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多翼离心风机叶轮内油性粒子沉积特性的数值研究

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西安交通大学学报 2024年第5期58卷 133-142页

作者：李慧军李斌张建坤孙佳琪王发银刘海湖西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 健康智慧厨房浙江省工程研究中心浙江宁波315336

为了揭示多翼离心风机内部油性粒子沉积分布规律,减少风机内粒子沉积,采用Fluent离散相模型描述粒子运动,同时结合临界速度模型和用户自定义函数(UDF)建模油性粒子在壁面上的沉积,模拟研究了多翼离心风机内油性粒子的运动轨迹和沉积特性... 详细信息

为了揭示多翼离心风机内部油性粒子沉积分布规律,减少风机内粒子沉积,采用Fluent离散相模型描述粒子运动,同时结合临界速度模型和用户自定义函数(UDF)建模油性粒子在壁面上的沉积,模拟研究了多翼离心风机内油性粒子的运动轨迹和沉积特性,并探究了颗粒直径对沉积分布的影响。结果表明:油性粒子沉积主要分布在叶片压力面,且靠近出口尾缘段尤为严重;由于进气条件不稳定,整机下内部流场更为紊乱,沉积情况也更为严重;大直径粒子受惯性力主导更容易沉积在叶片表面。针对油性粒子沉积分布规律及成因,提出了切割叶片减小叶片出口安装角从而减少叶轮内油性粒子沉积的方法。对于切割后的叶片,叶轮出口处流动分离区域减小,叶片尾缘段涡量减小,通过数值模拟和实验研究发现,叶轮内油性粒子沉积率分别下降了30.75%和30.66%,两者吻合良好,证实了提出的减小叶轮油性粒子沉积方法的有效性。

关键词：多翼离心风机粒子沉积离散相模型油性粒子

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泥浆射流泵冲蚀磨损特性

流体机械 2024年第2期52卷 92-99页

作者：孙坤杰程怀玉张祖提柴彤山龙新平水射流理论与新技术湖北省重点实验室武汉430072 武汉大学动力与机械学院武汉430072

为了研究泥浆射流泵的冲蚀磨损特性,基于欧拉-拉格朗日方法对泥浆射流泵内部的固液两相流动开展了数值模拟,重点对泥浆射流泵内部液固两相流的冲蚀磨损规律进行了研究。结果表明:泥浆射流泵喉管进口和喉管中后段是产生冲蚀磨损的主要部... 详细信息

为了研究泥浆射流泵的冲蚀磨损特性,基于欧拉-拉格朗日方法对泥浆射流泵内部的固液两相流动开展了数值模拟,重点对泥浆射流泵内部液固两相流的冲蚀磨损规律进行了研究。结果表明:泥浆射流泵喉管进口和喉管中后段是产生冲蚀磨损的主要部位,吸入室和扩散管未产生明显冲蚀磨损。颗粒质量流量从1 kg/s增大到1.8 kg/s时,泥浆射流泵最大冲蚀速率增大了93.7%;泥浆流速从2 m/s增大到5 m/s时,最大冲蚀速率增大了11.48倍;颗粒直径从200μm增大到450μm时,最大冲蚀速率先减小后增大。相较于颗粒质量流量和颗粒直径,泥浆流速对射流泵内表面的冲蚀磨损影响更大,但产生冲蚀磨损的主要部位不会随泥浆流速、颗粒质量流量和颗粒直径发生明显改变。研究成果可为射流泵的设计提供参考。

关键词：泥浆射流泵液固两相流数值模拟离散相模型冲蚀磨损

进水流速对圆形循环水养殖池流场特性影响的数值模拟

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渔业科学进展 2024年第3期45卷 55-65页

作者：李瑞鹏田云臣李青飞丛雪琪秦海晶天津农学院计算机与信息工程学院天津300392 天津市水产生态及养殖重点实验室天津300392

通过对工厂化循环水养殖进水流速的智能调控,可降低饵料残留,避免水质恶化。为此,本研究采用数值模拟方法探究了进水流速对工厂化循环水养殖池流场特性的影响,并基于该研究设计出一套确定进水流速调控的实验方法。首先,通过对比Standar... 详细信息

通过对工厂化循环水养殖进水流速的智能调控,可降低饵料残留,避免水质恶化。为此,本研究采用数值模拟方法探究了进水流速对工厂化循环水养殖池流场特性的影响,并基于该研究设计出一套确定进水流速调控的实验方法。首先,通过对比Standardk-ε、RNGk-ε和Realizablek-ε3种湍流模型及多种壁面函数的仿真效果,确定RNG k-ε模型和标准壁面函数作为仿真配置。同时,针对多相流模型,对欧拉多相流模型和DPM离散相模型进行对比,为提高计算准确性选用DPM离散相模型,并基于上述模型进行网格无关性验证、制定网格划分方案。其次,以大菱鲆(Scophthalmus maximus)养殖为例,模拟不同进水流速下养殖池流场、排污和水温调节的效果。最后,针对仿真结果提出进水流速调控方案。结果显示,日常采用1.0m/s的进水流速,可有效提高适宜流速区面积并控制水处理成本;投饵前,采用0.2m/s的进水流速可以解决循环水养殖中存在的饵料浪费问题;进食结束后,采用1.2m/s的进水流速可快速排出残饵避免水质恶化;水温异常时,采用15℃的水、以1.2 m/s的进水流速注水230 s,可使20℃的水下降到正常水平,精准化控制水温。采用本研究提出的方法,可针对不同养殖生物和养殖环境设计进水流速智能调控策略,可用于解决循环水养殖过程中饵料浪费、水质变差和水温异常等问题。

