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基于ansys-fluent模拟计算下泵站池流场特性分析研究

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广东水利水电 2020年第7期 78-82,86页

作者：张世发南陵县机电排灌管理站(养马滩排涝站工程管理处) 安徽南陵241300

针对某泵站引水工程的前池流场特性,引入流场运动方程分析理论,利用ansys-fluent分析软件,研究了原设计前池不同深度流态特征,水流表面分布有1/2的回流漩涡,漩涡流速在水面以下递减,但池壁面处流速随深度增大而增长。对比了淤积前池现... 详细信息

针对某泵站引水工程的前池流场特性,引入流场运动方程分析理论,利用ansys-fluent分析软件,研究了原设计前池不同深度流态特征,水流表面分布有1/2的回流漩涡,漩涡流速在水面以下递减,但池壁面处流速随深度增大而增长。对比了淤积前池现状流态呈现较多漩涡回流,超过池内面积2/3,入水口流速随深度增大而降低,3 m处最大流速相比表层降低了50%,仅为0.44 m/s,愈深流速更低加剧了泥沙淤积,主流更靠近左侧边壁面,吸水管方向与水流方向近乎垂直,输水效率大大降低。获得了压水板与底坎6种不同组合改善措施方案,认为距离入水口过近,易导致底坎前末端流速不稳定,出现聚集漩涡;深度为1.2 m时流场稳定,流速适佳,设置压水板距离入水口23 m、深度1.2 m处为最优方案。

关键词： ansys-fluent 泵站流场漩涡压水板

基于ansys-fluent的沉沙池改进设计下三维流场分析研究

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陕西水利 2023年第2期 17-20页

作者：鲁洪贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司贵州贵阳550002

为探讨水利枢纽工程中沉沙池结构改进设计下池内水力特性及水沙演变特征,采用ansys-fluent开展沉沙池内流速、时均压强及含沙量特征分析。研究得到沉沙池内流速等值线在翼片高度5 m、6 m下具有涡旋现象,翼片高度愈大,池内流速愈高,但翼... 详细信息

为探讨水利枢纽工程中沉沙池结构改进设计下池内水力特性及水沙演变特征,采用ansys-fluent开展沉沙池内流速、时均压强及含沙量特征分析。研究得到沉沙池内流速等值线在翼片高度5 m、6 m下具有涡旋现象,翼片高度愈大,池内流速愈高,但翼片高度超过4 m后流速增幅减弱,且流速不稳定性增加。获得了池内压强水平最高为翼片高度4 m方案,且该方案下池内断面间压强增幅也是最高,而方案5 m、6 m压强增幅在出渠口减小至低水平。提升斜板翼片高度,池内含沙量减小,每梯次高度增长,断面含沙量平均减少13.1%;池内沿程断面含沙量均为递增变化,但高度超过4 m方案后,增长具有“慢—快”阶段之分。综合考量认为翼片高度4 m时更适配该沉砂池结构设计。结果可为沉沙池内流场计算分析及设计运营提供参考。

关键词： ansys-fluent 沉沙池流场含沙量

The Effect of Swirl Intensity on the Flow Behavior and Combustion Characteristics of a Lean Propane-Air Flame

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Fluid Dynamics & Materials Processing 2022年第6期18卷 1749-1762页

作者： Hemaizia Abdelkader Bentebbiche Abdelhalim Laboratory of Energetic Mechanics and Conversion System University of Science and Technology Houari BoumedieneAlgiers16111Algeria

The effect of swirl number(Sn)on the flow behavior and combustion characteristics of a lean premixed propane FlameФ=0.5 in a swirl burner configuration was numerically verified in this ***-dimensional numerical simulations were performed using ansys-fluent *** turbulence closure,a standard K-εturbulence model was *** turbulence-chemistry interaction scheme was modeled using the Finite Rate-Eddy Dissipation hybrid model(FR/EDM)with a reduced three-step reaction *** P1 radiation model was used for the flame radiation inside the combustion *** different swirl numbers were selected(0,0.72,1.05,and 1.4)corresponding to different angles(0°,39°,50°,and 57.8°).The results show that the predicted model agrees very well with the experimental data,especially with respect to the axial and radial velocity and temperature *** outer recirculation zone(ORZ)is present in the combustor corner at Sn=0 and an inner recirculation zone(IRZ)appears at the combustor centerline inlet at a critical Sn=*** the Sn reaches an excessive value,the IRZ moves toward the premixing tube,leading to a flame *** flame structure and its length are strongly affected by changes in the Sn as well as the formation of NOx and CO at the combustor exit.

