检索结果-内蒙古大学图书馆

飞行力学 2014年第4期32卷 320-324页

作者：石超薛建平董新民刘娇龙空军工程大学航空航天工程学院陕西西安710038

为了精确掌握空中加油锥套气动阻力特性,提高加油对接的成功率,针对国外某风洞试验中的锥套模型,通过cfd方法研究了锥套支柱数对锥套稳定伞阻力系数的影响。首先,建立了8根支柱的锥套模型,并选用八叉树方法生成了非结构四面体网格;然后... 详细信息

为了精确掌握空中加油锥套气动阻力特性,提高加油对接的成功率,针对国外某风洞试验中的锥套模型,通过cfd方法研究了锥套支柱数对锥套稳定伞阻力系数的影响。首先,建立了8根支柱的锥套模型,并选用八叉树方法生成了非结构四面体网格;然后,利用Fluent对此锥套模型进行了数值计算,计算所得稳定伞阻力系数与风洞试验数据基本吻合,验证了计算方法的正确性。进一步建立了不同支柱数的锥套模型,并采用相同的计算方法对各模型稳定伞的阻力系数进行了数值计算;最后,采用二元方差分析方法对计算所得的阻力系数进行了分析。结果表明,在给定显著水平下,支柱数对锥套稳定伞阻力系数影响显著,而且支柱数越多,阻力系数越小。

关键词：锥套模型支柱数 cfd数值计算二元方差分析

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不同二氧化碳含量对马铃薯贮藏室内温度分布的影响

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中国农业科技导报 2023年第11期25卷 154-165页

作者：甄琦闫广泽塔娜赵志勇于慧敏内蒙古农业大学能源与交通工程学院呼和浩特010018

传统半地下式贮藏室在贮藏马铃薯的过程中,因二氧化碳含量上升易引起温室效应。为明确因马铃薯呼吸作用导致的二氧化碳含量变化对贮藏室内温度分布的影响规律,以我国西部地区典型的半地下式马铃薯贮藏室为研究载体,借助计算流体力学方法... 详细信息

传统半地下式贮藏室在贮藏马铃薯的过程中,因二氧化碳含量上升易引起温室效应。为明确因马铃薯呼吸作用导致的二氧化碳含量变化对贮藏室内温度分布的影响规律,以我国西部地区典型的半地下式马铃薯贮藏室为研究载体,借助计算流体力学方法,采用多孔介质模型、k-ε湍流模型,结合内热源模型构建贮藏室内马铃薯堆体-环境间的热质交换与气体流动的三维数值求解模型。为确保数值仿真结果的准确性,针对数值方法及网格无关性进行了验证。结果表明,对马铃薯堆体特定位置温度的监测对比发现,试验值与模拟值之间的平均相对误差为8.26%,最大相对误差为9.77%,进一步确认了贮藏室数值传热模型及马铃薯堆体等效热模型的可靠性。以2022年1月某天的贮藏室内外的环境因子数据为条件,当二氧化碳含量为0.15%时,室内温度分布沿马铃薯堆体向四周逐层下降,二氧化碳喷口使得堆体后方出现了1个高温区;当二氧化碳含量由0.00%提升至0.30%时,室内平均温度由1.34℃提升到1.36℃,马铃薯堆平均温度由1.93℃提升至1.94℃。对比0.00%、0.15%及0.30%的二氧化碳含量下的室内温度分布,可知贮藏室内二氧化碳含量的提高有效地提升了贮藏室内的整体温度。研究结果对于半地下式贮藏室数学模型的建立及选择适合的二氧化碳含量控制装置有重要的参考价值。

关键词：环境因子马铃薯贮藏室二氧化碳 cfd数值计算温度

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翼身融合水下滑翔机稳定面设计及滑翔性能分析

翼身融合水下滑翔机稳定面设计及滑翔性能分析

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作者：吕达西北工业大学

学位级别：博士

翼身融合水下滑翔机是一种新型水下航行器,与传统回转体加双翼布局的水下滑翔机相比,其滑翔比更高、搭载能力更强。现有的翼身融合水下滑翔机多为无尾布局,无尾布局侧向稳定性不足,受到扰动时易发生偏航,无法按照预定轨迹航行。为解决... 详细信息

