磁性液体-硅油两层流动界面的数学模拟

采用二维笛卡儿坐标系,数值求解了磁性液体和非磁性液体体系的连续性方程、双动量方程、运动方程以及磁势方程,模拟了磁性液体-硅油的两层流动。其中自由边界采用PLIC VOF方法跟踪．表面张力采用CSF方法模拟。通过对方程的数值求解,研究了外加磁场强度、进口速度分布、初始表面扰动对界面形状和界面张力的影响。     

不同起始形貌气泡在磁性液体中上升的实验与数值分析

研究了气泡在磁性液体中的上升过程.用VOF方法追踪了气泡的自由界面,并预测了气泡的变形.考虑了磁场强度对不同起始形貌的气泡的影响,并且发现气泡的最终形貌受磁场强度的影响,当磁场强度较弱时,动力学压力占主导,使气泡变扁,当磁场强度强时,磁性压力占主导,使气泡变圆.当磁场较弱时,起始形貌对气泡的最终形态有影响.     

原油含水率测量多因素影响的数值模拟与实验研究

基于介电常数法测量原油含水率,往往受油水两相流态、温度、矿化度、非线性特性等多因素的影响.因此,设计一套基于多传感器的油水两相流实验室模拟系统,利用理论计算结合数值模拟的方法,研究含水率、温度、矿化度、油水介电常数、含水测最传感器输出之间的数学关系及影响规律,对提高测量含水率的精度提供了有力的理论和实验依据.     

淘析器内颗粒运动轨迹的数值模拟

采用FLUENT6.2提供的标准κ-ε模型和随机轨道模型模拟新型惯性撞击式淘析器内的颗粒运动轨迹,预测不同粒径颗粒的运动轨迹和速度分布.结果表明:通过在淘析区加入格栅板,使大颗粒在器内的运动路径变长,与格栅的碰撞促使粘附在粗颗粒表面上的细粉分离;加长对流段还有利于提高粒料中离散细粉尘的分离.工业规模实验验证了模拟结果.     

拉瓦尔喷管流固耦合换热数值模拟

针对颗粒的存在引起喷管内流场变化,进而对喷管热防护性能产生影响的问题,基于计算流体动力学(CFD)方法,建立了欧拉-欧拉两相流数值模型,利用软件Fluent对喷管两相流场进行了模拟,并以两相流流场计算结果为热边界条件,对喷管热防护层进行了瞬态换热数值计算,比较了有无颗粒两种状态下的流场分布情况,并获得了喷管整体结构温度场的分布规律.仿真结果表明,在发动机工作过程中,颗粒的存在使喷管内流场结构发生变化,导致燃气流速降低,温度升高,且喷管内壁逐渐向外壁传递热量,进一步影响喷管热防护性能,研究结果可为发动机喷管部件热防护设计提供参考.     

磁性液体的传感特性及原理应用研究

该文介绍了磁性液体应用在传感领域的独特性能,分析了磁性液体在传感器方面的各种应用研究.利用磁性液体的电磁响应和粘度等特性可开发出各种新型传感器.分析了各种磁性液体新型传感器的工作机理和应用方向,并对其应用前景进行了分析展望,指出其中有待研究的方向和意义.     

竖流沉淀池内流态及影响因素模拟分析

为了研究了城市污水处理厂沉淀池速度场和质量浓度场,利用改进的RNG(重整化群)k-e紊流模型和Mixture混合模型,FLUNENT15.0软件对沉淀池进行仿真。结果表明:1)在竖流沉淀池距池底2~3米处池壁位置和污泥斗上部会形成两个明显的涡流,已经沉淀的颗粒在涡流的作用下重新进入沉淀池中;2)中心筒的污水遇到锥形挡板以后会有一部分重新进入到中心筒中,减轻了下降的污水对沉淀区的冲击;3)通过改变入流速度进行模拟对比,发现入流速度由0.3m/s增加到0.8m/s,清水区深度由池深的五分之四减小为二分之一,继续增加到1m/s,清水区消失,出水浓度达到0.3%,失去了沉淀效果。在保证出水水质的前提下沉淀池能承受的最大入流速度为0.86m/s.入流密度由1050 kg/m^3增加到1250 kg/m^3,沉淀区厚度由2m减小为1.5m,沉淀效果增强。试验结果验证了上述仿真结果可靠,对竖流式沉淀池工程设计具有一定的指导意义。     

粉末——粘结剂两相流模型的碰撞分析与计算机模拟

分析了粉末注射成形中粉末—粘结剂两相流动中粒子(颗粒与分子)碰撞的情况。假设粉末颗粒完全由粘结剂包裹,在成形阶段将粉末颗粒视为非完全弹性体,给出了粉末—粘结剂两相流动模型中碰撞项的碰撞模式,简化了粉末—粘结剂固液两相流动模型的一般方程。为进一步对粉末—粘结剂两相流动进行计算机数值模拟和分析粉末—粘结剂两相分离现象奠定了理论基础。     

烧结烟气氨法脱硫塔气液两相流数值模拟

为研究脱硫塔内的气液分布情况对脱硫效率的影响,选用FLUENT作为计算工具,以烧结烟气氨法脱硫塔作为研究对象,对塔内气相湍流采用Euler方法描述,对喷淋液滴采用Lagrange颗粒轨道模型描述,研究烟气入口倾角和入口距离浆液池液面高度对脱硫塔内气液两相流场分布的影响,并对脱硫塔的关键参数取值给出建议.     

板式换热器进口处液体分布器的数值模拟

基于流体均布理论及速度相对偏差值的计算,对板式换热器进口处液体分布器进行数值模拟和流速监测,得到流体流经圆柱型液体分布器时流量分布均匀性较优于无液体分布器的情况.对圆柱型液体分布器三种开孔直径大小(4mm,6mm,8mm)和四种板面折叠角度(0°,15°,30°,45°)进行数值模拟.结果得到孔直径为8mm,折叠角度为...     

