检索结果-内蒙古大学图书馆

实验流体力学 2007年第2期21卷 74-77页

作者：刘艳董守平中国石油大学(北京)机电学院流体测试实验室北京102249

利用piv测试技术对DN100天然气水平管道内0.8MPa下的实流流场进行测试研究,得到旋度场、速度矢量场等。以实测速度矢量场的空间平均值拟合出圆管横截面上的主流速度分布并积分求得管流截面上的瞬时积分流量。试验通过连续测量发现了流... 详细信息

利用piv测试技术对DN100天然气水平管道内0.8MPa下的实流流场进行测试研究,得到旋度场、速度矢量场等。以实测速度矢量场的空间平均值拟合出圆管横截面上的主流速度分布并积分求得管流截面上的瞬时积分流量。试验通过连续测量发现了流场的瞬时流量存在明显的脉动特征;而在较长周期内采集到的瞬时流量呈正态分布,其平均值与声速喷嘴流量一致,测量精度与超声流量计相当。测试结果显示:该piv系统可以用于体积流量计量,而较长周期内的瞬时流量均值可以作为标准流量。

关键词： piv测试天然气实压实流体积积分流量

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内燃机燃烧室流场piv测试中示踪粒子跟随性分析

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大连理工大学学报 2004年第5期44卷 662-665页

作者：梁桂华赵宇大连理工大学内燃机研究所辽宁大连116024

从紊流理论出发,对处于紊流流场中的示踪粒子进行受力分析,根据粒子图像测速(piv)中的实际要求与BBO(Basset-Boussinesq-Oseen)方程的不同,建立了紊流流场中示踪粒子的模型;推导出适应内燃机燃烧室流场piv测试的示踪粒子跟随性计算公式... 详细信息

从紊流理论出发,对处于紊流流场中的示踪粒子进行受力分析,根据粒子图像测速(piv)中的实际要求与BBO(Basset-Boussinesq-Oseen)方程的不同,建立了紊流流场中示踪粒子的模型;推导出适应内燃机燃烧室流场piv测试的示踪粒子跟随性计算公式,得出在该实验条件下,示踪粒子直径小于19.2μm时,piv测试会取得较好结果.

关键词：示踪粒子 piv测试流场紊流推导计算公式直径内燃机燃烧室要求

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封闭缸体内旋转圆盘流动的piv测试研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2009年第2期24卷 200-206页

作者：潘冬远王彤张斌杨华上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240 扬州大学水利学院江苏省水利动力工程重点实验室扬州225009

本文使用piv(Particle Image Velocimetry)测试方法对封闭缸体内的旋转圆盘间流动进行了测量与分析。旋转盘间流场轴向间隙和转速可调,隙径比G的范围在0.0375至0.3750之间,旋转雷诺数ReR范围在1.6×105至1.0×106之间。实验得... 详细信息

本文使用piv(Particle Image Velocimetry)测试方法对封闭缸体内的旋转圆盘间流动进行了测量与分析。旋转盘间流场轴向间隙和转速可调,隙径比G的范围在0.0375至0.3750之间,旋转雷诺数ReR范围在1.6×105至1.0×106之间。实验得到了盘间各轴向截面上的平均流动信息。对比***等人(1992)使用热线测量的数据(G=0.08,ReR=1.0×106),核心区内平均周向速度分布规律吻合,但在小半径和大半径处有一定差别。通过讨论了核心区内部周向速度分别与r、ReR、G的关系,得到了封闭缸体内旋转圆盘流动K值和近壁面剪切层厚度的变化规律。

关键词：旋转圆盘流动封闭缸体 piv测试

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基于piv测试技术的涡轮动叶栅流场可视化研究

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热能动力工程 2014年第4期29卷 361-366,456页

作者：马超葛冰臧述升上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对某设计转速为1 500 r/min的涡轮动叶叶栅在780-1 680 r/min之间的4个转速工况,利用干冰作为示踪粒子进行了内流场的piv(粒子图像测速技术)实验研究,获得了动叶叶栅流道中间截面及其下游区域的速度场和涡量场的二维分布并进行了比较... 详细信息