翼身融合水下滑翔机是一种新型水下航行器,与传统回转体加双翼布局的水下滑翔机相比,其滑翔比更高、搭载能力更强。现有的翼身融合水下滑翔机多为无尾布局,无尾布局侧向稳定性不足,受到扰动时易发生偏航,无法按照预定轨迹航行。为解决这一问题,本文考虑将垂直尾翼和翼梢小翼作为垂直稳定面,完成了垂直稳定面设计和翼身融合水下滑翔机滑翔性能的分析。本文的研究贡献主要包含以下几个方面:(1)建立了包含垂直尾翼和翼梢小翼在内的翼身融合水下滑翔机外形参数化模型。基于NURBS曲线理论、CST理论等方法分别建立了翼身融合水下滑翔机主体、翼梢小翼和垂直尾翼的参数化模型。通过三维建模软件提供的可编程数据接口(API接口)实现了从几何特征参数到生成翼身融合水下滑翔机三维模型的自动化流程。(2)通过cfd数值计算,得到了加装稳定面前后翼身融合水下滑翔机的位置力、阻尼力和惯性力参数,通过与试验结果对比验证了本文cfd数值计算方法的精度。以参数化建模得到的实例二为例,分析了垂直稳定面对翼身融合水下滑翔机流体动力参数的影响。同时,归纳总结了一种用于带稳定面翼身融合水下滑翔机阻尼力和附加质量参数时的高效网格组合计算方法,减少了cfd计算过程中网格划分的工作量,有效提高了水下滑翔机流体动力分析的效率。(3)建立了翼身融合水下滑翔机滑翔性能分析模型,模型考虑了海水密度变化和滑翔机受压变形导致的浮力改变,通过空间运动数学模型求解得到滑翔轨迹,对比了加装垂直稳定面前后的滑翔轨迹,包括垂直剖面内的滑翔轨迹、侧向来流扰动下的滑翔轨迹和过深过浅轨迹。考虑到在垂直剖面内滑翔时深度变化较为显著,建立了基于海水密度变化和浮力材料变形的浮力变化模型,讨论了不同的浮力变化规律对滑翔轨迹的影响,确定了以提高偏航回复力矩和稳定滑翔时的升阻比作为下一步优化的目标。(4)建立了翼身融合水下滑翔机垂直稳定面优化设计模型。利用OLHS采样方法、Kriging代理模型方法和NSGA-Ⅱ多目标优化方法建立了多目标优化框架,提出了一种基于超体提升期望(MAXHVEI)的补充采样策略。在上述基础上完成垂直稳定面的优化,得到了理想的帕雷托前沿。前沿最优升阻比与无尾布局相比提升约7%,最优偏航回复力矩系数与无尾布局相比提高了约223%。基于翼身融合水下滑翔机稳定面优化设计结果,分析并比了优化得到的三个实例的滑翔性能,结果表明,在受到侧向扰流作用下,三个优化实例可以恢复初始航向,但会产生侧向偏移,侧向偏移距离与扰流作用强度和时间成正比。综上所述,本文的研究工作有助于对水下滑翔机流体动力布局设计形成全面深入的理解,本文提出的各类自动化框架和数学模型可以缩短翼身融合水下滑翔机设计周期,同时能够为解决其他工程实际问题提供一定参考。

关键词：翼身融合水下滑翔机垂直尾翼翼梢小翼 cfd数值计算空间运动方程组滑翔性能分析多目标优化设计

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火灾烟气在高层建筑竖向通道内的流动及控制研究

火灾烟气在高层建筑竖向通道内的流动及控制研究

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作者：孙晓乾中国科学技术大学

学位级别：博士

随着城市的发展和建设步伐的建快,越来越多的高层建筑在大城市中林立起来,且高度越建越高。高层建筑在给人们带来便利、满足人们的功能要求的美观需求的同时,也给火灾防治带来了很多新问题。同时,近年来发生的几次高层建筑火灾表明,火... 详细信息

