三叶膨胀管换热器壳程强化传热的数值研究

三叶膨胀管是一种新型强化传热管,针对纵向流换热器特点,设计了三种不同管束结构参数的三叶膨胀管自支撑纵向流换热器。应用FLUENT软件及Realizable k-ε湍流模型,对三种不同结构参数的三叶膨胀管换热器壳程强化传热特性展开了数值模拟,并通过与实验数据的对比,验证了计算模型的可靠性。计算了不同壳程介质流速下,三叶膨胀管换热器壳程的换热系数与压降值,并获得了壳程流体流线以及相应的温度场、速度场和二次流分布图。结果发现,在...

圆管内三角翼涡流发生器CaCO3污垢特性

采用CFD软件模拟研究管内三角翼涡流发生器CaCO3污垢特性,考察涡流发生器排列间距、攻角、翼长及夹角对污垢热阻的影响。结果表明,在涡流发生器翼片两侧产生2个对称的运动方向相反的涡旋,且装有涡流发生器的强化管的污垢热阻小于光管的污垢热阻,说明涡流发生器对壁面边界层的扰动可有效抑制污垢的沉积。渐近污垢热阻随间距的增加而增大,且增速逐渐变缓;渐近污垢热阻在攻角小于90°时,随攻角的增加而增大,在攻角大于90°时,随攻角的增...

开式横流热源塔传热传质特性分析

以开式横流热源塔为研究对象,建立塔体内传热传质数学模型,并采用Matlab软件对数学模型编程求解。根据实际工程的测试数据验证数学模型的准确性,进而运用该数学模型分析热源塔冬季传热传质的特性,并通过对空气流量、载冷剂流量、热源塔空气进口干球温度和含湿量、载冷剂进口温度的研究,帮助改善热源塔的换热性能。

加装SLVD的预制装配式混凝土消能减震框架抗震性能分析

为研究扇形铅黏弹阻尼器(SLVD)对预制装配式混凝土(PC)框架抗震性能的提升效果和其设计参数对PC框架抗震性能的影响规律,建立Abaqus精细化有限元模型,与试验结果对比验证模型正确性。对比加装SLVD的PC消能框架与RC框架抗震性能的差异,分析不同铅芯直径、橡胶硬度和扇形半径三个关键设计参数对PC消能框架抗震性能的影响。研究结果表明:SLVD在PC消能框架中起“耗能腋撑”作用;铅芯直径对整体结构抗震性能影响较大,随铅芯直径增大,结...

船模阻力评估模块开发

依托数值水池创新专项,文章借助商业软件STARCCM+方便的可视化界面以及工程应用的经验,探索出了一套船舶阻力计算策略,然后通过策略移植和转化,开发出了基于Open FOAM的船模阻力评估模块。为了达到工业化应用的要求,在开发船模阻力评估模块时不仅力求精确性而且还要兼顾鲁棒性。最后在12艘不同类型单桨商船25个工况点的测试计算中,所有样本点的计算精度都达到了3%以内,船模阻力评估模块的工程实用性得到了验证。

耳与上气道数值研究的临床应用进展

耳与上气道是人体的门户器官,因结构精细而狭小,传统医学对其进行的非侵入性研究以及临床诊疗效果总是不尽人意。随着计算机技术的发展,数值模拟成为一种有效的辅助研究手段,能够对耳与上气道诊断与治疗进行再现和评估,是推动基础医学与临床诊疗技术发展的有力手段。回顾数值模拟方法在耳与上气道结构与功能的关系、疾病对功能的影响、临床诊疗技术评估以及相关医疗器械设计等方面的应用,并对数值研究在耳与上气道的临床应用进行展...

珠江口夏季海陆源有机碳的模拟研究——分布特征、贡献比重及其迁移转化过程

基于经过验证的三维水动力-水质模型,对珠江口夏季有机碳进行海陆源区分,并对海陆源有机碳的分布特征、贡献比重及其通量过程进行研究.结果表明,水平方向上,珠江口夏季陆源(海源)有机碳浓度从口门到外海逐渐降低(升高),在表、底层海水中平均浓度分别为1.45和0.87mg/L(0.97和1.05mg/L);垂直方向上,在层化水域陆源(海源)有机碳浓度从上到下逐渐递减(升高),在非层化水域海陆源有机碳浓度垂向分布较为均匀.珠江口夏季海源有机碳贡献率...