针对某设计转速为1 500 r/min的涡轮动叶叶栅在780-1 680 r/min之间的4个转速工况,利用干冰作为示踪粒子进行了内流场的piv(粒子图像测速技术)实验研究,获得了动叶叶栅流道中间截面及其下游区域的速度场和涡量场的二维分布并进行了比较分析。研究表明:利用piv技术测量的瞬态结果可以很好地捕捉动叶栅尾缘分离涡的形成和发展过程;在所研究的实验工况以内,动叶出口及其下游区域速度随着动叶转速的增大而不断增大,流道内部气流速度随转速增加会出现先增大后减小的特点,叶轮输出功率与流道内部气流速度随转速变化的规律一致;在设计转速工况附近动叶流道的涡量场强度较弱,随着叶轮转速降低,叶栅流道内特别是动叶吸力面下游区域的涡量强度明显增强。

关键词：动叶叶栅 piv测试激光可视化流场分析

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一种适应piv测试的新排气系统

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内燃机工程 2005年第5期26卷 43-45页

作者：梁桂华刘刚张宏帅张工大连理工大学内燃机研究所大连116024

应用piv技术对在柴油机进行缸内流场测试中,将原排气门座改为拍照用视窗。基于对开设视窗位置的选择和保证柴油机按照配气定时准确运行的考虑,在试验中设计使用了一种新排气控制方法:将准备改动的排气门部位,以排气门杆为中心,水平旋转1... 详细信息

应用piv技术对在柴油机进行缸内流场测试中,将原排气门座改为拍照用视窗。基于对开设视窗位置的选择和保证柴油机按照配气定时准确运行的考虑,在试验中设计使用了一种新排气控制方法:将准备改动的排气门部位,以排气门杆为中心,水平旋转180°移至气缸盖外,并配制了相应的支持部件。与此类试验中常用的由电磁阀或弹簧滑块的开闭控制柴油机排气的方法相比,系统完全依照原排气凸轮的规律运行,避免了使用电磁阀或弹簧滑块方法所需要的对排气系统运动规律进行验证的大量试验和计算。

关键词：内燃机柴油机 piv测试视窗排气控制凸轮运动规律

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大型供水泵站吸水池模型流场piv测试

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中国农业大学学报 2002年第4期7卷 100-103页

作者：李连超常近时中国农业大学水利与土木工程学院

针对大型自来水系统使用的供水泵空蚀严重问题 ,结合北京自来水九厂的实际情况 ,按比例制造了吸水池模型 ,采用 piv测量技术测量和分析了该吸水池中水流流态。根据试验结果分析了吸水池设计中来水管和水泵吸入管在布置上不对称 ,以及在... 详细信息

针对大型自来水系统使用的供水泵空蚀严重问题 ,结合北京自来水九厂的实际情况 ,按比例制造了吸水池模型 ,采用 piv测量技术测量和分析了该吸水池中水流流态。根据试验结果分析了吸水池设计中来水管和水泵吸入管在布置上不对称 ,以及在低水位运行时淹没深度过小等问题对水泵空化性能产生的影响。为优化水泵空化性能 ,针对泵站吸水池的设计提出建议 :来水管和水泵吸入管在结构布置上要一一对应 ;

关键词：大型供水泵站吸水池模型流场 piv测试流动测量空化

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双流道泵内非定常三维湍流数值模拟及piv测试

双流道泵内非定常三维湍流数值模拟及PIV测试

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作者：赵斌娟江苏大学

学位级别：博士

随着社会进步和科技发展,人们对泵的高效率、稳定性和低噪声等方面提出了更苛刻的要求。鉴于计算机技术的飞速发展和CFD方法的日趋成熟,CFD将在叶轮机械设计和研究领域中扮演更重要的角色。本文的工作主要围绕数值模拟程序的建立、双流... 详细信息

