基于Modelica/Mworks的船用汽轮机主汽门性能仿真验证

基于面向对象的多领域统一建模开源规范Modelica/Mworks平台,通过研究船用汽轮机主汽门性能仿真数学模型,构建了针对船用汽轮机主汽门的图形化仿真模型,并开展了数据可视化仿真及验证。模型仿真结果表明,仿真模型具有良好的模块化特征和可重用性,能够正确地反映主汽门的全行程流量曲线等运行特性;充分验证了模型的有效性,为船用汽轮机主汽门和汽轮机整机仿真研究奠定了基础。

翼型弦长和方位角对垂直轴水动力转轮启动性能的影响

针对H型水动力转轮启动力矩小、启动时间长的问题,运用计算流体动力学方法进行了模拟与分析.采用6DOF模拟转轮转速随作用力矩的变化过程,对转轮在不同初始角度条件下启动时的瞬态流场、角速度与输出力矩进行了对比与关联分析.结果表明,直叶片垂直轴水动力转轮启动过程中,角速度与输出力矩的变化之间无显式相关性.在最小静力矩条件下启动时,转轮到达角速度和力矩峰值所需的时间较在最大静力矩条件下启动时间长.到达最大转轮旋转角速度时,各叶片内侧存在较大低压区,这一点不受启动角度变化的影响.当叶片包围区域内低速区面积大时,转轮的输出力矩较小.在最大静力矩条件下启动时,尾流区的完整性较强.在不同翼型弦长条件下,角速度经历了上升、下降、再到平稳振荡的过程.随着翼型弦长自0.16 m增大至0.24 m,转轮启动时间增加0.63 s,转轮旋转达到稳定后的平均角速度变小,但角速度波动幅度基本不变.

大尺寸固体颗粒对固液两相流输送泵叶轮的磨损

针对大尺寸固体颗粒对输送泵叶轮的磨损问题,借助商用计算流体动力学软件STAR-CCM+开展数值模拟研究.采用变曲率弯管试验结果验证数值模拟模型的物理有效性,进而考虑介质浓度、颗粒粒径对输送泵运行性能和磨损特性的影响.研究结果表明:泵内固体颗粒的分布不均匀,叶片工作面对颗粒做功导致颗粒高速撞击叶片是叶片发生磨损的关键因素.输送泵叶轮的磨损主要发生在叶片的进口边和背面,首级叶轮的磨损量始终大于次级叶轮.介质浓度的增加会导致叶轮磨损量增加.当颗粒粒径由25 mm增加至30 mm时,首级叶轮和次级叶轮的磨损率均出现急剧增长,叶轮的磨损加剧.输送小颗粒时,应着重对叶片的进口角度进行优化,减轻小颗粒对叶片进口边的磨损;输送大颗粒时,应对叶片的型线进行优化,以减少大颗粒对叶片背面的磨损.

大尺寸固体颗粒提升过程中管道内的固液两相流动特征

为了研究不同性质的大颗粒固液两相流对深海采矿输送系统的影响,应用商用计算流体力学软件STAR-CCM+中的离散单元法(DEM),对垂直管道内不同工况时的流动特征进行了数值分析.研究结果表明:在输送含有不同粒径颗粒的固液两相流时,颗粒的平均速度随着颗粒直径的增大而下降;随着中间尺寸颗粒(d_(p)=15.0 mm)体积比的增大,颗粒的平均速度降低,大颗粒的滑移速度降低,小颗粒的滑移速度升高;大颗粒趋向液体速度较低的区域聚集,而小颗粒趋向液体速度较高的区域聚集.在输送含有不同形状颗粒的固液两相流时,当颗粒的形状系数减小时,颗粒的平均速度先降低后增大,颗粒的滑移速度先增加后下降;相比于球形颗粒,形状系数较小的颗粒受到的壁面效应更加严重,更容易在壁面附近发生速度骤降;球形颗粒(颗粒的形状系数为1.0)的平均速度最高,平均滑移速度最低,颗粒速度沿管道径向的分布最为均匀.

集聚区域产业优势

国际标准化长三角协作平台以标准项目促进实质性合作,有效对接区域重点产业协同创新发展,推进国际标准化长三角协作试点,共同孵化培育国际标准项目,提升区域一体的国际标准化能力.其中,在海工、核电、半导体领域,试点项目正在推进并取得了良好的阶段性成果.