测量低黏度流体介质金属管浮子流量计的仿真研究

为深入研究金属管浮子流量计的工作机理,采用计算流体力学和流体力学中湍流模式理论,对金属管流量计流场进行了数值仿真研究,获得了低黏度流体介质中浮子受力及浮子在受力平衡下的流量．数值模拟与物理实验标定数据的对比表明,模拟计算的流量最大满度误差为5．469 5％,平均满度误差为2．473 1％,说明数值仿真模型能满足金属管浮子流量计设计的需要．     

取水池内三维流场的数值计算

本文应用不可压缩流体三维Navier—Stokes方程组求解明渠内的三维水流运动．利用k-ε双方程湍流模式计算涡粘性系数．控制方程组采用隐式差分离散，SIMPLEC程式求解．文中对矩形明渠开挖槽沟后挖槽区的流场进行了计算．所得结果与有关文献给出的测量值比较一致．作为应用，对某电厂循环供水系统中取水池内的三维流场进行了计算．计算结果可供工程界参考．     

旋转三维紊流流场的数值分析

应用SIMPLEST方法和标准k-ε紊流模型对旋转直通道内的流场进行计算,给出了该旋转流场的速度矢量图及压力场,并将测量截面上的主流和二次流速度分布与实验值作了对比,结果吻合较好,对叶轮机械内的旋转流场的数值模拟有重要意义。     

离心泵内部流场的三维空化湍流的数值计算

采用Singhal等人发展的一种三维混合流体完整空化湍流模型,基于RNG的k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对离心泵内部的全流道三维空化流动进行定常和非定常数值模拟.根据空化流动模拟计算的结果,得到定常和非定常情况下空化余量和扬程的曲线,与实验结果进行对比,说明计算结果能够真实反映离心泵内部空化流动的性能.进而有效地预测叶轮内部流道空化发生的部位和空化流动的发展情况,分析空化余量的降低对离心泵空化性能的影响.研究结果表明,所采用的空化模型和数值计算方法能够用于离心泵在设计工况下的空化性能的计算.     

气垫炉内三维流场的数值计算

气垫式金属板带材连续热处理炉内流速场,关系到板带材漂浮的稳定性以及加热温度的均匀性。本文从偏微分方程的探讨入手,建立差分方程,并用SIMPLE算法求解,最后获得符合规律的三维速度分布值,对于气垫炉的设计与生产,具有一定的实际指导意义。     

混流式风机流道内三维湍流流场的研究

应用高雷诺数ｋ－ε湍流模型进行了混流式风机叶轮机三维流动的计算研究，使用ＳＩＭＰＬＥ型算法求解了全三维雷诺平均质量加权Ｎ－Ｓ方程对流式采用了高阶精度的上流国权近ＴＶＤ类型的ＭＵＳＣＬ差分格式，采用非正交贴体坐标和同位网格系，速度的协变物理分量被选作为独立求解变量，为了消除非物理的压力和速度振荡，对界面上的逆变速度分量采用Ｒｈｉｅ，Ｃｈｏｗ动量插值方法，离散方程以能够使用三对角矩阵算法的形式书写，并     

基于差动变压器的浮子流量计位移检测研究

浮子流量计应用于微小流体信号检测时,决定其检测精度的关键在于对浮子位置的精确检测.本设计方法通过浮子内嵌的衔铁,利用差动变压器式传感器原理,将浮子位移的变化转换为输出电压的变化以确定浮子的准确位置.采用这种方法设计的浮子流量计,测量精确度和灵敏度得到了很大的提高.     

基于CFD的大口径锥管浮子流量计结构设计

应用计算流体动力学(CFD)方法,利用"浮子受力平衡度误差分析法"逐步调整入口流速,控制计算精度,对锥管浮子流量计的三维湍流流场进行数值计算,设计出满足设计目标要求的大口径、大流量的金属锥管浮子流量计.为了进一步验证仿真数据的准确性,建立了与实验用流量计结构参数、浮子高度完全相同的6个流量点数值计算模型.物理实验和数值计算数据对比表明,数值计算获得的各流量点的均方根误差仅为1.42%,可以用CFD方法设计浮子流量计的结构参数.     

异形坯结晶器三维流场模型的研究

依照湍动能理论及异形坯连铸的特点 ,建立了异形坯结晶器三维流场数学模型 ,运用该模型可分析不同水口参数及不同工艺参数条件下的流场分布 ,从而对连铸过程进行离线分析 ,确定最佳参数 ,并可作为在线控制模型的基础     

圆管内宾汉流体湍流流场的数值模拟

依据牛顿流体中建立的标准Ｋ－ε湍流模型这一基本思想，考虑宾汉流体本构关系的特点，建立了适用于求解宾流流动的控制方程。采用压力耦合半隐式算法，对管内宾汉流体紊流强度及流速分布进行了数值计算研究，取得了与实测值吻合较好的结果。     

保鲜库三维非稳态流场模拟及实验

采用标准K-ε紊流模型和增强壁面条件，对全顶棚孔板送风模式下保鲜库内三维非稳态流场进行CFD模拟分析．模拟中将货物区视为多孔介质区，在对模型进行热力分析的基础上，引入局部不平衡能量模型．通过编译UDF程序修改多孔介质区域的能量、动量源项和进口边界条件，分别分析了空库和库内储存苹果时的流场及单体苹果内温度变化．模拟和实测结果表明：修改后的模型更接近实际模型，降温后期空气温度偏差为0．3℃，果品内部温度场分析的最大偏差为1．8℃；采用靠近货物区的局部孔板回风形式是最佳气流组织形式；风机、压缩机的双变频控制是有效的节能控制方式．     

浮子流量传感器黏度特性实验

为了研究配有不同类型浮子的浮子流量传感器在中黏度非牛顿流体中的特性,研制了3种新型的浮子,加上目前普遍应用的DF-M型、CF-M型浮子,对5种不同类型的浮子分别在水以及动力黏度为31 mPa.s、65 mPa.s和85 mPa.s的甲基纤维素水溶液中进行了黏度实验.通过分析流量与浮子流向高度之间的关系曲线以及黏度影响率,发现在中黏度的甲基纤维素水溶液中CF-V型、CF-M型浮子具有很好的黏度适应能力.CF-V型浮子具有最好的黏度适应能力,在所研究的黏度范围内,其黏度影响率的最大值为1.107%,故CF-V型浮子可以作为减黏浮子的基本类型.给出了浮子形状对传感器黏度适应能力影响的基本规律.     