关键词：离散相模型颗粒分布流场特性水温调控圆形养殖池

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铅铋合金夹杂颗粒对含缺陷弯管侵蚀的数值模拟

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中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2024年

作者：唐江许洪瀚姜乃斌中山大学中法核工程与核技术学院

采用计算流体动力学与离散相模型耦合的方法，计算不同工况条件下存在缺陷管道的侵蚀速率。对比不同工况下的侵蚀速率和侵蚀关键区域，揭示了缺陷对侵蚀的影响模式。研究结果表明：（1）随着铅铋共晶流速的增加，含缺陷管道和完整管道... 详细信息

采用计算流体动力学与离散相模型耦合的方法，计算不同工况条件下存在缺陷管道的侵蚀速率。对比不同工况下的侵蚀速率和侵蚀关键区域，揭示了缺陷对侵蚀的影响模式。研究结果表明：（1）随着铅铋共晶流速的增加，含缺陷管道和完整管道的侵蚀区域均显著扩大。而，含缺陷管道的最大侵蚀速率降低，完整管道的侵蚀速率略有上升。（2）颗粒尺寸的增大会导致含缺陷管道的侵蚀区域从缺陷位置转移至入口直管段；对于完整管道，侵蚀则集中在弯管入口附近，两种管道的侵蚀区域均明显扩大。（3）缺陷的存在增加了凹坑位置的湍流强度，弯管的侵蚀位置集中于凹坑位置，并随着凹坑尺寸的增大，凹坑位置的最大侵蚀速率也显著上升。

关键词：铅铋合金凹坑缺陷离散相模型 CFD-DPM模型侵蚀率

导流板结构对高速列车转向架区域积雪结冰的影响

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铁道科学与工程学报 2024年第6期21卷 2151-2161页

作者：田金刚邓海张怀强刘涛王家斌高广军中国铁路哈尔滨局集团有限公司黑龙江哈尔滨150006 中车长春轨道客车股份有限公司吉林长春130062 中南大学重载快捷大功率电力机车全国重点实验室湖南长沙410075 中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075

高速列车转向架在高寒风雪地区存在积雪结冰问题,影响列车的安全运行和运行稳定性能。为了解决高速动车组转向架区域的积雪结冰问题,以保证高速列车运行安全,提高列车冬季运行品质,提出基于流场控制的导流板结构,并针对简化的车体和转... 详细信息

高速列车转向架在高寒风雪地区存在积雪结冰问题,影响列车的安全运行和运行稳定性能。为了解决高速动车组转向架区域的积雪结冰问题,以保证高速列车运行安全,提高列车冬季运行品质,提出基于流场控制的导流板结构,并针对简化的车体和转向架模型,采用三维雷诺时均Realizable k-ε湍流模型,耦合离散相模型(DPM)进行数值仿真,通过试验验证的湍流计算模型,模拟高速动车组转向架区域流场和雪粒分布情况,明确高速列车转向架区域积雪结冰成因,并分析导流板优化结构对防治积雪结冰的效果。研究结果表明:原始工况中,转向架区域气流速度较高,转向架表面压力较大,安装在前侧的导流板结构,能够有效地改变进入转向架区域的气流流向,降低转向架上方的气流速度,减轻气流对转向架底部表面的气流冲击,降低转向架周围的雪粒分布范围,减少转向架表面的粒子黏附数量。其中,对于第1台转向架,雪花黏附数量相对于原始工况依次减少22.56%、52.15%;对于第2台转向架,雪花黏附数量相对于原始工况依次减少48.50%、49.59%;对于第3台转向架,雪花黏附数量相对于原始工况依次减少50.03%、49.70%。但沿着列车运行方向,导流板的作用减弱。今后将研究真实编组的工况以进一步判断导流板的作用,并开展原理样机的相关试验工作。

关键词：高速列车转向架积雪结冰离散相模型数值模拟流场控制

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基于离散相模型的旋转填充床内的流场分析

高校化学工程学报 2012年第3期26卷 388-394页

作者：石鑫向阳文利雄陈建峰北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室教育部超重力工程研究中心北京100029

利用CFD软件Fluent初步模拟了旋转填充床(Rotating Packed Bed,RPB)内的流体流动。计算中气相采用RNGk-ε湍流模型,液相采用拉格朗日离散相模型(DPM)。通过一定简化后建立了旋转填充床二维模型,考察了液体颗粒在填充床内的速度分布,以... 详细信息