随着社会进步和科技发展,人们对泵的高效率、稳定性和低噪声等方面提出了更苛刻的要求。鉴于计算机技术的飞速发展和CFD方法的日趋成熟,CFD将在叶轮机械设计和研究领域中扮演更重要的角色。本文的工作主要围绕数值模拟程序的建立、双流道泵内非定常三维湍流的数值模拟、利用先进的piv技术研究双流道泵叶轮内部的复杂流动而展开。主要工作及创造性成果如下: 1.发展了一套基于微分方程法生成三维结构化贴体网格的程序。所用微分方程为Poisson方程,并采用Thompson和Sorenson的思想,以指数函数作内插传递、根据网格正交性和间距的要求构造源函数P,Q,R。用该程序生成的双流道泵叶轮和蜗壳网格,品质良好,能够满足双流道泵内流计算精度的要求,且网格疏密度可人为控制,网格线与边界线正交,便于湍流壁面条件的引入。该网格生成程序经改进也可用于其他非规则几何形状流道网格的自动生成。 2.开发了一套基于求解Reynolds时均化的Navier-Stokes方程组的、可用于层流或湍流、可压缩或不可压缩、旋转或非旋转三维流动的数值计算程序,并在Visual FORTRAN平台上开发了该程序的用户操作界面。在其中应用了基于同位网格系统的SIMPLE算法,并利用Rhie和Chow提出的动量插值法消除同位网格上可能出现的波形压力场。对于湍流时均流场的数值模拟,程序中包括标准κ-ε两方程模型以及考虑旋转与曲率修正的κ-ε模型。用该程序依次计算了90°弯管、双流道泵叶轮和蜗壳内的流动,并与FLUENT计算结果对比研究,表明所开发的程序具有较高的可靠性、流场模拟的准确性以及处理各类问题的灵活性。 3.利用FLUENT软件对双流道泵全流道内非定常三维湍流进行了数值模拟,从不同层面较全面地揭示了双流道泵全流道内的绝对速度、相对速度、静压、总压、湍动能和固相体积浓度分布规律;分析了双流道泵全流道内固-液两相流场随颗粒直径和颗粒体积浓度的变化规律;揭示了双流道泵内受叶轮-蜗壳动静干涉引起的非定常流动特性。主要结论有: (1)同一工况下,叶轮流道内不同截面上速度分布不同,靠近前盖板侧的截面受叶轮进口有旋流动影响大,流动相对紊乱,叶轮出口边上速度分布最不均,靠近后盖板侧的截面受叶轮进口有旋流动影响小,流动相对规律,叶轮出口边上速度分布最为均匀。 (2)不同流量工况下,双流道泵内速度场和压力场分布规律类似,但是,随着流量的增加叶轮流道内相对速度增大、绝对速度减小,流道进出口总压差逐渐降低。设计工况下,双流道泵的内部流态最好。 (3)固-液两相流场中,固相体积浓度分布不均。叶轮进口处颗粒分布还比较均匀,随着流动的发展,颗粒在向外运动的同时,严重偏向叶轮工作面和后盖板,进入蜗壳流道后,少部分颗粒能直接从蜗壳出口流出,大部分颗粒撞击蜗壳壁面,留在蜗壳内转动数圈才能流出。颗粒浓度变化对固相的离析作用影响相对不大,但是,颗粒体积浓度较小时,颗粒有向流道吸力面迁移的趋势。颗粒直径变化对固相的离析作用影响较大,粒径越大,流道内颗粒分布越不均匀,固相的离析作用越明显。在本文所研究的粒径和浓度范围内,双流道泵的扬程随颗粒浓度的增加而减小,粒径变化对扬程的影响不明显。 (4)考虑叶轮和蜗壳的动静干涉作用,不同时刻双流道泵的内部流动呈现不同特点。当叶道旋转至靠近蜗壳出口侧时,速度和压力分布规律性强;当叶道旋转至远离蜗壳出口侧时,流体流动受阻,叶轮出口明显有回流。随着叶道相对隔舌位置的不同,蜗壳内静压和总压分布呈周期性变化,每个叶片的尾部在蜗壳内的总压分布图上留下了明显的尾迹区。 4.构建了离心泵专用PW测试台,设计制作了满足piv测试要求的模型泵,模型泵的叶轮有双流道和双叶片两种形式。首次用piv技术对设计工况与非设计工况下双流道叶轮及双叶片叶轮的内部流动分别进行了测量,并自编程序对测量得到的绝对速度场进行处理,得到相对速度分布。结果表明:与双叶片叶轮相比,双流道叶轮流道内脱流-旋涡区的范围较小,流态更好;piv测试结果与自编程序和FLUENT软件数值模拟结果基本一致。

关键词：双流道泵两相流非定常数值模拟 piv测试

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离心泵多设计方案下内流piv测试及其非定常全流场数值模拟

离心泵多设计方案下内流PIV测试及其非定常全流场数值模拟

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作者：袁建平江苏大学

学位级别：博士

本文系国家自然基金(编号:50649029)和高校博士点基金(编号:20050299006)资助项目。离心泵是应用最广泛的流体机械之一,其中低比转速离心泵一直存在效率不高,汽蚀性能较差,内部流动不稳定等问题。随着现代流场测试技术及CFD技术的发展,... 详细信息

