基于标准K-ε模型与CFD的浮子流量传感器的新研究

依据湍流模式理论中的标准K-ε模型及CFD(计算流体力学)实现了对浮子流量传感器三维湍流流场的数值研究,利用物理概念清晰的"有限体积法"作为数值解法,并采用以压力为基本求解变量的SIMPLE算法求解离散控制方程;提出"浮子受力平衡度误差分析法"控制计算精度,通过对传感器速度场、压力场的三维研究,获得传感器流场的关键信息,即浮子受力大小以及传感器流量值.数值计算结果,即针对300K水,粘度为1.003×10-3Pa·s流场的计算结论得到了物理实验验证.     

矿下离心水泵三维全流道湍流流场的数值模拟研究

将SIMPLE算法与RNG k-ε湍流模型相结合,通过求解三维Navier-Stokes方程,完成了离心式水泵全流场三维数值计算.求解区域采用非结构化网格进行离散,以速度及压力进出口为边界条件,采用运动参考系模型实现动—静交界面间的数据传递.在叶轮内流场计算的基础上着重分析了速度场及压力场的分布规律.研究结果对离心泵的优化设计具有重要参考意义.     

涡街流量传感器动态压力场分布特性

利用数值计算的方法,实现对涡街流量传感器中压力场动态分布特性的研究。数值计算采用湍流理论中的k- 模型并结合CFD技术进行,以SIMPLE算法解离散控制方程。数值计算得到的旋涡脱落频率与试验结果相近,误差不超过7%,证明数值计算方法的有效性,并在此基础上通过对涡街流场中压力场分布特点的分析,给出检测旋涡信号的最佳区域。从分析旋涡在流场中动态变化过程入手,深入探讨引发压力场变化规律的流场内部机理。     

空调室外机流场特性研究

分析了空调器室外机组内的空气流场特性,采用体积法对三维不可压缩Navier-Stokes方程在旋转坐标系中进行非定常求解。在随叶片旋转的区域与固定区域的交接面处,采用滑移网格技术求解动静非定常作用。计算中采用两类入口边界条件,即流量入口和压力入口,并将流场数值结果与微粒图像测速实验数据进行比较。比较结果表明,在流量入口边界条件下数值模拟计算的结果接近实验结果,流场计算可以为气动声学分析奠定基础。     

湍流模型对高压比离心压缩机气动性能及流场结构影响的数值研究

为研究不同湍流模型对压缩机总体性能及内部流场数值模拟结果的影响,本文采用3个高雷诺数湍流模型和1个低雷诺数湍流模型对Krain实验研究的离心叶轮和等面积无叶扩压器进行三维定常流场计算,并与相应的实验结果进行对比。研究结果表明,4种湍流模型的数值模拟结果与实验结果均存在差异,这一差异与流量和转速有关。在高转速、小流量工况下,湍流模型对数值模拟结果的影响更为显著。数值模拟预测到的失速流量均与实验值差别较大。而从流场和总体性能两方面来看,与高雷诺数湍流模型相比,低雷诺数湍流模型的模拟精度更高,在设计工况附近区域,数值模拟的效率与实验符合良好。     

冷却塔专用水轮机的数值模拟与性能研究

以冷却塔内额定流量为0.833 m³/s的双级贯流式水轮机为研究对象,基于ANSYS-Workbench操作平台对其进行单向流固耦合分析。采用三维建模软件UG,建立水轮机模型。使用商业CFD软件Fluent,对全流道模型进行三维定常湍流数值模拟,分析了内部流场及各部件的水力损失,得到了转轮叶片上准确的水压力分布。将流场计算结果应用到结构场中,使用有限元分析软件ANSYS,对转轮设计工况下的刚强度进行了计算,得到了转轮的静应力分布和变形情况。     

基于FINE软件的轴流泵叶轮流动分析及性能预测

应用结构化网格技术和有限体积差分格式并结合k-ε湍流模型对相对坐标系下的三维雷诺平均N-S方程进行求解,对在同一设计工况下的相同流道几何尺寸的两个轴流泵叶轮内部的三维紊流场进行了数值计算与分析,得到其内部流场、压力场的分布情况,预测了水泵的水力性能,据此选出了性能较优的水泵叶轮。     

化工机械密封腔内流场的数值计算

应用软件FLUENT对化工机械密封腔内流场进行了三维数值计算,通过求解三维层流N-S方程,得到了由注入冷却液和密封环旋转引起的复杂三维流场特性,应用压力修正方法和SIMPLE算法进行计算,得出流场特性对密封环冷却效果的影响规律。     

基于FLUENT的机械密封腔内流场数值计算

应用软件FLUENT6.2对机械密封腔内流场进行了三维数值计算,通过求解三维层流N-S方程,得到了由注入冷却液和密封环旋转引起的复杂三维流场特性,应用压力修正方法和SIMPLE算法进行计算,得出流场特性对密封环冷却效果影响显著.     

