检索结果-内蒙古大学图书馆

真空科学与技术学报 2017年第1期37卷 113-117页

作者：李洪喜刘邱祖刘燕萍张建林太原理工大学机械工程学院太原030024

为了进一步提高超声激振喷嘴内部的湍流效果和提高喷嘴雾化效率,通过设置碰撞壁和振荡腔的结构对现有的超声喷嘴进行改进。利用哈特曼流体声波发生器原理,建立超声激振喷嘴雾化模型,利用cfd流体动力学仿真软件模拟喷嘴内部的流场,以喷... 详细信息

为了进一步提高超声激振喷嘴内部的湍流效果和提高喷嘴雾化效率,通过设置碰撞壁和振荡腔的结构对现有的超声喷嘴进行改进。利用哈特曼流体声波发生器原理,建立超声激振喷嘴雾化模型,利用cfd流体动力学仿真软件模拟喷嘴内部的流场,以喷距和碰撞壁角度两个主要参数对喷嘴出水口速度的影响。结果表明:通过分析喷嘴内部速度和压力流场云图发现喷嘴内部振荡腔和碰撞斜壁的设计会使喷嘴内部产生空化涡旋,空化涡旋内空化气泡的溃灭会增强流体的扰动,增强喷嘴内部流体的湍流的效果,增强喷嘴雾化的效果加强喷嘴内部流体的扰动效果,提高喷嘴的雾化效率;喷嘴射流速度随进口压力的增加表现出明显的增大趋势,射流速度对喷距的增加表现出明显的增加趋势,相比较之下碰撞壁角度对射流速度的影响不明显,经分析确定参数喷距L=1 mm,碰撞壁为60°时超声激振喷嘴雾化效果最好。

关键词：超声喷嘴振荡腔湍流效果射流速度 cfd数值模拟

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基于cfd的二氧化氯气体混合器数值模拟与优化研究

基于CFD的二氧化氯气体混合器数值模拟与优化研究

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作者：庞祥荣青岛科技大学

学位级别：硕士

气体二氧化氯作为一种高效、广谱、绿色安全的新型杀菌消毒剂在空间消毒领域具有广阔的应用前景,但是目前低浓度二氧化氯气体发生装置和检测技术无法满足其使用要求。为此,本文在课题组研制的高浓度二氧化氯气体消毒装置基础上,设计了... 详细信息

气体二氧化氯作为一种高效、广谱、绿色安全的新型杀菌消毒剂在空间消毒领域具有广阔的应用前景,但是目前低浓度二氧化氯气体发生装置和检测技术无法满足其使用要求。为此,本文在课题组研制的高浓度二氧化氯气体消毒装置基础上,设计了一种能够实现高浓度二氧化氯气体与空气快速均匀混合稀释的文丘里混合器,并基于cfd数值模拟技术,结合正交试验和响应曲面优化设计方法,对混合器进行模拟优化研究。本文设计了一种喉部带有气体分布器的文丘里混合器,然后利用Fluent软件对混合器的混合效果及压降进行了模拟研究。考察了不同湍流模型对混合模拟结果的影响,结果表明不同湍流模型对混合模拟结果影响不大,最终采用RNG k-ε模型进行模拟研究;考察了工艺参数和混合器结构参数对混合效果和压降的影响规律。以获得最优混合效果和较小压降为目标,选择混合工艺参数和混合器结构参数为试验因素,利用正交试验对混合器进行初步优化。分析正交试验结果,发现对于混合效果来说各因素的重要程度为:喉口直径>出口锥角>入口锥角>空气流量>二氧化氯气体流量,并得到了混合效果最佳的水平组合,但是模拟结果显示该组合虽然混合效果较佳,但压降很大;对于混合器压降来说各因素的重要程度为:喉口直径>空气流量>出口锥角>二氧化氯流量>入口锥角,并得到了压降最小的水平组合,虽然模拟结果显示该组合虽然压降较小,但是其混合效果达不到要求。在正交试验优化的基础上,本文采用响应面优化方法,在保持混合工艺参数不变的情况下对混合器进行二次优化。优化结果显示当喉口直径18mm,入口锥角20°,出口锥角4°时,混合不均匀度为0.0058,压降为2.49KPa,与正交试验结果对比,该组合下混合器混合效果最佳且压降较小。最终根据优化结果完成了混合器的加工制造。

