旋风分离器减阻杆减阻的数值研究

文中首次利用数值方法对旋风分离器进行了减阻杆减阻的研究。应用CFD计算流体力学软件FLUENT,对某种型号的Stairmand高效型旋风分离器的三维有旋流场速度和压力进行了数值模拟,计算了减阻杆的减阻效率。流场和减阻效率的数值结果与实验数据吻合较好,证明对旋风分离器减阻杆减阻研究时所采用的网格划分方法、RSM湍流模型和边界条件是可靠的,为数字设计高效率的减阻杆提供了简便可靠的办法。     

基于CFD的集输管道内水合物聚集行为仿真分析

石油开采和输送过程中形成的水合物容易在管道内聚集,堵塞管道,有碍正常生产,针对以上问题,提出了运用CFD有限元仿真软件,在以往研究的基础上采用增强壁面函数法,对管道近壁处网格进行边界层划分,并且自编译Di-Felice拽力模型导入FLUENT软件中,实现对输送管道内液、固两相流动的数值模拟分析,同时对水合物的粘度、颗粒平均直径、输运管道内颗粒体积浓度对水合物聚集的影响进行分析研究。研究表明:水合物在小粒径、中等体积浓度、适度流速和低水合物粘度的情况下,不易发生水合物聚集,该研究可以为集输管道输送方案的制定和输送系统的优化提供理论依据。     

速度对脊状表面减阻影响的数值仿真研究

在管道运输中,流动处湍流状态时,对V型脊状表面和光滑表咏在多个速度下进行了数值仿真计算,发现了脊状表面微观流场的特点和速度对脊状表面减阻效果的影响规律。针对回转体脊状表面的流场特性,为控制减阻,进行数值仿真时合理选择了计算模型、计算流域、计算刚格及边界条件。仿真结果表明：在同一速度下,相对光滑表面而言,脊状表面所受的压差阻力略有增大,但占总阻力份额80％以上的粘性阻力显著降低,从而形成减阻效果;对于同一个脊状表面,速度越大,其湍流边界层能量的交换和转化越强烈,使得低速下的减阻效果明显优于高速。     

监控系统中管道内流体运动的仿真研究

目前监控系统中管道内流体流动的仿真主要采用斑马动画，但该方法不能表达湍流、密度等流体属性。本文在分析了管道内流体物理模型、层流和湍流两种流体运动状态的基础上，提出了以流体质点为核心的仿真办法，流体质点具有受压力而流动、湍流时摄动等属性，来表达流体运动的特点。仿真结果表明该方法比斑马动画更逼真地描绘了管道内流体运动，可有效地增强监控系统界面的动态流程效果。     

基于LabVIEW系统进行旋风分离器内筒减阻装置的试验研究

对LabVIEW软件的特点、功能作了阐述,介绍了其在旋风分离器内筒减阻装置试验研究中的具体应用。实践证明:采用LabVIEW数据采集分析系统,对试验及研发工作起到较大促进作用。开发设计了一种针对旋风分离器的内筒高效减阻装置,并对安装内筒减阻罩的旋风分离器的阻力损失和分离效率进行了试验研究,探讨了不同入口风速、不同固气比条件对旋风分离器的性能影响。对结果进行了理论分析,结果表明:对于相同规格的旋风分离器,内筒减阻罩能起到优化旋风分离器阻降且把分离效率控制在合理数值范围内的作用,不同风速,不同固气比条件下,内筒减阻罩的最大减阻幅度为43.36%,而分离效率最大降幅只有8.78%。     

底部凹陷对弹丸气动特性的影响

对于底部结构复杂的弹丸,在用数值仿真方法研究其气动特性时,往往需要在底部构建大量的网格来描述复杂的弹体结构。结合某型弹丸运用数值仿真的方法针对底部凹陷对弹丸气动特性的影响进行研究,以Navier-Stokes方程为理论基础,运用CFD软件分别对带有底部凹陷和不带有底部凹陷的模型在不同飞行速度和攻角下进行数值仿真。仿真结果发现,底部是否凹陷所引起的气动参数的变化小于5%。在误差允许的前提下,对底部结构复杂的弹丸进行气动仿真时,可以对这部分几何结构进行简化,这可以有效地提高计算效率,对弹丸外形设计有一定的指导意义。     

