空化效应下高压喷嘴结构对燃油喷雾特性的仿真研究

针对喷孔内部出现的空化现象,运用计算流体力学和计算燃烧学,数值模拟了喷嘴结构对燃油喷雾及燃烧情况。结果发现:喷孔入口圆角半径和喷孔直径对燃烧过程都有显著影响。喷孔入口圆角半径的增加以及喷孔直径的增大,从根本上都会使得对燃油初次破碎起重要作用的喷孔内部空化现象减弱,从而降低燃油与空气形成的混合气质量,并最终对燃烧过程产生不利影响。喷孔夹角的增大虽然使得喷孔内部的空化现象得到加强,从而改善燃油的初次破碎情况。喷孔长度对燃油的喷雾特性,几乎没有任何影响。     

异形预旋喷嘴流量系数的测量研究

在一个单独的静腔系统中对分别具有30?,25?,20?,15?预旋进气角度的预旋喷嘴面板进行实验研究。得到了预旋角度,长径比,进出气压比,扩张面积比对预旋喷嘴流量系数的影响,并分析了实验测量以及处理过程中的随机误差和系统误差。结果显示流量系数随着进出气压比的增加而线性增加,预旋孔进口扩张能有效提高流量系数,随机误差是影响实验结果的主要因素,系统误差则有可能使个别数据出现较大误差。     

Large eddy simulation of serration effects on an ultra-high-bypass-ratio engine exhaust jet

Serrated jet nozzles are considered to be an efficient and practical passive control approach for jet noise. However, some fundamental mechanisms of serration effects on jet noise are not fully understood, especially in terms of the sound source. In this paper, a high-fidelity simulation framework using large-eddy simulation (LES) is demonstrated to predict near-field turbulence and far-field acoustics from an ultra-high-bypass-ratio engine with round and serrated nozzles. Far-field sound is predicted using Ffowcs Willams–Hawkings (FWH) integration. The results show that the serrated nozzle increases mixing near the nozzle and hence the turbulence decay rate, reducing the turbulence level downstream. The serrations shift the energy from the low frequencies to the high frequencies and decrease overall sound pressure levels by about 3 dB over the low-frequency range. Sound sources are analysed based on fourth-order space–time correlations. There are six major source components ($R_{1111}$, $R_{2222}$, $R_{3333}$, $R_{1313}$, $R_{1212}$, and $R_{2323}$) inside the jet shear layers. The serrations are able to reduce the amplitude of these source terms, causing them to decay rapidly to a level below the round nozzle jet within 2D downstream of the nozzle.     

基于数值模拟的高压磨料射流喷嘴流场分析及结构优化

为得到高压磨料射流喷嘴内部水流和磨料颗粒运动分布的最佳特性,本文基于二相流理论,利用数值模拟方法研究了高压喷嘴内部混合水相的速度及湍流强度分布,重点分析了磨料入口位置对喷嘴出口处磨料颗粒收束性及喷嘴内壁面磨损状况的影响,并提出了减轻壁面磨损的改进措施。结果表明,距喷嘴中心轴线距离越远,喷嘴内部混合水相的湍流强度越低,但由于磨料入口处存在旋涡,混合水相速度则随之先降低后升高。随着磨料入口位置越靠近高压水入口,出口处磨料的收束性呈现先变好后变差的趋势,磨料颗粒则会大量聚集于磨料入口与上壁面交界处,造成喷嘴内壁磨损,此时可通过在后壁面和上下壁面使用圆角过渡来改善射流流向,进而减少聚集处磨料颗粒的体积分数。     

自由旋涡气动窗口全流场的数值模拟

建立自由旋涡气动窗口全流场仿真模型,对大密封压比气动窗口的全流场展开数值研究,得到自由旋涡气动窗口的流场结构,发现大密封压比气动窗口形成的自由旋涡射流在光束输出通道内无明显的波系结构.根据模拟结果对自由旋涡气动窗口的性能进行优化,对自由旋涡喷管上壁面型线进行二次粘性修正.优化自由旋涡射流场后,激光器输出光束通道内压力分布稳定上升;增加扩压器外端壁吹气1.19MPa、内端壁吹气1.68MPa时,自由旋涡射流总能提高,气动窗口密封压力从37.5torr降低至6torr.该研究结果对自由旋涡气动窗口技术的发展具有参考意义.     

医用水刀喷枪的设计

根据流体能量损失、流速、流量与枪体结构的关系,选择合适的喷嘴形式,选择合理的射流部分参数,提出为提高水刀喷枪可靠性采用的枪体内加过滤网、可更换堵塞的射流管、可调节的握柄、可清除残留组织细胞的负压吸引外管的结构,从而使水刀喷枪达到可多次使用,且故障率低或快速排除故障的性能.     

可调式喷射器流场数值分析

建立了可调式喷射器的数学模型,使用FLUENT软件模拟了调节锥在不同位置的喷射器内部流场.结果显示,喷射器轴线上的压力在等截面混合室中呈线性增加;在扩压室的初始段升高迅速,中后段升高缓慢.混合室内中心部位的流速与边缘流速差异较大.调节锥轴向进入喷嘴喉部使激波位置移向上游,工作流量减少.     

Fabrication and characterization of 3D scaffold using 3D plotting system

In this paper, we design and fabricate a 3D scaffold using rapid prototyping (RP) technology for tissue engineering. The scaffold should have a three-dimensional interconnected pore network. We fabricate a polycaprolactone (PCL) scaffold with interconnecting pores and uniform porosity for cell ingrowth using a 3D plotting system. In order to keep the three dimensional shape under mechanical loading while implanted, we design an oscillating nozzle system to increase elastic modulus and yield strength of PCL ...     

喷气涡流纺喷嘴中纤维运动的数值模拟

建立了能够反映柔性纤维物理与力学特征的二维模型,结合任意拉格朗日-欧拉法,求解纤维在喷气涡流纺喷嘴中与气流相互作用的流固耦合问题及纤维与喷嘴壁面的接触问题,数值模拟纤维在喷气涡流纺喷嘴高速气流中的运动与变形.研究表明,在喷嘴内气流的作用下纤维随时间呈现波浪形的螺旋运动,并向下游运动,在此过程中与锭子内壁多次发生接触;纤维尾端在完全进入锭子之前以较大的幅度在喷嘴壁面间进行螺旋回转,从纤维束中分离出来并做包缠运动,使纤维束加上捻度;纤维加捻的强度可以用纤维尾端周期性转动的幅度与频率表示.     

燃气轮机双燃料喷嘴燃油内流场特性仿真分析

作为燃气轮机中的重要部件,喷嘴内部结构直接决定了燃油燃烧和动力输出效率,设计喷嘴结构并开展喷嘴中内流场特性仿真分析成为新型燃气轮机开发的研究重点。使用Solidworks软件对双燃料喷嘴结构进行设计,并对其燃油流道进行数值模拟。利用Fluent软件先对喷嘴燃油的整体内流场进行数值k-epsilon模拟,再使用流体容积法（VOF）方法对喷嘴燃油的核心流道进行数值模拟,研究喷嘴燃油流道的特性。结果显示燃油流道的质量流量、进口流速和核心流道进口流速随着进口压力的增大而增大;雾化锥角会随着进口压力的增加而增大,且当进口压力超过0.5 MPa时,雾化锥角最终会稳定在110°左右;同时结合相关实验数据与仿真数据进行对比。本文的仿真研究为燃气轮机喷嘴的结构改进提供了依据。