关键词：二氧化氯气体混合器 cfd数值模拟正交试验设计响应面法

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光热发电熔盐旋启式止回阀cfd三维启闭动态特性数值模拟

光热发电熔盐旋启式止回阀CFD三维启闭动态特性数值模拟

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作者：沈恒云兰州理工大学

学位级别：硕士

随着环境问题的日益严峻,世界各国就“双碳”战略目标已达成共识,全面向绿色低碳能源结构的转型已成为必然,我国为实现经济可持续发展,大力发展光热发电技术。高温熔盐旋启式止回阀作为光热电站必需装备之一,长期缺乏相关基础研究和结... 详细信息

随着环境问题的日益严峻,世界各国就“双碳”战略目标已达成共识,全面向绿色低碳能源结构的转型已成为必然,我国为实现经济可持续发展,大力发展光热发电技术。高温熔盐旋启式止回阀作为光热电站必需装备之一,长期缺乏相关基础研究和结构设计必要参数,国内设计主要依靠仿制、测绘等方式。针对选材或结构设计不合理导致填料易腐蚀、阀门易结晶堵塞、关闭过程易发生熔盐锤、开启过程阀瓣易振荡等问题,开展了以下研究:(1)调研了国内外常见光热发电原理,总结了光热发电系统熔盐回路中高温熔盐介质对配套熔盐阀的要求,介绍了三类典型熔盐阀的结构与应用,总结了高温熔盐旋启式止回阀工作原理及结构特点。根据熔盐介质对配套熔盐阀材料、结构、伴热、防结晶要求设计了一种高温熔盐旋启式止回阀。(2)光热发电系统熔盐回路中熔盐介质密度高、粘度高,工作介质特殊导致高温熔盐旋启式止回阀的结构较为复杂,影响阀门流通能力。针对流阻要求,基于流体动力学进行试验工况下流通能力数值模拟,根据得到的内部流动信息计算全开流阻系数为1.7,表明熔盐旋启式止回阀满足流阻要求。(3)通过调研熔盐回路熔盐锤的产生机理,在建立止回阀阀瓣-摇臂运动组件动力学微分方程的基础上,基于三维动网格技术,通过UDF自定义程序与流体仿真软件实时交互控制运动组件运动进行动态流固耦合分析,分别对冷、热熔盐回路内高温熔盐旋启式止回阀关闭过程不同负加速度下开度连续变化的非定常流数值模拟,得到阀瓣受力、开度、转动力矩等动力学参数,流体域内压力、流量等宏观流场参数,分析数据间的时域关联性,研究关闭过程动态特性。研究表明高温熔盐旋启式止回阀关闭过程能够有效抑制熔盐锤。(4)在建立止回阀阀瓣-摇臂运动组件动力学微分方程的基础上,针对高温熔盐旋启式止回阀开启过程易发生阀瓣振荡,压力波动等不稳定性问题,采用关闭过程动态特性分析相同的研究方法,分别对冷、热熔盐回路高温熔盐旋启式止回阀开启时不同流量下开度连续变化非定常流数值模拟,研究开启过程动态特性。研究表明,高温熔盐旋启式止回阀开启过程相对稳定,不易出现阀瓣大幅振荡、压力大幅波动的问题。通过以上研究,为高温熔盐旋启式止回阀结构设计、流通能力、启闭动态特性设计提供理论依据,为系统安全稳定运行提供保障。

关键词：熔盐旋启式止回阀动态特性三维动网格熔盐锤 cfd数值模拟

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双开槽箱梁主梁气动力负斜率效应及其三维静风屈曲后承载行为

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工程力学 2025年第3期42卷 56-67页

作者：罗松崔巍赵林葛耀君同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 同济大学桥梁结构抗风技术交通运输行业重点实验室上海200092 重庆交通大学土木工程学院重庆400074

基于双开槽主梁断面,通过改变断面的气动外形,让断面具有静风屈曲后继续承载能力,并分析断面三分力系数与静风屈曲后变形的关系以及静风屈曲失稳的机理。主要研究目标是,通过改变断面的开槽宽度和斜腹板角度等气动外形参数,基于cfd数值... 详细信息