客车发动机舱热管理系统的数值仿真与实验验证

依据整车环境模拟实验,选取最大扭矩点、中间点和最大功率点（对应的发动机转速分别为1 800,2 800和3 450 r/min）作为发动机舱热管理系统分析的3个工况,应用FLUENT建立发动机舱热管理系统的三维仿真模型,根据实验边界条件,进行风速场和温度场的耦合仿真。采用稳态计算方法,获得发动机舱内外稳定的风速场和温度场分布。对比分析发现仿真结果与实验结果的均方根相对误差在合理范围内,从而验证该发动机舱热管理系统仿真模型的有效性。     

电场中导电液滴电场效应的数值模拟

为研究低电导率导电液滴的电场效应,采用开源计算流体力学(CFD)软件OpenFOAM,设计了一种基于漏介质模型(leaky dielectric model)和流体体积(volume of fluid, VOF)法的电流体雾化(electrohydrodynamic atomization, EHDA)求解器,并将数值结果与Taylor的解析值进行了比较.模拟结果预测了液滴的变形方式以及液滴内外的环流模式.研究发现,在外加电场作用下,液滴会发生“扁长型”或“扁圆型”变形,并在内部形成稳定的环流,液滴只会发生变形,而不会发生宏观运动;随着电场强度的增加,液滴的变形越来越大,小变形情况下,模拟值与理论值基本吻合,验证了数值方法的正确性;当液滴的变形量较大时,模拟结果开始偏离理论值,与实验观察结果一致.此外,电导率比值的改变对液滴变形的影响也比较明显,而介电常数比的改变对液滴变形的影响则不太明显.     

多相流搅拌器流场数值模拟软件

为对搅拌器多相流体间的最终乳化结果进行模拟,结合FLUENT与ANSYS软件,以VB为前台程序开发搅拌器流场数值模拟软件.用VB开发用户交互界面,通过后台调用ANSYS的APDL完成前处理模块,实现搅拌器叶片、筒体的建模,网格划分和组元创建;通过后台调用FLUENT运行日志文件实现流体流场仿真运算与结果后处理,并以图形...     

催化裂化汽提器的流体动力学数值模拟

提出了一种新型填料式汽提器,并采用气固双流体模型模拟了新型汽提器和传统汽提器内气固流体流动行为.模拟结果显示新型填料式汽提器在改善颗粒流动,提高颗粒分布均匀性和汽提器空间利用率方面要优于传统盘环挡板汽提器.     

磁流变抛光液磁性颗粒体积分数在线检测装置研制

分析了互感法检测磁流变抛光液中磁性颗粒体积分数的基本原理,并研制出相应的原型装置。该方法的测量输出电压与抛光液磁性颗粒体积分数呈线性关系,磁性颗粒体积分数变化1%时输出电压变化约23.4 mV,测量结果与抛光液流量大小无关。可以实现对常用磁流变抛光液中磁性颗粒体积分数的在线检测,为实现磁流变抛光过程中抛光液成分的稳定控制提供测量基础。     

热电薄膜型气体流量传感器的热模拟分析

利用有限元分析工具ANSYS/FLOTRAN ,模拟并分析了一个基于薄膜结构的热电型气体流量传感器的温度场。并具体地分析了在气体流量通道入口处气体的流向角度对传感器输出信号以及气体流动状态的影响。将最终的模拟计算结果与实验数据进行比较 ,发现二者基本吻合。利用此热学模型来模拟和分析此类传感器 ,不但可以减少大量的模拟分析过程而且可以降低计算的复杂度 ,另外也为此类传感器的设计和验证提供了一个非常简单而有效的方法和依据。     

弯管流量计测量特性的数值模拟与试验研究

为了优化弯管流量计的测量,综合运用流场数值模拟和实流标定试验两种方法,研究了弯管流量计的测量特性.在对安装有弯管流量计的流场数值模拟的基础上,根据压力分布特点确定了较优的取压口斜度;然后,在内径为100 mm的管道中用空气进行了实流标定试验.结果表明:为了增加差压测量的灵敏度和减小二次流对测量的影响,可将弯管流量计的取压口选取在与上游端面成45°夹角的地方;在试验范围内不同流量下,弯管流量计的流量系数都比较稳定,相对误差都介于±3%之间,能够满足大多数工业现场流量测量的要求.     

Numerical simulation of ground water mounding and its verification by Hele–Shaw model

Ground water mounding is the rise of the water table above its regional level in a local area of an aquifer in order to provide sufficient head to distribute the water supplied by a localized source to that area. The shape and height of the mound depend on many factors including recharge rate and distribution, geology, hydraulic conductivity, flow/head control locations, saturated thickness and regional flow in the aquifer in that area. In this work, an accurate and efficient numerical model for calculating ground water mounding was developed. Numerical calculations were done on a uniform rectangular grid, obtained by a transformation of the physical domain. Grid for computation were generated by a grid generation code, EagleView, which is developed by the Mississippi State University. Model predictions were verified with tests in a Hele–Shaw model for situations with and without a regional flow, with and without heterogeneity, and for two recharge rates. SAE#50 oil was used as the fluid in the Hele–Shaw. A peristaltic pump was used to supply the constant (and adjustable) recharge rate from the reservoir below the Hele–Shaw model. The results of experiments of estimating mounds and the numerical mounding model are in good agreement. However, mound height of the region below recharge of Hele–Shaw model can not be observed because the flow of this region combines vertical flow from recharge and the rising of the free surface (horizontal flow). Hence, an emulated perched aquifer was used so that mound height of the recharge region can be observed.