随着城市的发展和建设步伐的建快,越来越多的高层建筑在大城市中林立起来,且高度越建越高。高层建筑在给人们带来便利、满足人们的功能要求的美观需求的同时,也给火灾防治带来了很多新问题。同时,近年来发生的几次高层建筑火灾表明,火灾中楼梯井等竖向通道既是人员疏散的重要通道,也有可能像封闭不严的电梯井和管道一样,成为火灾烟气竖向蔓延的途径,严重威胁人员的安全疏散。因此,研究高层建筑竖井、楼梯井等竖向通道的烟气流动特性及其合理的控制策略具有重要意义。火灾烟气流动本身就是一种复杂的浮力驱动流,同时,由于竖井、楼梯井自身竖直狭长结构和楼梯井内踏步结构等的限制以及可能存在的烟囱效应影响,使得竖向通道内的烟气流动比一般建筑火灾烟气流动更为特殊,本论文就针对这些问题开展研究。论文的具体工作包括: 建立了考虑壁面传热和竖井内空气温度变化的顶部侧向开口竖井的烟气充填模型和一维稳态运动模型。传统的模型中未考虑火灾烟气温度沿着竖井竖向衰减这一重要特征,本论文通过去除Boussinesq近似假设在模型中清晰研究了烟气温度在竖井内的时空分布,并通过小尺寸实验较好地验证了模型预测结果。在羽流上升充填阶段,竖井内温升随时间变化大致符合指数规律,无量纲温升变化大致随无量纲时间呈线性变化,羽流前锋大致随时间呈现指数关系上升,且其无量纲关系式大致满足线性关系;在稳定燃烧阶段,竖井内竖向烟气温度分布及其无量纲形式均呈指数规律衰减。在高度为27m的实际楼梯井内系统地开展了一系列的全尺寸现场实验,并结合数值模拟研究了封闭楼梯井内的烟气充填和运动规律。测量了烟气在封闭楼梯井内的温度分布和烟气在楼梯井内的特殊流动形式,研究表明,在两层踏步之间上部和下部的涡流加剧了烟气与空气的热对流,这种涡流是由踏步间上下部分的温差决定的;并进一步验证了Qin在高度较低的楼梯井中发现的烟气分层现象。全尺寸现场实验为高层建筑楼梯井烟气运动研究积累了宝贵的实验数据。通过1/3尺度的小尺寸实验研宄了顶部楼层开门的楼梯井内烟气流动特性和烟囱效应对相邻着火房间燃烧状况的影响。研究表明,随着火源产生的热量和烟气进入到楼梯井,使得楼梯井内温度升高,加大了烟囱效应,使烟气在楼梯井内以更快的速度上升;稳定时楼梯井内温度沿竖向高度大致呈指数衰减分布。楼梯井内烟囱效应形成的强补风也加快了燃料的燃烧速度,单侧强补风使得火焰向前室侧近乎呈水平倾斜,火焰被外部进入的空气从中间分开,出现“分岔”现象。论文通过数值模拟研究,对火灾情况下楼梯井加压送风系统的不同风机安装位置、风机风量大小、火源位置、开门楼层以及一、二道门的门缝宽度对楼梯井加压送风效果的影响进行了较为全面的探讨,提出了影响楼梯间加压送风的临界门缝宽度和优化风机布置位置,这些研究成果可为完善相关的实际高层建筑防排烟设计提供技术支撑。

关键词：高层建筑火灾竖井楼梯井烟气全尺寸实验 cfd数值计算流动形式温度分布加压送风

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抽水蓄能电站发电机层温度均匀性研究

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人民长江 2018年第15期49卷 105-110页

作者：宋晋红周军薛小兵蒋坤狄宏伟陆婷施晨许昌华东宜兴抽水蓄能有限公司江苏无锡214205 河海大学能源与电气学院江苏南京211100

温湿度作为衡量人体舒适度的重要指标,在水电站气流组织研究中具有重要的研究价值。采用现场测试与数值模拟相结合的方法,首先对水电站主厂房发电机层现场测试数据进行了分析,发现发电机层温度场的分布在空间上存在着不均匀性,为此对其... 详细信息

温湿度作为衡量人体舒适度的重要指标,在水电站气流组织研究中具有重要的研究价值。采用现场测试与数值模拟相结合的方法,首先对水电站主厂房发电机层现场测试数据进行了分析,发现发电机层温度场的分布在空间上存在着不均匀性,为此对其成因进行了分析研究。研究结果表明,这种不均匀性是由发电机层不均匀的热源布置格局与空调送风口温度的差异所导致的。根据该结果,提出了调节空调冷却水流量的优化方案,拟通过间接控制空调出口的气流温度,来改善发电机层温度的均匀性。在此基础上,对主厂房发电机层温度场优化前后的工况进行了cfd数值计算,在验证计算模型可靠性的同时,将优化前后两种工况的计算结果进行了对比。对比结果表明:优化方案能显著降低发电机层温度的不均匀系数,改善发电机层温度的均匀性,具有一定的可行性。

