逆流式冷却塔填料及淋水分布的数值优化设计

在逆流式自然通风冷却塔流场、温度场和湿度场数值模拟工作的基础上 ,采用数值分析的方法研究了非均匀填料分布及非均匀淋水密度分布对提高冷却效率的影响 ,结合某电厂的工程设计实例 ,给出了最佳的填料层分布及淋水密度分布     

大型冷却塔的风致振动响应数值分析

风荷载是大型冷却塔建筑设计的主要荷载之一,通过风振时域分析可以全面地了解塔身的风振响应特性。本文探讨了采用线性滤波法中的自回归模型(auto-regressive,AR)模拟大型冷却塔风致振动响应的数值方法。首先根据AR模型,基于随机模拟方法,计算冷却塔表面不同高度的随机脉动风压。通过将随机脉动风压和平均风压作为冷却塔表面的外载,采用有限元分析软件计算某冷却塔的风致振动响应。结果表明,基于随机脉动风荷载模拟的数值计算方法,能正确反映冷却塔塔身的风振响应。该方法特别适用于冷却塔高度超出规范要求的情况下,评估冷却塔的风振响应。     

大型冷却塔结构分析的回顾与展望

本文对火力发电厂为节约冷却水而设立的重要构筑物——大型冷却塔的结构分析现状给以简要评述,特别是对北京大学力学系在近２０年的研究工作给以总结,并且提出一些迫切需要研究的课题     

大型冷却塔结构分析的若干问题

简要介绍大型自然通风冷却塔结构设计中所遇到的问题,以及冷却塔的应力分析、抗震分析、稳定性分析和风振等研究的进展.     

动网格模拟风振对超大瘦高型冷却塔风荷载的影响

利用Fluent软件对超大瘦高型冷却塔的风荷载进行了CFD数值模拟,获得冷却塔外表面的三维流场特性和风压系数分布曲线,并与规范数据进行比较,以验证数值模拟的准确性;利用CFD动网格研究风振条件下冷却塔内外壁的风压分布。结果表明:考虑风振特性后,冷却塔外壁风压呈现增大的趋势,最大负压位置即流动分离点在考虑风振时产生了滞后;对于本文研究的上下开口结构而言,在考虑风振作用后内部风压系数的绝对值整体偏大,且内部高压区的位置发生了变化;不考虑风振时内部风压高压区发生在接近塔底的区域,而考虑风振特性后,内部风压高压区发生在接近塔顶的区域。这说明风振在一定程度上改变了冷却塔内部风压的分布。     

自然通风冷却塔的实验及有限元分析

本文以宁海电厂二期冷却塔为例简要介绍了冷却塔进行刚性模型及气弹模型试验的情况,用通用有限元软件ANSYS及专用冷却塔抗震分析软件LBSD进行冷却塔内力分析、稳定性分析、抗震分析,用刚性模型试验结果计算风振系数,并将计算结果与气弹模型试验的结果进行比较,所得结果对相关冷却塔设计与安全评估有重要工程意义.     

挤出平缝口模优化设计

挤出平缝口模通常用于加工膜和片材,对产品厚度的一致性有很高要求。本文给出了结合聚合物成型模拟技术、设计灵敏度分析和数值优化技术的口模形状优化设计方法。以最小压力降为目标函数,口模出口处任意点的速率与出口已知速率相对误差的平方和小于容许误差为约束函数,口模形状参数为优化设计变量,给出了目标函数的表达式,推导了日标函数、约束函数对优化设计变量的灵敏度公式。利用灵敏度分析和基于梯度的优化算法即序列二次规划算法(SQP法)求解最优设计参数。通过算例表明,应用该法进行口模优化设计可以减小压力降和口模出口速率变化率。     

沟槽表面填充材料对界面摩擦振动噪声的影响

采用机械加工方式,在基体(蠕墨铸铁)表面加工出平行且等间距的沟槽,并在沟槽中分别填满铝材料和锻钢材料,对该填充材料试样和基体试样进行界面摩擦噪声试验,并采用数值模拟方法加以分析,得出界面摩擦振动噪声行为在不同沟槽填充材料下的变化特性,并将不同界面摩擦磨损行为与振动噪声动态关联起来.试验及数值模拟结果表明,在沟槽中填充铝材料加剧界面磨损,增大摩擦系数,并加速系统不稳定振动的产生,增大噪声强度,而在沟槽中填充钢材料能有效延缓界面不稳定振动和摩擦尖叫噪声信号的产生.此外,计算结果表明,界面磨擦磨损行为导致的界面接触非线性特性是产生多频率不稳定振动和噪声的重要因素.     