基于双开槽主梁断面,通过改变断面的气动外形,让断面具有静风屈曲后继续承载能力,并分析断面三分力系数与静风屈曲后变形的关系以及静风屈曲失稳的机理。主要研究目标是,通过改变断面的开槽宽度和斜腹板角度等气动外形参数,基于cfd数值模拟并利用风洞试验验证的方法计算断面的三分力系数,选出具有负斜率趋势的桥梁主梁断面;在综合考虑构几何非线性和静风荷载非线性的基础上,采用弧长法迭代计算,计算结构主梁静风失稳后完整过程的位移响应。研究结果表明:开槽宽度和斜腹板角度都可使CL和CM曲线斜率变负,一起改变这两个参数时负斜率效果更明显;初始攻角会影响最终失稳风速和结构是否存在屈曲后;三分力系数曲线斜率变负,降低了静风荷载随变形的增加速率,使桥梁静风屈曲后具有继续承载能力,这使桥梁抵抗静风荷载有了“韧性”,提高了安全储备。

关键词： cfd数值模拟三分力系数负斜率弧长法静风屈曲失稳抗灾韧性

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cfd风荷载数值模拟相关参数研究及在下击暴流中的应用

CFD风荷载数值模拟相关参数研究及在下击暴流中的应用

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作者：田晨北京交通大学

学位级别：硕士

结构抗风研究的方法包括：现场实测、理论模型和分析、风洞试验研究、基于cfd的数值模拟技术。近年来,随着计算机技术的提高,数值模拟以其自身的优点展现出广阔的发展空间,已经引起越来越多的关注。但同时由于风工程数值模拟起步较晚,... 详细信息

结构抗风研究的方法包括：现场实测、理论模型和分析、风洞试验研究、基于cfd的数值模拟技术。近年来,随着计算机技术的提高,数值模拟以其自身的优点展现出广阔的发展空间,已经引起越来越多的关注。但同时由于风工程数值模拟起步较晚,目前利用数值模拟技术计算大气边界底层的复杂流场,还有许多困难有待克服。本文的研究工作围绕建筑风荷载的数值模拟开展,介绍了相关的基本理论、基本模型、基本参数和方法；并建立相应的模型,通过模拟计算对计算域尺寸设置、湍流模型的优劣、网格尺寸的划分进行了研究探讨,给出了相应的标准。本文另一部分内容是对雷暴天气下击暴流进行了研究,其具有与常规大气边界层近地风完全不同的风场特征。利用cfd数值计算方法,进行了两部分工作：(1)、分别进行了二维模型和三维模型的模拟,得到了与经典理论吻合的速度及尺度特征。(2)、分别在下击暴流风场里沿r=0D、r=0.5D、r=1D、r=1.5D、r=2D和r=3D六个径向位置布置了大跨建筑和高层建筑,得到了每种模型的表面风压系数分布,以及其顶面上所受的合力,为结构抗风设计提供参考。

关键词： cfd数值模拟计算域湍流模型网格尺寸下击暴流

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基于cfd方法的低矮建筑风雨作用效应数值模拟研究

基于CFD方法的低矮建筑风雨作用效应数值模拟研究

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作者：冯旭辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

我国东南沿海地区台风活动频繁,多数情况下台风登陆时,通常是伴随着雷雨大风强对流天气,雨滴在台风灾害发生时在风力、重力与空气浮力的共同作用下,一般以较大末速度成斜向撞击低矮建筑迎风面产生较大撞击荷载,同时降雨过程中雨水冲刷... 详细信息