关键词： Combustion premixed flame swirl number CO emissions angles ansys-fluent

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旋喷泵集流管入口段优化及数值模拟

制造业自动化 2022年第6期44卷 96-99页

作者：曾誉胡军科刘陈江中南大学机电工程学院长沙410083 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室长沙410083

集流管作为旋喷泵的核心部件,对泵的性能有着重大影响。通过工程软件ansys-fluent,以RO-D484型旋喷泵为研究对象,进行了标准工况下全流道数值模拟分析,通过改变旋喷泵集流管入口段,即分别增大集流管入口段半径、入口段偏转角以及两种结... 详细信息

集流管作为旋喷泵的核心部件,对泵的性能有着重大影响。通过工程软件ansys-fluent,以RO-D484型旋喷泵为研究对象,进行了标准工况下全流道数值模拟分析,通过改变旋喷泵集流管入口段,即分别增大集流管入口段半径、入口段偏转角以及两种结构叠加的综合优化设计,得到原模型与设计模型的压力、速度分布,对比分析三种结构对泵性能的影响。结果表明:在标准工况下,与原模型相比,适当增加入口半径或者入口偏转角,都能使集流管更高效的搜集高速流体,减少流体在集流管入口段与入口转角处发生碰撞导致的能量损失;两种集流管结构对于泵的扬程和效率都有明显提高;同时,集流管综合优化后,泵的扬程与效率较之前面任意情况都要高,表明集流管的结构优化可以叠加。

关键词：旋喷泵集流管 ansys-fluent 数值模拟结构优化

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旋转弹丸尾翼斜置角的仿真设计

弹箭与制导学报 2019年第2期39卷 102-105页

作者：李真赵保全陈文李文超董玉立熊伟重庆红宇精密工业有限责任公司

为得出平衡转速条件下旋转弹丸尾翼斜置角的大小,文中介绍了相关计算理论及仿真设计方法。先假定一个斜置角,在ansys-fluent中建模、划分空气域及网格,采用多重参考系MRF模型设置相关参数进行计算。根据假定斜置角的仿真结果算出所需斜... 详细信息

为得出平衡转速条件下旋转弹丸尾翼斜置角的大小,文中介绍了相关计算理论及仿真设计方法。先假定一个斜置角,在ansys-fluent中建模、划分空气域及网格,采用多重参考系MRF模型设置相关参数进行计算。根据假定斜置角的仿真结果算出所需斜置角大小,再用相同方法校验弹丸在所需斜置角的条件下能否滚转平衡。结果表明,计算方法合理可行,计算所得斜置角可使弹丸处于滚转平衡状态,达到设计目的。

关键词： ansys-fluent 尾翼斜置角多重参考系MRF 滚转力矩滚转阻尼力矩

基于激光干涉的圆管束自然对流换热实验与数值研究

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基于激光干涉的圆管束自然对流换热实验与数值研究

作者：王玲玥湖北工业大学

学位级别：硕士

自然对流圆管及圆管束的换热分析,对能源动力等工业领域和微电子技术等高新领域的发展有重大意义。将激光横向大剪切干涉法和商用软件ansys-fluent18.0数值模拟法,应用到本文的换热分析中。当激光横向剪切干涉中的剪切量足够大时,输出... 详细信息