本文系国家自然基金(编号:50649029)和高校博士点基金(编号:20050299006)资助项目。离心泵是应用最广泛的流体机械之一,其中低比转速离心泵一直存在效率不高,汽蚀性能较差,内部流动不稳定等问题。随着现代流场测试技术及CFD技术的发展,对离心泵开展piv内部流动测试及动静耦合的非定常全流场数值模拟是当前国内外泵领域研究的重点和热点。本文通过对离心泵内部非定常流动现象和特点的分析,提出开展多种设计方案下的离心泵内部三维非定常全流场的数值模拟及piv试验的对比研究,旨在较全面细致地了解不同设计方法设计的离心泵全流场流动的结构特点,捕获非定常流动特征,为离心泵优化设计提供理论基础,并实现离心泵性能的准确预测。本文主要研究工作和创造性成果有: 1.在全面系统分析国内外离心泵内部流场实验和数值模拟研究进展的基础上,对离心泵内部流动现象进行了较全面深入的分析,并针对离心泵内部三维粘性湍流流动的计算模型和计算方法进行了讨论。 2.采用先进的piv技术,开展了离心泵内部流动的piv测试研究。自行搭建了离心泵专用piv试验台,针对离心泵叶轮结构特点,设计并制造了满足piv测试要求的模型泵。首次对采用不同设计方法所设计出的四种方案离心泵叶轮内部流场进行了多工况下piv测试的对比研究,结果表明:采用低比速设计法设计的叶轮流道内相对速度基本沿叶片型线方向流动,叶片吸力面无尾流现象存在;采用常规设计方法设计的叶轮,流道进口处叶片对流体排挤严重,易形成气泡;采用较短短叶片设计的叶轮流道内流体由吸力面流向压力面,叶片进口处存在明显旋涡区,且随流量的增加旋涡区逐渐缩小;采用较长短叶片设计的叶轮内相对速度分布较紊乱,长叶片和短叶片吸力面处均存在明显旋涡区。 3.首次对采用不同设计方法所得五种方案离心泵内部流场进行了单个叶轮、叶轮蜗壳动静耦合的定常流动和非定常流动的数值模拟对比研究。采用RANS雷诺时均方程进行数值求解,以RNG k-ε湍流模型来封闭雷诺应力项,应用SIMPLEC算法进行不可压缩流动压力场的求解,实现了对五种设计方案下叶轮内部流场的三维粘性湍流数值模拟。通过与piv实验测试结果的对比分析,验证了所建数学模型的准确性。通过对设计流量工况及非设计流量工况下五种方案叶轮内部流动速度、压力、湍动能分布的对比分析,发现:低比速设计的叶轮流道内流体基本沿叶片型线方向流动,较大流速出现在叶片吸力面附近,叶轮出口吸力面侧无低速尾流区存在,与piv测试结果一致;常规设计方法设计的叶轮,在叶片吸力面出口处存在低速尾流区,叶片压力面距头部1/3处出现一较大范围的低速旋涡区,使主流区的速度明显增大;长短叶片叶轮叶片进口压力面附近存在明显的低速旋涡区,流体从长叶片吸力面横向流向压力面,与piv测试结果一致;由于短叶片的存在防止了尾流的产生和发展,长叶片吸力面出口未出现低速尾流区;当短叶片向长叶片吸力面偏置时,平衡了短叶片两侧流道内的流动,流动更为均匀。通过对五种叶轮设计方案的分析和评估,为最终进行离心泵叶轮优化水力设计提供理论基础。 4.基于分块耦合及局部加密的方法生成三维非结构化网格,采用冻结转动部件法及多重参考坐标系模型,对离心泵包括蜗壳在内的全三维流场进行了定常数值模拟,结果表明:蜗壳进口速度和压力沿周向分布呈明显的周期性波动特征,叶轮出口射流和尾流区的存在与否及所处位置与泵的流量及叶轮结构形式有很大关系,进一步证实了离心泵内从叶轮到蜗壳整个流场的强非对称流动特征。通过不同设计方案及不同流量工况下的数值模拟对比分析,揭示了叶轮和蜗壳之间的动静干涉对流场的影响。通过对多个设计方案不同流量工况下的数值模拟,数值预测了离心泵的性能曲线,并与外特性实验曲线进行对比,进一步验证了本文数值模拟的准确性和性能预测的可行性,为离心泵的性能优化提供了途径。 5.由于离心泵内的非定常流动能引起泵内部和出口的压力脉动,进而诱导产生噪声和振动,不同设计方案离心泵的非定常特性也不同。本文针对不同的设计方案,采用滑移网格的非定常CFD方法实现了整机全三维非定常流场的数值模拟,揭示了离心泵内部流动周期性波动特性和非稳定流动特征。蜗壳隔舌附近的压力波动幅值最大,蜗壳出口断面上的压力波动幅值最小;小流量工况下,各方案的瞬时扬程波动不大,随流量的增大瞬时扬程波动幅值明显增大;低比速设计的叶轮瞬时扬程波动较大,常规设计的叶轮瞬时扬程波动最小;采用长短叶片的叶轮,短叶片偏向吸力面时瞬时扬程波动最小。首次从非定常流动角度对不同设计方法所得叶轮进行了对比评估,并为进一步进行离心泵内部流动诱导噪声和诱导振动研究提供了基础。 6.本文首次系统地进行了离心泵多设计方案的外特性实验、piv测试和不同层次的数值模拟,研究结果表明:对于中低比速离心泵,

