真计算方法分析评价现有冲洗工艺的优劣,在仿真的计算结果上得到流体域的出口的流速、云图、流线图等数据,预测调节器壳体出口流速的大小,例如初始仿真时,出口2、3、9的流量很低,甚至还存在负压,流量分别为0.0017 kg/s、0.00002 kg/s、0.02 kg/s,通过封堵等其他出口的手段,将出口2、3、9的流速分别提升至78 m/s、25 m/s、423.3 m/s,极大地改善了出口流体的状况。此方法能够对制造过程中合理制定冲洗工艺提供有效的帮助。研究将为航空燃油附件壳体的工程设计以及制造过程中冲洗工艺方法的制定提供理论支撑,其他涉及需进行冲洗工艺的制造过程领域也都具有较强的借鉴意义,研究具有较强的应用推广价值。

基于流体仿真的变电站户外端子箱防潮装置研究

变电站户外端子箱是变电站电气设备二次回路的汇集点,其正常运行对于保证电气设备的安全可靠运行具有重要意义。本文针对变电站户外端子箱易受潮湿水汽影响导致元器件腐蚀生锈的问题,建立端子箱的流体仿真模型,对不同的运行工况进行仿真及实测比对,提出一种对流冷凝除湿的防潮装置,仿真分析结果与实测湿度均表明该装置能够有效降低端子箱内部的相对湿度。

基于Fluent与GT-SUITE联合仿真的FSC赛车进气系统设计与优化

针对2023年中国大学生方程式汽车大赛赛规中加装限流阀以限制发动机功率的要求,通过Fluent与GT-SUITE的联合仿真,对进气系统进行设计与优化,从而减小进气系统的阻力损失,提升发动机的动力性。利用Fluent对限流阀进行计算流体力学(CFD)仿真分析,得到限流阀最优结构参数为过渡圆角r=40 mm、渐缩角α=14°、渐扩角β=6°。采用GT-SUITE建立发动机数值仿真模型,分析进气系统其他结构参数对发动机充量系数和扭矩的影响,进行合理的结构优化,得到进气管长度l=145 mm、稳压腔容积V=3.5 L。仿真结果表明:限流阀的阻力损失减小了2.48%,在低、中转速区间,发动机的充量系数和转矩得到了提升,其中在5000 r/min时充量系数增大了2.61%。

矿用隔爆型干式变压器温升的计算流体动力学仿真分析

为解决矿用隔爆型干式变压器温升计算存在偏差的问题,本文作者使用计算流体动力学仿真软件对矿用隔爆型干式变压器的温升进行仿真分析,与实际温升试验数值进行对比,最终仿真数据值与实际值基本一致。

基于Fluent的组合气吸式排种器关键部件仿真研究

以棉花小区播种机排种器为研究对象,采用模拟仿真试验技术研究组合气吸式排种器排种过程,在排种器的吸气口截面设置不同的边界条件(包括压强和气流速度),在开放条件下分析导向槽盘上导向槽的速度场和压力场。结果表明,距导向槽盘中心越远的位置,其气流速度和压强越小。设置排种器吸气口界面的边界条件相同,针对气吸盘和导向槽盘组合后形成的气吸孔开展气流场仿真分析。入口处气流压强300 Pa、速度21.97 m/s,此时气吸孔气流场压强2 481.8 Pa、气流速度61.67 m/s,该仿真结果与试验所测得的结果基本一致。试验验证并确定排种器几何参数、动力参数对气流场的变化和影响规律,可为设计试制播种机提供参考。

核磁共振双等待时间测井储层流体识别仿真实验设计

针对核磁共振(NMR)测井教学理论性强、原理抽象复杂等特点,设计了基于MATLABGUI的NMR双等待时间(TW)测井储层流体识别仿真实验,设计的MATLAB GUI交互界面包含地层T2谱模型构建、流体极化及双TW回波数据正演和回波数据处理等模块。通过在仿真实验中输入不同参数,模拟得到的地层T2谱模型、长短TW回波数据和处理结果将实时显示在图形界面,并对实际NMR测井资料进行了处理。该仿真实验操作简单,能将NMR双TW测井储层流体识别过程及结果直观地展示给学生,增强学生对该流体识别方法的理解,提高NMR测井教学效果。