孔板流量计测量蒸汽产生误差的原因分析及解决办法

介绍了孔板流量计的用途、概念、原理、优点和缺点;从测量误差偏大和偏小两个方面进行了误差分析并提出了解决办法。     

水驱油微观孔隙内流场分析

目前大多数油田进入高含水期,针对如何继续提高原油采收率这一问题,考虑了压力梯度、流道宽度、油膜高度、油水之间的界面张力、原油黏度等对流场内的速度分布、应力分布的影响。选用等温情况下广义牛顿流体本构方程,建立了水在微观孔隙空间流动的流动方程,运用Polyflow对模型进行数值计算。结果表明:压力梯度越大,油膜高度越大,油水之间界面张力越小时,驱油效率越高。     

航弹尾流场数值模拟及柔性开舱可靠性分析

为了研究航弹柔性开舱可靠性,通过分析动态条件下弹簧引导伞的运动过程,获知弹尾部流场的复杂性;采用数值模拟计算,求得了弹底尾部压力场、速度场及涡流区的分布规律;依据流体动力学原理,建立了弹簧引导伞计算模型,由能量守恒原理,得出了柔性开舱可靠性的判定依据.     

立体旋流筛板气相流场结构优化

立体旋流筛板是一种具有良好发展前景的新型塔板元件,为了进一步扩展立体旋流筛板的设计空间以及应用范围,对其进行结构上的优化,去除塔板叶片上的筛孔,使其制作工艺简单,造价低廉,之后应用FLUENT计算流体力学软件对优化后的立体旋流筛板内的气体单相流场进行模拟计算,通过与实验结果进行对比,吻合较好,证明了模拟结果的准确性,之后与立体旋流筛板模拟结果进行对比分析。结果表明：优化后的立体旋流筛板的能量损失较小,速度幅值较大,速度分布梯度更加明显,气体湍动更加剧烈,并且压降相对更小,适合高湍动低压降的工况,达到了结构优化的目的,同时对于今后立体旋流筛板的结构优化以及工业应用具有指导意义。     

基于图卷积循环网络的非定常周期性流体流动预测

基于纳维-斯托克斯（Navier-Stokes, N-S）方程的计算流体力学（computational fluid dynamics, CFD）数值模拟是研究非定常周期性流体流动问题的常用方法之一,但其计算需占用大量时间。针对N-S方程求解CFD过程费时的问题,本文提出一种基于图卷积循环网络的非定常周期性流体流动预测框架,实现流体流动状态的快速预测。文中输入历史流体流动数据,通过图卷积循环网络学习非定常周期性流体流动的物理过程,预测流场变量分布。结果表明,基于图卷积循环网络的预测模型可以准确预测流体力学规律,其在流速、涡旋、压力等流场变量预测方面均具有较好表现。相比于传统N-S方程求解方法,采用图卷积循环网络预测速度提高了5倍以上,为流场变量的预测提供了一种新方法。     

数值积分函数对超声波流量计精度的影响

针对数值积分函数在超声波流量计计量过程中会引入固有误差的问题,对常用的4种积分函数在Re为1.0×103～1.0×107区间的固有误差进行了比较.通过建立超声波流量计数学模型,结合发展管内流速的分布规律,计算各积分函数的2～5个声路的误差,得到了误差分布曲线.研究结果表明:各积分函数的声路数越多,引入的固有误差越小,当Re大于等于1.0×105时,各积分函数的引入误差随着Re的增大逐渐趋于稳定.在声路数不受限制且管路流量检测范围内会出现最大引入误差时,Gauss-Legender积分具有明显优势.当Re大于等于8.0×103、小于等于4.0×105时,Tailored积分具有较小误差,而Owics积分更适用于声路数受限制和Re大于4.0×105的管路流量检测.     

两种不同形状旋转带对气液两相流场影响的计算流体力学模拟

利用计算流体力学软件FLUENT,以RNGk-ε湍流模型和Eulerian多相流模型对旋转带蒸馏设备内的流场进行了数值模拟.模拟考虑了旋转带的结构因素.结果表明,无开孔的旋转带在高速转动时,设备内的流体会产生界面分离现象,不利于气液两相的密切接触.而有开孔的旋转带在高速旋转时,会有效地改善流体界面的分离,而且气液两相的湍动程度更大,这些现象将有利于气液两相的传质.同时,比较了开孔位置和孔径大小对改善气液界面分离的影响.模拟结果为进一步研究旋转带蒸馏设备的结构优化和操作提供了理论依据.     

湍流二元电解质流动和传质特性的数值模拟

应用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)、传质学和电化学理论, 建立了二元电解质溶液湍流运动的物理和数学模型. 针对恒电流情况, 通过数值计算研究了电解质溶液的传质和运动特性, 讨论电解质溶液平均浓度场随电解时间的演变规律和电解质湍流流场结构, 分析不同Schmidt 数以及交换电流密度大小对电解质溶液平均浓度场和脉动场的影响.