冷藏运输车内气体流场的数值模拟及分析

利用计算流体力学(ANSYS)软件,建立了冷藏运输模拟试验台的物理模型,对冷藏运输车内流场进行了数值模拟研究。主要研究内容包括:(1)不同送风速度对冷藏运输车内流场分布的影响;(2)不同时间内库内流场变化情况。冷藏运输模拟试验台采用前端送风,两侧回风口的送风方式。风机吹出的冷气能够在库体内形成大的回流,从而降低库体温度并且使库体内温度分布的均匀。不同送风速度影响车体内速度场的分布,而当送风速度较大时,库内的温度会在短期内均匀。但是过大的送风速度会风干冷藏车内的食品。     

船舶伙食冷库气流流场的分析研究

基于浙江某船业16500t货轮伙食冷藏库建立几何模型,以一个2.85m(长)×2.47m(宽)×2.68m(高)的实际肉库为对象,基于Fluent软件的标准k-ε模型对肉库的流场进行数值模拟。模拟结果显示,整个冷库内的流场存在一个中心大回流区,随着冷风机吹风速度的增大,流场主流越贴近壁面流动,同时冷冻库内的速度也表现处均匀和紧凑的特点。基于船舶航行对船舶冷库运行的要求,为了提高货物的冷藏质量、减少能耗,试验研究了1.8~2m/s作为冷风机最佳吹风速度的可行性,研究结果可为改善库内货架结构和优化回流区域分布提供参考。     

集中送风式陈列柜的CFD整体模拟

将集中送风式陈列柜的五大部件送风管道、送风结构、陈列柜风幕、回风结构和回风管道结合成为一个整体,采用双流体改进模型进行CFD模拟,分析了CFD模拟的陈列柜温度场分布特性,并与测试结果进行了对比分析。对比分析的结果表明,CFD模拟温度与实测温度十分吻合,说明所采用的CFD整体模拟是成功的。     

Eckardt 叶轮数值计算与实验对比

数值计算可以相当准确地模拟出 Eckardt 叶轮总体性能以及流场细节(如流道内子午速度、出口总压,机匣上静压和测量面上二次流的分布),充分表明数值计算能够有效地模拟该叶轮内部实际的流动现象和流场细节,并可以利用数值计算结果来详细地分析该叶轮的流场结构和流动特性.     

涡流管内三维强旋转流场数值模拟与分析

涡流管内可压缩气体的强旋转流动是涡流管能量分离的根本原因和驱动力,因而涡流管内流场研究是揭示涡流管能量分离物理机制的首要关键问题。由于涡流管内可压缩气体的三维强旋转湍流流动,实验测量中存在诸多问题,而CFD数值模拟技术对此具有很大的优势。文中以涡流管内部流场为研究对象,建立了涡流管计算域模型并进行网格划分,讨论了边界条件、湍流模型以及线性方程组求解策略等问题,对不同冷气流率下的涡流管内三维强旋流流场结构特性进行数值模拟,获得了不同冷气流率下的旋转运动、轴向运动、径向运动和循环流的分布特性。研究表明Realizableκ-ε湍流模型能够充分反映强旋流动特点,数值模拟结果与文献中实验值基本吻合。     

改进型诱导器系统室内气流组织模拟与实验研究

改进型诱导器送风可创造出无气流感、无温差感的舒适环境。为探究与评价改进型诱导器应用下的室内气流组织效果,引入CFD数值模拟方法分别对改进型诱导器送风和双层百叶垂直送风方式下的房间气流组织进行模拟,对比得到两种送风条件下的房间温度场和速度场,并实验验证模型可靠性。结果表明,由于改进型诱导器具有风口面积大、送风速度小的特点,相对于双层百叶垂直送风形式,其送风温度梯度小、温差小,房间气流速度分布均匀且处在舒适范围。     

脉动冷却流对冷却孔出口附近流动结构的影响

为了探索新型高效能的气膜冷却技术,本文提出了一种脉冲射流冷却方法,并以平板上垂直方形冷却孔为几何模型,以正弦曲线分布的射流速度为冷却气流模型,采用非定常CFD数值模拟技术,在给定横向流速和非定常射流速度的条件下,对孔附近局部三维流场的非定常特性和流场结构进行了数值模拟研究.     