关键词： cfd数值计算温度场通风优化发电机层抽水蓄能电站

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基于神经网络的螺旋桨敞水性能预测

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南京工业大学学报（自然科学版） 2022年第3期44卷 291-297页

作者：翟鑫钰陆金桂南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京211800

为了快速预测螺旋桨的敞水性能,提出了一种基于神经网络的螺旋桨敞水性能预测方法。首先,采用cfd软件进行螺旋桨敞水性能数值计算;然后,将计算所得的42组数据作为学习样本,随机选择其中的80%作为误差反向传播算法(BP)神经网络模型的训练... 详细信息

为了快速预测螺旋桨的敞水性能,提出了一种基于神经网络的螺旋桨敞水性能预测方法。首先,采用cfd软件进行螺旋桨敞水性能数值计算;然后,将计算所得的42组数据作为学习样本,随机选择其中的80%作为误差反向传播算法(BP)神经网络模型的训练集,其余20%作为验证集;最后,通过数值实验来研究神经网络的隐含层节点数、学习精度和神经网络模型准确性之间的关系,以获取准确性最高的神经网络模型。以AU型5叶螺旋桨的敞水效率实验结果来验证神经网络预测结果的准确性,结果表明:神经网络预测值的平均相对误差为2.8%,可满足快速、准确预测敞水性能的要求。

关键词：螺旋桨敞水效率 cfd数值计算神经网络性能预测

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前置预旋导轮各部分对其性能的影响研究

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舰船科学技术 2020年第5期42卷 63-66,96页

作者：郭峰山苟英迪李鹏程赵强中国船舶科学研究中心上海分部上海 200011 中船重工(上海)节能技术发展有限公司上海 200011 洲际船舶管理公司山东青岛 266101

前置预旋导轮良好的节能效果已经得到大量实船验证。为了研究这种节能装置各部分对其节能效果的影响,针对一型7万吨级油船,设计了前置预旋导轮方案,并将其拆分为导管和定子2种节能装置进行分析。文中利用RANS方程模拟带与不带节能装置... 详细信息

前置预旋导轮良好的节能效果已经得到大量实船验证。为了研究这种节能装置各部分对其节能效果的影响,针对一型7万吨级油船,设计了前置预旋导轮方案,并将其拆分为导管和定子2种节能装置进行分析。文中利用RANS方程模拟带与不带节能装置的船模快速性试验,分析加装不同节能装置带来的影响,并进行了模型试验验证。结果表明,前置预旋导轮产生较好的节能效果主要是由于其具有的叶片产生了预旋作用,使得船后螺旋桨效率提升明显,导管在其中不扮演关键角色,基于cfd的数值方法评估这类节能装置附体的节能效果与模型试验结果基本一致。

关键词：前置预旋导轮 cfd数值计算节能装置节能效果

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基于TRIZ发明原理的水轮发电机组优化设计

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人民黄河 2020年第10期42卷 152-156页

作者：王旭陈荣盛卢磊电子科技大学成都学院电子工程系四川成都611731 中国电建集团成都勘探设计研究院有限公司四川成都610000 国网四川省电力公司映秀湾水力发电总厂四川都江堰611830

为解决水轮发电机组在优化设计中出现的技术矛盾,改善机组的各项性能,在对某混流式水轮发电机组进行优化设计时,为解决机组堵塞严重的问题,同时让机组在优化设计前后流场、效率以及出力等参数基本保持在设计值,提出了减少叶片数量的方案... 详细信息

为解决水轮发电机组在优化设计中出现的技术矛盾,改善机组的各项性能,在对某混流式水轮发电机组进行优化设计时,为解决机组堵塞严重的问题,同时让机组在优化设计前后流场、效率以及出力等参数基本保持在设计值,提出了减少叶片数量的方案,分析了减少叶片数量会导致恶化的参数类型,以TRIZ发明原理的推荐方案为指导原则构建技术矛盾关系,并提出了降低活动导叶高度和增大叶片表面积等优化措施,对全流道进行cfd数值计算和现场实测两个方面验证改造效果。结果显示,改造后机组的流态良好,堵塞频率显著下降,且效率和出力均达到了预期水平,为后续机组的进一步优化设计提供了参考依据。

关键词： TRIZ发明原理水轮发电机组优化设计技术矛盾 cfd数值计算

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浮选机内气液两相流数值模拟

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矿业研究与开发 2015年第3期35卷 75-79页

作者：刘涛彭小奇伍雁鹏江倩高东坡中南大学能源科学与工程学院湖南长沙410083 湖南第一师范学院信息科学与工程系湖南长沙410205 邵阳学院信息工程系湖南邵阳市422000