横向风对自然通风干式冷却塔空气流场影响的模型实验研究

本文通过模型实验手段研究了横向风对自然通风干式冷却塔空气流场的影响问题。研究揭示了产生影响的主要原因，并提出了有效的改进建议     

A Numerical Investigation on the Laminar Boundary Flow Layer with Transpiration Cooling

Heat transfer characteristics in the laminar boundary layer with transpiration cooling function are numerically analyzed by an integral method. The effects of coolant injection ratio, and the Re and Pr numbers of the exterior hot flow on the temperature at porous plate surface are discussed. The numerical results and discussions indicate that the surface temperature falls with an increase of coolant injection ratio, the temperature distribution on the surface is not uniform, and the effects of the Re number under lower Pr number condition are distinctly different to that under the higher Pr number condition.     

喷水冷却对聚丙烯纤维混凝土高温后力学性能的影响

通过进行高温后不同冷却条件下（自然冷却和喷水冷却）聚丙烯纤维混凝土与普通混凝土的力学试验,分析了温度和冷却方式对聚丙烯纤维混凝土的质量损失、单轴抗压强度、峰值应变、杨氏模量和显微结构等性能的影响．试验结果表明,随着温度的升高,混凝土的弹性模量与抗压强度都呈下降趋势．聚丙烯纤维混凝土在经历高温后内部纤维熔化,留下大量空隙,使得混凝土高温后的力学性能进一步恶化．通过显微镜观察到,喷水冷却下的混凝土试件中产生大量的裂缝,内部结构更加疏松．此外,通过对试验数据的统计分析,建立了在不同冷却条件下,聚丙烯纤维混凝土的相对抗压强度和杨氏模量随温度变化的关系式．     

气膜孔径向角角度对冷却效率的影响

为了探讨在不同径向角下动量比和湍流度对圆柱形气膜孔流动和换热的影响规律,采用数值模拟方法,研究了涡轮叶片的冷却效率.结果表明:随着动量比的增大,二次流出口处高温区域逐渐偏离气膜孔出口叶片的下游区域,气膜孔出口二次流的影响范围变大;二次流径向角β越大,其自气膜孔出口流出后在叶片表面的轨迹偏斜程度就越大;在湍流度保持不变的情况下,随着动量比增加,冷却效率随着x/d值的增加在总体上呈现逐渐减小的趋势;随着湍流度的增大,冷却效率先增加后减小;在动量比I≤2时,冷却效率随着湍流的增大而减小;随着径向角的增大(0°～45°范围内),冷却效率逐渐降低.     

Numerical Simulation of Aerodynamic Characteristics of Two Rectangular Cylinders in Side-by-side Arrangement

We present numerical results of flows around two rectangular cylinders in side-by-side arrangement by three-dimensional computations. The two rectangular cylinders are arranged with various distances between the cylinders. The three-dimensional flow structures around two rectangular cylinders denote significant features depending on the distance between the cylinders. In our computations, the Reynolds number Re is set as 10,000, and both the aspect ratio of section of two rectangular cylinders and the distance between the cylinders are considered as parameters to calculate the flow around two rectangular cylinders. The obtained numerical results are also compared with experimental data.     

Optimization of the Flutter Load by Material Orientation

Abstract

The present work concerns optimization of the stability of composite plates for supersonic flutter. A Finite element model of the structure is applied. The individual material orientation within each finite element defines the degrees of freedom in the design space. Design iterations are based on analytical sensitivity analyses, derived by Pedersen and Seyranian. Plaut's flutter instability condition is discussed. The condition implies the possibility of an accurate flutter analysis without reducing the eigenvalue problem. For one particular choice of material, an optimal design, in the case of a rectangular, simply supported plate, is found. Design iterations on a delta-shaped plate supported as a cantilever are discussed. A condition for when static divergence is not a possible consequence of the aerodynamic load for any design is derived.