利用CFD软件Fluent初步模拟了旋转填充床(Rotating Packed Bed,RPB)内的流体流动。计算中气相采用RNGk-ε湍流模型,液相采用拉格朗日离散相模型(DPM)。通过一定简化后建立了旋转填充床二维模型,考察了液体颗粒在填充床内的速度分布,以及转速对液体颗粒速度的影响。结果显示液滴速度随转速的增加而增加,转速对液滴径向速度的影响不大。此外还针对转速、气体进口速度对干床压降的影响做了一定的研究,发现压降随转速的增加而增加,但其影响没有气体进口速度对压降的影响明显。填料的内缘处存在剧烈的端效应,模拟结果表明,端效应区的湍动强度明显大于其他区域。

关键词：旋转填充床计算流体力学离散相模型 Fluent

基于增强型离散相模型和化学燃烧的红外诱饵弹建模方法

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航空学报 2020年第12期41卷 36-51页

作者：杨春玲张振东张潼奕聿哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

红外(IR)诱饵弹是一种主要的红外对抗武器,建立一种准确的红外诱饵弹模型将对红外制导算法的研究起重要作用。目前,针对红外诱饵弹的计算机流体仿真(CFD)建模方法中,通常不考虑红外药剂的燃烧对红外模型产生的影响,这将从机理上直接导... 详细信息

红外(IR)诱饵弹是一种主要的红外对抗武器,建立一种准确的红外诱饵弹模型将对红外制导算法的研究起重要作用。目前,针对红外诱饵弹的计算机流体仿真(CFD)建模方法中,通常不考虑红外药剂的燃烧对红外模型产生的影响,这将从机理上直接导致建模精度下降。针对这一不足,本文在增强型离散相模型(DPM)红外诱饵弹建模方法的基础上加入了化学燃烧相,建立了准确性更高的仿真模型。实验结果表明,与原有的模型相比,加入化学燃烧相后的新模型在图形特征的仿真精度上有明显提升。

关键词：红外诱饵弹建模离散相模型计算机流体仿真化学燃烧等效黑体辐射

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基于CFD的某商用车扬尘污染仿真优化分析

机械设计与制造 2024年第6期400卷 177-181,186页

作者：肖飞田佳伟冯哲何水龙东风柳州汽车有限公司广西柳州544005 桂林电子科技大学机电工程学院广西桂林541004

针对某新型商用车在泥土路面低速行驶工况中,易扬起地面尘土造成局部空气污染问题。建立商用车CFD仿真分析模型,进行实验对标以验证仿真模型的精确性。将DPM离散相模型分析方法与离散动力学相结合,对商用车外流场中多相流进行数值仿真,... 详细信息

针对某新型商用车在泥土路面低速行驶工况中,易扬起地面尘土造成局部空气污染问题。建立商用车CFD仿真分析模型,进行实验对标以验证仿真模型的精确性。将DPM离散相模型分析方法与离散动力学相结合,对商用车外流场中多相流进行数值仿真,揭示了扬尘污染的产生机理。由此制定不同的扬尘治理方案,结合HyperStudy软件进行优化分析,寻求最佳扬尘治理方案,并开展实验验证。研究结果表明:通过优化风扇位置,更换“U型”护风罩并优化导风板尺寸的改进方案,扬尘颗粒数相较原车减少了44.67%,在保证散热性能的前提下,明显改善了扬尘污染现象。

关键词：扬尘污染 CFD仿真离散相模型流场控制多目标优化

面向动车组的阻尼涂料喷涂过程数值模拟及工艺优化

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机床与液压 2024年

作者：齐淑林熊涛徐洲龙姜代旬王新中车青岛四方机车车辆股份有限公司武汉工程大学电气信息学院广东思谷智能技术有限公司

在动车组车内和车底喷涂阻尼涂料能有效地减震降噪，提高乘客乘坐舒适性。当前动车组阻尼涂料仍采用人工喷涂方式，喷涂质量依赖工人经验，难以保证车体大面积喷涂的一致性要求，且工人存在较高的职业健康风险。本文设计了阻尼涂料机器... 详细信息

在动车组车内和车底喷涂阻尼涂料能有效地减震降噪，提高乘客乘坐舒适性。当前动车组阻尼涂料仍采用人工喷涂方式，喷涂质量依赖工人经验，难以保证车体大面积喷涂的一致性要求，且工人存在较高的职业健康风险。本文设计了阻尼涂料机器人自动喷涂系统，为进一步优化喷涂工艺参数，针对固瑞克645扇形喷嘴进行研究并建立其几何模型，通过SpaceClaim软件抽取流体域，基于层流模型在FLUENT中研究喷嘴内部的压力场与速度场分布，利用离散相模型（DPM）模拟阻尼涂料在喷嘴外部的雾化和沉积机制，探索适宜自动喷涂工艺的入口压力、喷涂枪距和枪速，为动车组车内阻尼涂料的自动喷涂提供了理论和技术支撑。

关键词：阻尼涂料扇形喷嘴离散相模型数值模拟 FLUENT