基于CFX的导叶与叶片间距对泵装置性能改变的研究

基于CFX采用数值模拟方法计算轴流泵导叶进口边与叶轮叶片出口边的平行间距S的变化对泵装置性能的影响。在质量守恒定理和动量守恒定理的基础上,应用Navier-Stoke方程和标准k-ε湍流模型,通过对轴流泵全流道三维湍流数值模拟,求解了导叶出口处的速度场和压力场。分析了S=9mm,S=12mm,S=15mm 3种情况下,流量、扬程、功率和效率的关系,研究了轴流泵导叶进口边与叶轮叶片出口边的平行间距的变化对泵装置性能的影响。     

电容角位移式智能金属管浮子流量计的研究

基于浮子流量计普遍流量方程及电容角位移式传感器检测机理的新型智能金属管浮子流量计，实现了对流量的精确测量。本文详细介绍该流量计计量原理、转换器的设计、信号的智能化处理、样机标定及误差分析，给出了3台样机均显示可喜成绩，获得较高精度。     

高比转速混流泵时变湍流特性分析

为分析混流泵内部流场的时变湍流特性,采用时变不可压牛顿流体的控制方程和RNG k-ε湍流模型,基于ANSYS CFX软件数值计算了3种不同工况时混流泵内部的时变湍流场,计算考虑了各过流部件间的相互干涉作用。在叶片安放角0°时,给出了最优工况1.00QBep有、无叶轮时进、出口干涉面的静压分布云图,直观地显示了一个物理周期内动静干涉情况,分析了叶片表面流动的细部结构,并对比了基于时均流场和时变流场预测泵外特性的差异。进、出口断面静压分布受叶轮旋转的影响很明显,流量1.46QBep时进口断面静压表现出较强的非稳定性,扭矩和扬程呈周期波动。     

基于非稳态计算对旋风机三维流场的数值模拟

应用三维非定常数值计算方法对矿用对旋轴流风机的非定常特性进行了数值模拟研究。数值计算中将SIMPLE算法与RNGκ-ε湍流模型相结合,以风机三维全流道为计算域,获得了对旋风机叶轮区域3对干涉面上速度场和涡量场的非定常分布。通过数值模拟结果与设计参数和试验结果的比较,验证了数值预测结果的准确性。模拟结果表明,对旋风机在一个旋转周期的不同时刻,其内部流场存在显著的非定常特性。     

水泵吸水管和进水池内三维湍流的数值模拟

建立了泵站中水泵吸水管和进水池内部三维湍流流场的数学模型,针对泵站中布置了多台机组的多个吸水管和进水池中三维流场的计算边界条件作了深入分析,提出了合理的边界条件。根据分区划分网格的思想,构造了任意形状的水泵吸水管和进水池的贴体计算网格,在任意坐标系中对三维湍流流场的控制方程进行离散,编制了水泵吸水管和进水池内部三维湍流流场数值模拟的计算程序。数值模拟计算了泵站中水泵吸水管和进水池内部三维湍流流场。在数值模拟基础上,可对泵站中水泵吸水管和进水池内部流态进行评估。     

波纹管过流流场的数值模拟

为了研究液体火箭发动机试车时的推力测量问题,采用标准κ-ε湍流模型,以某流体为介质,对波纹管内部流场进行了数值模拟.通过数值计算得到了管内流场的速度分布、压力分布特性等,并将解析结果以可视化的速度场和压力场给出.本文所建立的数学模型和所使用的数值计算方法,可为推力研究提供一定的理论基础和经验.     

高炉煤气减压阀数值模拟

以某新型实用高炉煤气减压阀为研究对象,建立了三维稳态湍流模型。通过ANSYS CFX对实用新型高炉煤气减压阀的内部流场进行了数值分析,得到了速度场与压力场的分布图,为减压阀的结构优化提供了理论依据。     

结构化表面环境下软磨粒流的流场数值分析

为了研究模具结构化表面环境下软性磨粒流的流场加工特性,应用单颗动力学模型(SPD)通过数值模拟求解了颗粒在不同形态的湍流场中的运动特性.以U形流道为例,利用N-S方程、湍流的Realizable(k-ε)模型以及压力耦合方程的半隐相容(SIMPLEC)算法,求解了软性磨粒两相流场中流体的速度、压力等特性参数;接着利用S...     

对旋轴流风机三维流场的非定常数值模拟研究

应用三维非定常数值计算方法对矿用对旋轴流风机的非定常特性进行了数值模拟研究.数值计算中将SIM-PLE算法与RNG k-ε湍流模型相结合,以风机三维全流道为计算域,获得了对旋风机不同特征面上压力特性的非定常分布.计算结果表明,对旋风机在一个旋转周期的不同时刻,其内部流场存在显著的非定常特性.     

基于湍流数值模拟的双吸离心泵性能预测

为提高双吸泵的性能,基于RNG k-ε湍流模型和壁面函数法,采用ANSYS CFX软件对某双吸离心泵进行了流场为三维不可压缩湍流流场的数值模拟。得到了泵内压力、速度分布图和全流道流线分布图,计算了双吸泵性能,并将性能预测的计算值与试验值进行了对比。结果表明,利用计算流体动力学进行三维湍流数值模拟可以反映双吸泵内部真实流动,扬程、效率的变化趋势符合双吸泵工作特性的一般规律,模拟结果与试验结果一致。     

用浮子流量计测量液体质量流量

测量流体的质量流量比测量体积流量更有意义,这是因为人们最终总是以质量多少为衡量标准的,而且在生产过程中只有控制流体的质量才能保证生产出的产品的质量。本文说明在与流体粘度无关的范围内,只要浮子的密度是被测液体的两倍,浮子流量计的基本方程完全可应用于液体的质量流量测量,并且即使被测流体密度发生±10％的变化,也只引起-0.4％的测量误差。测量原理浮子式质量流量计由一根锥形管和在管中自由浮动的浮子组成,浮子在流体中自动调整其位置,以使流体阻力与浮子重量相平衡,浮子在测量管中的高度即表示流量值。