关键词：离心泵湍流非定常流动数值模拟 piv测试

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间冷式冰箱冷冻室内流场的piv测试和计算模拟

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制冷学报 2003年第2期24卷 32-36页

作者：俞炳丰费继友孟祥兆赵蕊周艳蕊西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

冰箱内温度分布是间冷式冰箱结构优化设计的主要评价指标 ,而温度分布与流场紧密相关。在国内首次应用piv技术测量了间冷式冰箱冷冻室内部流场 ,采用K -ε紊流模型进行了计算模拟 ,通过与测量结果的比较 ,验证了数学模型的正确性。

关键词：间冷式冰箱冷冻室流场 piv测试计算模拟 K-ε模型

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离心泵内流场三维湍流数值模拟与piv测试研究

离心泵内流场三维湍流数值模拟与PIV测试研究

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作者：连松锦扬州大学

学位级别：硕士

由于采用长短叶片相间设计的复合式叶轮能够避免叶片进口排挤、有效阻止涡流及脱流的产生和发展及改善叶轮流道的扩散状况,使其具有流量小、扬程高、高效、小流量稳定等性能指标,同时具有结构紧凑、维修方便等特点。目前,具有长短叶片... 详细信息

由于采用长短叶片相间设计的复合式叶轮能够避免叶片进口排挤、有效阻止涡流及脱流的产生和发展及改善叶轮流道的扩散状况,使其具有流量小、扬程高、高效、小流量稳定等性能指标,同时具有结构紧凑、维修方便等特点。目前,具有长短叶片的复合式叶轮已广泛应用于石化、轻工及航空航天等领域。不同的短叶片设置方案对离心泵性能有不同的影响,故有必要从离心叶轮内特性出发来研究分析短叶片不同设置方案对泵外特性的影响。本文采用三维湍流数值模拟方法对三种不同短叶片设置方案的叶轮内流场进行研究,同时利用粒子图像速度仪(piv)测试了其中两副叶轮的内流场,分析得出了长短叶片离心叶轮内部流动参数的分布规律；本文最后在前人研究的基础上,设计了三副低比转速高速离心泵,利用ANSYS CFX软件计算了其全流道的三维定常湍流流动；研究结果对长短叶片离心叶轮的进一步优化设计有一定的参考价值。本文的主要工作有： 1、结合AutoCAD与Pro/ENGINEER软件对叶轮及蜗壳进行三维实体造型,采用ICEM-CFD软件对叶轮及蜗壳进行结构化网格剖分； 2、基于雷诺时均Navier-Stockes方程和标准k-ε双方程湍流模型,利用CFD软件(ANSYS CFX11.0)对三副长短叶片离心叶轮在七种不同流量工况进行全流道定常数值模拟,捕捉了叶轮内部相对速度、静压等重要流动参数的分布规律,并进行对比分析； 3、应用粒子图像速度仪(piv)对2副长短叶片离心叶轮的同一个叶槽在五种流量工况下的内流场进行测试研究,分析得到了叶轮中间断面的相对速度矢量图和等值线图,并对比分析不同叶轮内部相对速度分布状况； 4、对比分析了数值模拟结果和piv测试结果,分析了两者之间存在差异的原因； 5、介绍了低比转速高速离心泵的设计理论,设计了三副短叶片起始直径不同的复合叶轮及蜗壳,采用非结构化网格对高速离心泵进行整机网格剖分,数值模拟计算了五种流量工况下的内流场,对比分析了叶轮内部的静压场及相对速度场,分析了短叶片起始直径不同对内部流动的影响。

关键词：长短叶片三维数值模拟 piv测试内流场高速泵

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