冷藏集装箱内部流场及送风方式的研究

冷藏集装箱内部流场的均匀性是影响货物储存质量的重要因素之一。文中通过建立CFD三维数学模型,利用FLUENT软件对所建立的模型进行不同参数的模拟分析。分析结果表明:冷藏集装箱内部流场存在明显的不均匀性,箱体前部与后部的温度存在明显的差异,不利于货物的储存。根据以上分析研究,利用均匀送风理论,设计出两种新型送风风道型式,根据对所设计的风道进行计算分析,研究发现:新型冷藏集装箱与原始冷藏集装箱相比温度场和速度场都有明显改进,且在箱体中部的流场涡流现象减小,有利于货物的储存,该研究为冷藏集装箱的优化设计提供了参考依据。     

不同自然冷源引入方案下冷库内流场研究

研究四种自然冷源引入方案对满载货物自然冷源和机械制冷双向切换库贮藏环境的影响，为双向库自然冷源制冷系统的设计提供参考。采用计算流体力学方法，对自然冷源四种引入引出方案分别建立模型，研究不同方案下货物区温度场和速度场的分布特点。不同方案时冷库内流场特点相差很大。其中，采用上进下出方案时货物区温度标准差最小，库内温度保持在合理范围，货物中间层和底层平均流速相对较高且均匀，分别为0.38 m/s和0.78 m/s,能够很好的保证换热效果。结论：自然冷源引入引出方式对双向库货物贮藏环境影响很大，设计时应注重考虑不同方式对库内空气流动性的影响。本文中上进下出方案相对更佳，能够为货物提供一个良好的贮藏环境。     

进口漩流对透平排汽缸内部流动的影响

使用CFD软件CFX数值模拟了不同漩流条件下大功率汽轮机低压排汽系统实验模型内部的复杂三维流动,定义了衡量非轴对称流场周向不均匀程度的周向不均匀系数.通过对不同漩流条件下计算得到的总压损失系数、静压恢复系数、周向不均匀系数以及缸内流场的对比分析,发现来流在不同径向位置处的漩流角对排汽缸内流动有不同的影响,在此基础上提出了能改善排汽缸气动性能的来流切向气流角分布并进行了数值验证分析.     

CFD modeling of particle charging and collection in electrostatic precipitators

A CFD model was developed to describe the particle laden gas flow through an ESP, particle charging and collection. The corona discharge was modeled using the open source software OpenFOAM to solve the Poison and charge conservation equations, and results were entered using user-defined field functions in the commercial CFD software STAR-CCM+. The gas flow, EHD flow, particle charging and dynamics were modeled using STAR-CCM+. The developed CFD model allows for direct solution of the drift and diffusional flux of gas ions. The influence of the various ESP dimensions, operating parameters and ash properties on the collection efficiency are reported.     

立式水轮发电机通风系统及转子温度场研究

本文采用有限元软件对某梯级电站立式水轮发电机通风系统进行数值模拟,在此基础上计算转子磁极各表面的散热系数,结合电机热耗,得到转子磁极温度分布.研究表明:采用CFD能较准确地模拟发电机通风系统的流场,为电机通风系统设计和优化提供有效的依据;转子磁轭端部加装弧形风扇后产生的冷却流量满足实际运行过程中电机冷却的需要;转子温度在其设计的绝缘容许温度范围内,且有足够裕度,可长期安全运行.     

NASA低速离心压气机叶轮内部流动的数值研究

本文采用一多功能流体动力学计算软件,详细计算分析了NASA低速离心压气机叶轮内部的三维速度场。通过与实验数据以及其它软件计算结果详细定量的对比分析,研究了CFD软件预测叶轮内部流场的能力及存在的问题,提出了进一步提高数值计算精度的建议。     

Wall-PIV as a near wall flow validation tool for CFD: Application in a pathologic vessel enlargement (aneurysm)

Flow visualization of a near wall flow is of great importance in the field of biofluid mechanics in general and for studies of pathologic vessel enlargements (aneurysms) particularly. Wall shear stress (WSS) is one of the important hemodynamic parameters implicated in aneurysm growth and rupture. The WSS distributions in anatomically realistic vessel models are normally investigated by computational fluid dynamics (CFD). However, the results of CFD flow studies should be validated. The recently proposed Wall-PIV method was first applied in an enlarged transparent model of a cerebri anterior artery terminal aneurysm made of silicon rubber. This new method, called Wall-PIV, allows the investigation of a flow adjacent to transparent surfaces with two finite radii of curvature (vaulted walls). Using an optical method which allows the observation of particles up to a predefined depth enables the visualization solely of the boundary layer flow. This is accomplished by adding a specific molecular dye to the fluid which absorbs the monochromatic light used to illuminate the region of observation. The results of the Wall-PIV flow visualization were qualitatively compared with the results of the CFD flow simulation under steady flow conditions. The CFD study was performed using the program FLUENT®. The results of the CFD simulation were visualized using the line integral convolution (LIC) method with a visualization tool from AMIRA®. The comparison found a very good agreement between experimental and numerical results.     