基于NFC的无源无线旋转式减阻率测量

NFC适用于旋转状态下稳定的数据采集与无线交互,且其无源的特点使得采集端的设计更为小巧灵活,可避免旋转过程中测量系统的线路束缚和因偏轴对数据造成的严重误差。据此设计了一种基于NFC(ISO15693协议)的无源无线测量系统,采用旋转法对一种特制喷涂减阻材料的减阻率进行测量。测量过程中设置对照组并重复多次实验,分别得到恒定转速条件下减阻率随减阻涂层厚度的变化关系、恒定减阻涂层厚度条件下减阻率随转速的变化关系。通过对实验数据分析,表明本系统能够准确测量旋转状态下减阻材料的减阻率。     

接触角滞后对变截面微通道内水银液滴流动特性影响的数值仿真研究

微通道中气-液两相流的流动特性复杂,影响因素众多,表面效应成为了微流体流动的主要影响因素。在表面张力作用下,静态接触角由固相和液相物性决定,而动态接触角和接触角滞后则受表面粗糙度、表面不均匀性、表面污染等很多因素的影响。本文利用FLUENT中的VOF-CSF模型研究了惯性微流体开关中水银微液滴在变截面微通道内两相流的流动特性。通过动态和静态接触角滞后的UDF函数对变截面微通道中内流动特性的影响进行了数值仿真分析。结果表明,接触角滞后对水银微液滴的流动特性有重要影响,接触角滞后性越大,水银液滴越难通过微阀而进入储液槽闭合信号电极。由于水银液滴在加速度作用下接触线运动速度较低,动态接触角对流动特性的影响可以忽略,动态接触角可由静态接触角代替。     

基于双晶片压电传感器特性分析

用模态分析法分析双晶片压电力、振动、位移传感器的位移特性及灵敏度特性,并给出灵敏度与压电材料参数及晶片几何尺寸的关系。其仿真分析结果对压电双晶片用于力、振动、位移等传感器的设计具有重要意义。     

基于工业脱硫塔数值仿真的喷淋速度控制研究

研究工业用脱硫塔内的烟气流动轨迹优化控制问题,以准确控制脱硫液体的喷淋速度。在脱硫塔中对烟气进行脱硫液体喷淋时,受喷淋液体的冲击使得塔内液滴轨迹突变,运动轨迹特征极难被捕获,传统仿真方法无法有效捕获突变的液滴轨迹,造成SO2吸收识别不准确,不能准确控制喷淋速度。为此,提出采用统计分析法的数值仿真方法,选用液滴的路径特征来追踪液滴轨迹,并在Euler坐标系下处理流体相,根据统计分析法实现脱硫塔内的烟气液滴的数值仿真,通过建立SO2吸收模型,根据SO2吸收特性控制脱硫液体的喷淋速度。实验表明,改进方法能够有效捕获突变液滴的运动轨迹,完成脱硫塔内的烟气流动轨迹特点仿真,构造SO2吸收模型并准确控制脱硫液体的喷淋速度。     

微型保鲜库预冷气流组织的仿真分析

为了解保鲜库预冷降温过程的流场分布特性,以某实验保鲜库为研究对象,建立了二维湍流数值计算模型,采用SIM-PLE算法和壁面函数法通过FLUENT流体动力学软件,对预冷降温过程进行了仿真.仿真结果表明,降温过程中库内的流场特点是速度场的变化不大且存在一个中心大回流区,温度场有明显的变化且中心区温度高、贴壁处温度低.因而数值模拟能够较好反应保鲜库预冷过程的流场分布特性,可为保鲜库的制冷设备及结构优化提供参考.     