基于群体平衡理论和cfd数值计算方法,考虑不同尺寸气泡及气泡间聚并与破碎,建立了气液两相流的cfd-PBM耦合模型。应用该模型和Fluent软件对某铝厂的KYFⅡ-40型机械搅拌充气式浮选机内的矿浆-气泡两相流进行数值模拟,获得了其两相流场、... 详细信息

基于群体平衡理论和cfd数值计算方法,考虑不同尺寸气泡及气泡间聚并与破碎,建立了气液两相流的cfd-PBM耦合模型。应用该模型和Fluent软件对某铝厂的KYFⅡ-40型机械搅拌充气式浮选机内的矿浆-气泡两相流进行数值模拟,获得了其两相流场、气含率和气泡尺寸分布等信息。模拟结果表明,在生产工艺条件下,浮选机内的流体在转子带动下形成上下两个循环流场;气含率保持在0.1左右,壁面附近及循环流场的中心处气含率偏高,并沿气液混合区向气液分离区减少;气液混合区的气泡变化以破碎为主,气泡较小,分离区的气泡变化以聚并为主,且气泡尺寸逐渐增大;气泡尺寸总体上呈多峰分布,其主峰对应的气泡直径位于3~4mm之间,有利于提高浮选生产效率。

关键词：浮选气液两相流聚并与破碎群体平衡模型 cfd数值计算

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标准孔板磨损在线检测与修正

标准孔板磨损在线检测与修正

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作者：米宝桐天津大学

学位级别：硕士

标准孔板流量计是一种具有代表性的差压流量计,在工业现场诸多领域有着广泛的应用。然而在实际的使用过程中,孔板由于受到流体及流体夹带杂质颗粒的长期冲击,边缘直角区域会发生磨损钝化,改变流出系数值,从而造成孔板计量不精确的现象... 详细信息

标准孔板流量计是一种具有代表性的差压流量计,在工业现场诸多领域有着广泛的应用。然而在实际的使用过程中,孔板由于受到流体及流体夹带杂质颗粒的长期冲击,边缘直角区域会发生磨损钝化,改变流出系数值,从而造成孔板计量不精确的现象。孔板常安装于管道内部,传统方法很难做到在不停产的条件下对孔板的磨损程度进行检测。针对这一问题,本文对标准孔板磨损的在线检测与修正方法进行研究。本文采取理论分析、cfd模拟仿真和实流实验相结合的研究方法。首先对仿真研究的基础性工作进行了介绍,包括Gambit网格划分方案、物理建模模型和仿真湍流模型的选择等方面,为仿真研究奠定了基础。通过Fluent仿真手段对标准孔板流场特点进行研究,并定量地分析了孔板下游回流区长度和漩涡中心位置等结构参数的稳定性和在不同工况条件下的变化趋势。基于前人在研究孔板磨损异变流场时提出的差压比值因子的概念,运用仿真模拟的手段验证了其在正常孔板流场内的稳定性,并对不同孔板尺寸和孔径比条件下的差压比值因子变化规律进行了定量地分析和归纳。验证了利用差压比值因子实现检测孔板磨损程度的可行性。运用Fluent仿真中的DPM模型,固体颗粒作为离散相,定量分析了孔板磨损发生的具体位置和磨损程度,通过观察颗粒在管道中的运动轨迹及对比孔板前后端面壁面剪切力、湍流强度、流体速度等参数,合理的选取了后续磨损孔板的仿真方案。对磨损孔板下游流场和差压比值因子的变化规律仿真研究后,提出了差压比值因子分辨率的概念,并将其作为检测孔板磨损程度的重要参考指标。通过对比仿真数据,基于差压比值因子稳定性与分辨率的综合考量,完成了检测测压点选取位置的优化工作。通过实流实验的方法,对cfd仿真计算的结果进行了验证,证实了差压比值因子具备良好的检测标准孔板磨损程度的能力。通过对大量仿真计算结果和实流实验结果的分析总结,建立了完整的差压比值因子与孔板磨损程度的函数对应关系和在线修正模型,为工业生产环境的应用奠定了扎实基础。

关键词：标准孔板 cfd数值计算磨损程度差压比值因子稳定性分辨率取压位置优化

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