自然对流圆管及圆管束的换热分析,对能源动力等工业领域和微电子技术等高新领域的发展有重大意义。将激光横向大剪切干涉法和商用软件ansys-fluent18.0数值模拟法,应用到本文的换热分析中。当激光横向剪切干涉中的剪切量足够大时,输出两个并排的类似双曝光全息干涉简单条纹图,其抗干扰能力强,已广泛应用于流体测温当中。计算流体力学的飞速发展,推动对复杂研究对象的自然对流换热数值模拟研究。本文对加导流器的竖排五根圆管束、“品”字形三圆管、单根圆管、类“品”字形竖排三根圆管的自然对流换热特征作了分析。采用数值模拟方法,研究加导流器的竖排五根圆管束的自然对流换热问题,考虑了导流器的偏置角度、圆管中心到圆管中心的距离、Ra对换热的影响。研究表明,导流器偏转角φ=0°时,系统换热削弱,对C1管换热无影响;φ=15°～60°情况下,随着导流器偏转角增大,出现先增加后减少的换热特征,得到最佳换热角φ=45°;管间距增大,换热增强,较之无导流器,系统换热最大提高了20.29%;当管间距较小时,导流器削弱各圆管换热。采用数值模拟方法,研究了“品”字形三圆管的自然对流换热问题,考虑了圆管中心到圆管中心的距离、Ra对换热的影响,并与单根圆管的自然对流换热比较,探究了各圆管换热之间的差异。研究表明,C3管换热随着管间距、Ra增大而增加,在较大管间距时,换热强于单根圆管。对于C1、C2管,其羽状流均向中间C3管倾斜,虽局部换热与单根圆管有差异,但平均换热与单根圆管基本无异。采用横向大剪切干涉法,对单根圆管的自然对流换热进行研究。记录Ra=4×10～10范围内的干涉图片,借助Matlab程序识别干涉条纹中心,确定条纹级数差反演出圆管周围的温度场,通过计算得到加热圆管壁面的局部Nu和平均Nu。实验结果与以往的结果比较,填补了Ra=10～10范围内的实验数据空缺,并提供了实验参考。采用横向大剪切干涉法,对类“品”字形三根圆管的自然对流换热进行研究。得到Ra=10～10范围内的剪切干涉条纹,通过对条纹进行分析、计算得到不同工况下的局部Nu和平均Nu。采用数值模拟方法作相同工况下的对比换热分析,研究类“品”字形圆管束中各圆管彼此间对换热的影响。综上所述,以期为实际工程应用提供参考。

关键词：自然对流换热激光横向大剪切干涉 ansys-fluent 圆管束

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光纤激光仿生微结构加工及应用研究

光纤激光仿生微结构加工及应用研究

作者：闫程程陕西科技大学

学位级别：硕士

316L不锈钢具有较好的生物相容性、耐腐蚀性等优异性能,广泛应用于食品、化工、机械特别是医学领域。但亲水,黏附等缺点限制其在医学领域的进一步应用,所以提高不锈钢表面的黏附、疏水性很有必要。光纤激光具有使用环境宽泛、应用领域... 详细信息

316L不锈钢具有较好的生物相容性、耐腐蚀性等优异性能,广泛应用于食品、化工、机械特别是医学领域。但亲水,黏附等缺点限制其在医学领域的进一步应用,所以提高不锈钢表面的黏附、疏水性很有必要。光纤激光具有使用环境宽泛、应用领域广、能够快速加工制件、没有废料、操作简单方便等优点。在不锈钢表面采用光纤激光制备表面纹理结构能够有效改善其表面黏附疏水性能,但现阶段表面纹理结构还停留在简单的圆孔沟槽结构,对基体材料性能优化存在一定限制。本文在充分调研国内外光纤激光仿生微结构加工理论的基础上,自主搭建光纤激光加工设备,设计仿生鲨鱼皮结构。并比较圆孔、微沟槽与仿生鲨鱼皮微结构对材料表面疏水、减阻、摩擦磨损和黏附的影响规律,研究加工参数和表面形貌对基体性能的影响。(1)采用SPI脉冲光纤激光,在P=105W,V=0.1m/min,聚焦光斑直径30μm等参数下,于医用不锈钢表面加工仿生结构。分析加工参数对微结构形貌质量的影响,提出参数对微结构宽度和深度的影响机理,同时根据原始鲨鱼皮结构设计仿生鲨鱼皮结构,结果表明:当盾鳞间距为80μm时接触角87.8°,在原基础上接触角增大29.12%,有效改善基体疏水性能。(2)SPI光纤激光在一定参数下(P=135W、f=1000Hz、V?0.1m/min、激光聚焦光斑直径30μm、室温),会在316L表面生成规律的自组织微纳米结构。建立自组织结构最优制备参数范围:功率151W,扫描速度0.6.1m/min,频率1000Hz等。同时制备大面积自组织结构,结果表明:加工间距50μm时基体表面接触角97.3°达到疏水状态,纳米尺寸自组织结构可以有效改善原始基体表面疏水性。在此基础上通过EDX和XRD检测其物相和元素分布,自组织结构主要成分为316L不锈钢成分元素,表面生成氧化层。以上检测结果表明纳米自组织结构是由熔池内的高温熔融液体,在熔池内的压力驱使下流动飞溅形成。(3)在前期研究基础上,于高频电刀表面加工仿生鲨鱼皮结构,检测结果表明:仿生鲨鱼皮微结构可以减少5.4%6.91%的刀具黏附量;减少9.36%0.9%的摩擦系数;减少1.34%.16%的阻力;增加19.26%6.88%的表面接触角,有效改善原始电刀的表面性能。并在此基础上确立仿生微结构与摩擦系数、接触角、黏附量之间相互关系,即在一定微结构尺寸范围内,摩擦系数越小,表观接触角越大,黏附质量越少。