涡街流量计流场特性的数值仿真研究

由于旋涡产生和脱落机理的复杂性，迄今为止对涡街流量计流场的认识几乎全部依赖经验和实验。介绍应用FLUENT6．0计算软件，对DNSO涡街流量计流场进行了数值仿真，就旋涡发生体的旋涡脱落频率与实测数据进行了比对。结果表明，数值计算结果与实测结果具有很好的一致性。提出了可以根据数值仿真来优化设计涡街流量计结构及选取最佳取压位置的结论。     

车用功率二极管动态雪崩击穿特性仿真分析

为研究车用功率二极管的损坏机制、实现较高的动态雪崩耐量,利用Silvaco TCAD软件对一般中小型斜面终端结构二极管进行动态仿真分析。通过对器件动态损坏机制、电场分布、电流密度分布和温度分布的考虑,仿真出二极管先后出现的一级、二级、三级雪崩,并对三级雪崩产生的不可移动或移动缓慢的电流丝的成因做出详细分析。对车用功率二级管动态雪崩击穿进行仿真研究,深入揭示二级管动态击穿的损坏机理。研究为车用功率二级管的改进和选择提供有益的参考。     

基于AMEsim的液压冲击器系统特性仿真

为研究液压冲击器的结构参数及系统变量对其性能参数的影响和变化趋势,利用AMESim软件,建立液压冲击器系统的整体模型,将其与Simulink软件进行联合仿真,实现对冲击器换向阀的控制.具体分析了前、后腔活塞杆直径,活塞质量等对液压冲击器冲击性能的影响.仿真结果有助于增加液压冲击器冲击性能.     

基于负刚度结构的低频速度传感器的设计与分析

实现低频速度传感器的低频扩展在精密减振领域有着重要的意义,本研究提出基于负刚度结构的低频速度传感器,负刚度结构由两组电磁弹簧组成,采用正负刚度并联原理以实现传感器的低频扩展。首先采用安培电流模型建立电磁弹簧数学模型,分析参数对电磁负刚度特性的影响规律并提出负刚度结构优化策略,另外通过调整负刚度结构中线圈电流大小实现传感器固有频率可调。通过数值仿真分析负刚度的非线性影响以及在不同激励幅值和激励频率下传感器的低频响应特性。结果表明负刚度非线性影响可以忽略,当负刚度结构通入电流为0.9A时,传感器固有频率为4Hz,而在通入电流为1A时,传感器固有频率为1Hz,有效地降低速度传感器的测量下限。     

微流体温度控制器的数值模拟与特性分析

为了满足微电子封装过程对器件温度变化的精确控制,提出一种快速升降温的微型流体温度控制器,并采用流体力学软件FLUENT对温度控制器的液体—固体—空气一体化的流动—热传导过程进行数值模拟。在给定进口液体温度变化特征的情况下,通过数值分析考察控制器表面温度对进口液体温度变化的响应特性,包括时间跟随性(传热灵敏度)和温度变化振幅的衰减率(传热效率)。考察了控制器结构尺度、进口液体速度、温度变化波形、周期等参数对温度控制器的特性影响。结果表明:控制器厚度增加,控制器表面温度变化幅值衰减增大;控制器进口流速大,控制器表面温度变化幅值衰减率小;进口液体温度变化周期短,传感器表面温度变化幅值衰减增大;进口温度变化方形波的传热效率大于三角波形;传感器表面温度变化周期与进口温度周期相同,但存在相位差。     

基于BP神经网络的水泵全特性曲线拟合

本介绍了水泵全特性曲线绘制的一般方法,提出了一种利用BP神经网络绘制全特性曲线的方法,通过在MATLAB仿真软件上的仿真,得出了神经网络完全可以很好地拟合水泵全特性曲线的结论。     

基于状态方程的液压提升机起动特性研究

为了解决液压提升机液压驱动系统与液压制动系统的工作协同特性问题,在考虑系统泄漏、油液的可压缩性及负载影响等因素的基础上,采用状态方程的建模方法,建立了液压驱动系统与液压松闸制动系统的动态数学模型,选择并计算了液压提升机的有关参数,对液压驱动系统与液压制动系统的动态特性和运动协同特性进行了仿真分析,解决了上坡启动负载瞬时下滑问题,并据此提出进行提升机液压系统设计的若干重要参考依据.