我国东南沿海地区台风活动频繁,多数情况下台风登陆时,通常是伴随着雷雨大风强对流天气,雨滴在台风灾害发生时在风力、重力与空气浮力的共同作用下,一般以较大末速度成斜向撞击低矮建筑迎风面产生较大撞击荷载,同时降雨过程中雨水冲刷堆积造成低矮建筑迎风面潮湿,影响低矮建筑结构的安全性、耐久性与适用性要求,使得考虑风雨联合作用低矮建筑荷载效应研究迫在眉睫。首先基于二维空间中雨滴运动方程,考虑不同雨滴直径、风速和雨强工况,进行了单雨滴撞击荷载和雨滴撞击平均荷载理论推导,得到了风雨联合作用中雨滴撞击荷载。其次,采用cfd（Computational Fluid Dynamics,cfd）数值模拟方法中传统地处理多相流问题的欧拉-拉格朗日多相流方法中的DPM（Discrete Phase Model,DPM）离散相模型研究在不同风速、不同雨强、不同风向角等工况下典型形状低矮房屋风驱雨量分布规律,并试提出一种新型模拟自然降雨规律的DPM模型插入雨滴模型方法,该方法在利用DPM模型插入符合自然降雨规律雨滴模型时较现有雨滴模型插入方法插入范围减小,可以有效的提高计算效率。研究结果表明:随着风速、雨强的增大,低矮房屋迎风墙面上风驱雨量（WDR）大致呈比例增加,低矮房屋迎风墙面山墙处来流分离处风驱雨量最大,在进行低矮房屋建造时应着重加强防护措施;迎风墙面墙角处风驱雨量最小,整个低矮房屋迎风墙面上两侧墙面风驱雨量大致相等且均比墙面中间大;而随着风向角增大,低矮房屋迎风墙面上风驱雨量以较为明显幅度减小,符合现阶段已有研究成果,证明本文中利用DPM模型模拟自然界降雨过程所设置方法的可行性和可靠性。最后,为得到风雨联合作用下大跨度悬挑结构表面压力分布规律,为了克服欧拉-拉格朗日多相流方法只能得到物理层面相对值的缺点,提出欧拉-欧拉多相流法研究风雨联合作用下典型前缘直线大跨度悬挑屋盖结构的表面平均压力分布规律。对典型大跨度悬挑结构在不同风速、不同雨强、不同风向角、不同屋盖倾角和看台倾角等工况下,风雨联合作用的荷载效应进行了深入研究。研究结果表明:随风速增大,大跨度悬挑屋盖结构上表面平均压力系数呈现出随之增大规律,但增幅趋于平缓;随雨强增大,大跨度悬挑屋盖上表面平均压力系数随之呈现增大趋势,增幅和平均压力系数分布规律没有明显规律;当风速和雨强固定时,0?和180?风向角为最不利风向角工况,研究最不利风向角工况下不同屋盖倾角和不同看台倾角对大跨度悬挑屋盖结构上表面平均压力系数大小和分布规律得出随着上述两种影响因素增大,大跨度悬挑屋盖上表面平均压力系数随之增大趋势,在进行此类大跨度悬挑屋盖设计施工时应适当减小屋盖倾角和看台倾角。研究结果表明:大跨度悬挑屋盖上表面最大负极限体型系数为-2.91,研究成果为此类典型前缘直线大跨度悬挑屋盖结构的抗风雨设计、荷载验算等给出了有益的参考和建议。

关键词：低矮建筑风驱雨效应 cfd数值模拟欧拉-拉格朗日方法欧拉-欧拉方法

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仿生鲨鱼无人艇自航运动模拟及操鳍策略研究

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中国造船 2025年第1期66卷 24-35页

作者：陈子睿饶昆鹏向巩向先波华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074 船海智能装备与技术湖北省国际科技合作离岸中心武汉430074 武汉市船海智能装备与技术"一带一路"联合实验室武汉430074

设计了一款可以实现水下低速潜行、跨水面上升以及水面高速航行的多模态仿生鲨鱼无人艇,采用cfd黏性流场模拟方法对无人艇操鳍自航运动进行仿真计算,分析不同航速与鳍角下升力面的阻力与升力特性,揭示了不同运动模态下仿生艇的运动响应... 详细信息

设计了一款可以实现水下低速潜行、跨水面上升以及水面高速航行的多模态仿生鲨鱼无人艇,采用cfd黏性流场模拟方法对无人艇操鳍自航运动进行仿真计算,分析不同航速与鳍角下升力面的阻力与升力特性,揭示了不同运动模态下仿生艇的运动响应和受力特征,并提出了多模态操鳍策略,揭示了它对跨介质运动的影响。研究可为仿生鲨鱼无人艇航行性能设计与分析提供参考,为相近类型的无人艇设计提供思路。

关键词：水面无人航行器操鳍策略跨介质 cfd数值模拟自航运动

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基于神经网络与cfd相结合的仿蜻蜓串联扑翼气动性能优化研究

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航空动力学报 2025年第3期40卷 195-206页

作者：钱广朱建阳蔡芸汪超徐启炎侯宇武汉科技大学机械自动化学院冶金装备及其控制省部共建教育部重点实验室武汉430081 东莞理工学院机械工程学院广东东莞523808