关键词：光纤激光微纳米结构仿生加工自组织结构电刀黏附 ansys-fluent

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多相燃料分散及瞬态云雾场数值模拟

多相燃料分散及瞬态云雾场数值模拟

作者：陈嘉琛北京理工大学

学位级别：硕士

固液混合燃料通过爆炸驱动形成燃料空气炸药云团，其爆轰威力在很大程度上取决于云团的状态，云团的分布是云爆装置设计的基础。本文基于流体力学理论，采用ansys-fluent软件对固液混合燃料抛撒过程进行数值模拟。考虑液体燃料的蒸发... 详细信息

固液混合燃料通过爆炸驱动形成燃料空气炸药云团，其爆轰威力在很大程度上取决于云团的状态，云团的分布是云爆装置设计的基础。本文基于流体力学理论，采用ansys-fluent软件对固液混合燃料抛撒过程进行数值模拟。考虑液体燃料的蒸发和铝粉颗粒对燃料分散过程的影响，对2kg云爆装置燃料分散过程进行数值模拟计算，其中云团范围和边缘速度与实验结果相吻合。同时对云爆装置中心水平线位置和高于云爆装置中心水平线0.5m的标志性位置进行浓度和湍流强度监测，高于云爆装置中心水平线0.5m监测点的云雾浓度低于对应云爆装置中心水平线上监测点的云雾浓度，且随着与云爆装置中心距离的增加，云雾浓度峰值和湍流强度峰值逐渐减小。改变爆炸驱动载荷压力幅值、爆炸驱动载荷作用时间、固液比和液体燃料组分，研究云团抛撒范围和边缘速度的变化规律，并对云雾浓度以及湍流强度进行分析，结果表明爆炸驱动载荷作用时间一定，载荷压力幅值越大，云团抛撒范围也越大;爆炸驱动载荷压力幅值一定，载荷作用时间对云团抛撒范围的影响不大;燃料的固液比不影响云团的抛撒范围;而液体组分的改变会影响云团的抛撒范围。大装药量是燃料空气炸药的发展趋势，本文分别对7kg、13kg和100kg大装药量云爆装置的分散过程进行数值模拟，结果表明云爆装置装药质量越大，云团抛撒范围也越大，并且最终确定湍流强度峰值随与云爆装置中心距离的关系可以用拟合曲线方程可以写成通用公式： y=a+b*c^x。研究结果表明，文中建立的数值模型和计算方法能够较好地模拟固体与液体混合燃料的云雾抛散过程，为云爆装置优化设计提供了基础数据。

关键词：固液混合燃料分散过程 ansys-fluent 浓度湍流强度

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气动控制阀流量特性检测系统的研究与设计

工业仪表与自动化装置 2023年第4期 28-34页

作者：谭瑞余淑荣吴明亮陈雷兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学温州泵阀工程研究院浙江温州325100 浙江力诺流体控制科技股份有限公司浙江温州325200

气动控制阀作为流体控制系统的关键设备之一,其流量特性对过程控制有着直接影响。该文设计一套基于LabVIEW的集试验装置,通讯模块,数据采集、分析模块于一体的气动控制阀流量特性检测系统,可对气动控制阀的流量特性进行在线检测和实时评... 详细信息

气动控制阀作为流体控制系统的关键设备之一,其流量特性对过程控制有着直接影响。该文设计一套基于LabVIEW的集试验装置,通讯模块,数据采集、分析模块于一体的气动控制阀流量特性检测系统,可对气动控制阀的流量特性进行在线检测和实时评估,最后用ansys-fluent分析气动控制阀的流量特性,将仿真结果与检测系统实测数据对比论证,结果表明,该系统能准确、高效地检测出气动控制阀的流量特性。该系统可为气动控制阀制造厂家(质检)、用户企业(维护)、维修企业(检修)提供科学的技术手段。

关键词：气动控制阀流量特性 LabVIEW 检测系统 ansys-fluent