Four dimensional bolus tagging imaging of pulsatile flow

Inversion bolus tagging MR methods were used to provide a graphic depiction of the axial velocity in three spatial dimensions for pulsatile flow through complex geometries. Visualization of the flow field was readily apparent, and a train of tagged boli were depicted providing an immediate overview of the displacement of flowing fluid over the entire pulsatile cycle. Tagging efficiency obtained using adiabatic inversion pulses was improved compared to that with a windowed sinc pulse. Results from phantom experiments on steady flow were correlated with computational fluid dynamic (CFD) simulations. The use of 3D methods reduced spatial partial volume effects, and the displacement of boli in a steady flow experiment correlated well with CFD simulations. The use of adiabatic inversion pulses resulted in sharp edged inversion regions with good retention of longitudinal magnetization. However in order to keep the pulse duration short, of the order of 2-5 ms, a rather large RF amplitude had to be used. The inversion bolus tagging method is useful in visualizing the flow field in multiple levels for pulsatile fluid flowing through complex geometries, and may be useful in fluid dynamic applications.     

涡流二极管三维强旋湍流流动的数值模拟

为了揭示涡流二极管内三维强旋流动的特性与其阻抗性能的关系,进一步提高涡流二极管正反向流动阻抗比,本文采用Reynolds应力模型对涡流腔内非对称强旋转湍流流动进行了数值模拟,分析了腔内矢量场与标量场的分布特性,基于涡流腔内的涡量分析,得到了涡流腔内旋流的强制涡与自由涡结构及各自区域范围,并研究了涡流腔径宽比对整体性能的...     

面向高超声速飞行器的激波智能预测方法

高超声速飞行器激波位置的准确预测能够有效提升数值模拟的精度和效率。一方面, 对高超声速飞行器激波附近网格进行正交和加密处理, 可有效提升数值计算精度; 另一方面, 使用高超声速飞行器激波位置对计算网格进行修正, 能够加速CFD计算收敛过程。提出了一种基于机器学习的高超声速飞行器激波智能预测方法, 对典型高超声速飞行器外形进行激波位置的高效准确预测。首先, 针对典型高超声速飞行器外形和典型飞行状态, 使用数值模拟方法获得收敛的流场, 并采用基于Mach数等值线的激波提取方法, 从流场中判别激波面并提取构成激波面的关键点位置, 形成训练数据; 然后采用有监督学习算法, 学习关键点位置, 并利用二次曲线沿流向拟合关键点形成初步的激波线族; 最后, 基于剖面压力云图, 构造基于投影压力图像的智能预测神经网络, 对初步形成的激波线族进行修正, 并获得三维激波面。大量的实验结果表明, 激波预测模型能够对高超声速飞行器激波位置做出准确预测, 预测的激波面与CFD数值计算结果中提取的激波面误差在10-4量级。      

交变流动中突变截面局部损失特性分析

从突变截面流道内流体满足的方程组出发,给出交变流动中突变截面阻力系数的定义以及考察方法,采用量纲分析法获得影响局部阻力特性的四个无量纲影响参数：动态雷诺数与幅值雷诺数之比、幅值雷诺数、变截面面积比、声场压力、速度相位差。通过PW（粒子成像测速仪）测量,分析了流场结构特征,并与CFD计算结果对比,验证了CFD计算结果的可...     

低速离心压气机的全工况数值模拟和校核

本文选用不同的计算模型和网格数目在全流量域对NASA低速离心压气机进行了数值模拟,通过与实验数据的对比检验了计算结果的精度,为具有无叶扩压器结构的低压离心压气机确定了合理的计算方案。同时通过计算结果的观察和对比,分析了小流量下叶轮内部流场的部分变化特征。