为了提升仿蜻蜓串联扑翼的气动性能,采用神经网络与cfd相结合的方法,系统分析了扭转角幅值,翼间距和前后翼相位差变化对仿蜻蜓串联扑翼升举效率的影响。研究结果表明:扭转角幅值,翼间距和前后翼相位差变化对仿蜻蜓串联扑翼的气动性能具... 详细信息

为了提升仿蜻蜓串联扑翼的气动性能,采用神经网络与cfd相结合的方法,系统分析了扭转角幅值,翼间距和前后翼相位差变化对仿蜻蜓串联扑翼升举效率的影响。研究结果表明:扭转角幅值,翼间距和前后翼相位差变化对仿蜻蜓串联扑翼的气动性能具有重要影响。就所研究的参数范围,通过神经网络优化后,最优和最差参数组合扑翼的升举效率相差90.33%。进一步通过对不同参数组合仿蜻蜓串联扑翼的流场分析,发现优化参数组合的串联扑翼前翼脱落的尾涡可以重新附着在后翼表面,减弱后翼上冲程时的涡旋强度,降低扑翼的能量消耗,从而使扑翼获得更好的气动性能。

关键词：串联扑翼神经网络升举效率 cfd数值模拟田口方法

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基于cfd的多车道宽幅悬浮隧道管体涡激振动特性研究

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现代隧道技术 2025年第1期62卷 92-102,113页

作者：易壮鹏王申奥唐新超陈志威长沙理工大学土木工程学院长沙410114

为研究悬浮隧道适宜于安全通行的多车道宽幅截面在水环境中的涡激振动特性,采用cfd软件Fluent建立宽幅截面的单自由度(1-DOF)与双自由度(2-DOF)涡激振动数值模型,探讨椭圆形、圆端形、八边形3类宽幅截面的横向振幅、升力系数幅值、阻力... 详细信息

为研究悬浮隧道适宜于安全通行的多车道宽幅截面在水环境中的涡激振动特性,采用cfd软件Fluent建立宽幅截面的单自由度(1-DOF)与双自由度(2-DOF)涡激振动数值模型,探讨椭圆形、圆端形、八边形3类宽幅截面的横向振幅、升力系数幅值、阻力系数均值随洋流约化速度变化的分布规律。以圆端形截面为例,分析不同约化速度下结构涡激振动的时程曲线与尾涡脱落模式,以及质量比、阻尼比与宽幅截面涡振特性的对应关系。结果表明:3类宽幅截面横向振幅、升力系数幅值与阻力系数均值变化规律相似,圆端形截面涡振效应最为显著。涡振锁定区间内截面横向位移及升/阻力系数均达到极值,尾涡为2P脱落模式,锁定区间外的均很小,尾涡为2S脱落模式。质量比、阻尼比较小时涡激效应十分显著,当质量比处于某些特定范围时将观测到“拍”振现象。基于2-DOF模型的数值模拟结果稍大于基于1-DOF模型的结果,且尾涡脱落呈现“8”字形与椭圆形轨迹叠加等复杂多变的模式。

关键词：悬浮隧道多车道宽幅截面涡激振动尾涡脱落 cfd数值模拟

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基于cfd的深海管汇传热数值模拟研究

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化工机械 2016年第3期43卷 350-356页

作者：祁明华李扬李自力王菲菲琚选择石磊丁小勇中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院中国石油大学胜利学院海洋石油工程股份有限公司中国石油北京油气调控中心

以深海水下管汇为对象,建立管汇在海水中的传热模型,并通过cfd软件模拟了管汇的温度分布情况。结果表明:未施加保温层的管汇整体温度较低,不能满足正常的生产要求;施加保温层后,管汇温度明显升高,支管温度梯度逐渐平缓;随着保温层厚度... 详细信息

以深海水下管汇为对象,建立管汇在海水中的传热模型,并通过cfd软件模拟了管汇的温度分布情况。结果表明:未施加保温层的管汇整体温度较低,不能满足正常的生产要求;施加保温层后,管汇温度明显升高,支管温度梯度逐渐平缓;随着保温层厚度的增加,管汇温度不断升高,而当保温层厚度超过50mm后,整个管汇温度升高幅度变小。

关键词：深海管汇传热模型保温措施 cfd数值模拟

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