热高分系统非对称管系流场平衡注水方法研究

基于不同的连续注水方法,对高Re数条件的多相流非对称管系展开了数值模拟分析。分析采用了工程中普适性较高的标准k-ε模型,结果显示,主管段的不对称结构是导致流场不均衡的主要原因,而支管段中各个三通虽然会抵消这种不均衡,但效果并不明显,因而在低注水量工况,主管段各弯头区域等处流场将发生扰动、并存在湍流;而在高注水量工况,流场不均衡性将得到缓解,主管段各弯头区域等处的湍流动能与Re数显著降低,流场进入支管后将呈现层流态...

导叶不同开度下水泵水轮机内流特性分析

为研究预开导叶不同开度下的内流特性,以某抽水蓄能电站水泵水轮机模型为研究对象,基于SST k-ω湍流模型,进行预开导叶不同开度下全流道三维非定常数值模拟和分析,并与试验结果进行对比验证.探讨活动导叶与转轮之间,以及转轮内的旋涡分布情况,定量分析了转轮受力情况和尾水管压力脉动.结果表明:在同步导叶开度一定的情况下,随着预开导叶个数的增加,其过流部件的流量将会增大,且存在于活动导叶和转轮区域的高速水环也会被破坏,形成紊...

双螺杆制冷压缩机工作过程的数值模拟

双螺杆制冷压缩机由于其独特的优势已被广泛应用,但由于其复杂的转子结构及型线设计,对该类压缩机的整体性能的预测一般采用一维数值模拟或经验方式得到,但是该类方法无法获得压缩机内部流体压力场和温度场的分布情况。根据试验用螺杆压缩机建立了三维模型,利用结构化动网格技术,通过CFD软件对双螺杆压缩机的内部流场进行了三维数值模拟,分析了流体在压缩机内部的流动及热力学参数分布状况,得到了压缩机内部压力场、温度场和速度场...

深空撞击器结构设计与侵彻数值模拟

设计了一种用于深空探测的撞击器结构,并借助有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对其侵彻性能进行了数值模拟。根据主要技术指标要求设计了撞击器结构,建殳了撞击器撞击混凝土靶标的数值仿真模型,混凝土靶标模型材料采用HJC本构模型,对撞击器垂直侵彻靶标与斜侵彻靶标进行了仿真。仿真结果表明,当该撞击器在撞击初速度700 m/s下,倾角15°攻角5°范围内侵彻深度可达到1m以上,最大过载为41671~45530g。数值模拟所得过载数据为后续内部载荷强...

涡流管热冷出口压力比对其性能的影响研究

采用Fluent数值模拟的方法,以R41、R23、R32、R290、R1234yf、R134a为工质对涡流管进行三维数值模拟,得出不同工质涡流管制冷效应、制热效应以及分离效应随热冷出口压力比的变化规律,并以R41为工质分析不同流道数目涡流管性能随热冷出口压力比的变化规律。模拟结果表明:R41的制冷、制热以及分离效应最好,最大分离效应可达5 K左右;不同工质涡流管制热效应以及分离效应随热冷出口压力比的增大而增大,制冷效应随热冷出口压力比的增大...

秋千参数自激振动的数学模型与数值模拟

将秋千视为变长度单摆,基于归一化高斯函数构造了摆球相对摆杆的速度表达式.在此基础上建立了秋千的非线性动力学微分方程,并据此数学模型对秋千运动进行了数值模拟,得到了秋千的运动规律和功能转化的机制.

基于OpenFOAM的综合管廊舱内燃气泄漏扩散数值模拟

为实现综合管廊燃气泄漏扩散的精确高效模拟分析,进而为综合管廊燃气泄漏事故的安全防控提供技术支撑,利用OpenFOAM对城市地下综合管廊舱内燃气泄漏扩散进行数值建模计算,研究分析通风受限空间内的燃气泄漏扩散规律,并结合对应急响应时间的分析验证了通风策略的有效性。研究结果表明:气体射流作用与浮升力作用是影响综合管廊燃气泄漏扩散浓度分布的重要因素,采取合理的通风措施可有效加速燃气的流动与扩散,缩短燃气泄漏报警响应时...

不同隧道坡度下射流风机临界风速研究

为研究隧道坡度对射流风机临界风速的影响,通过理论分析与数值模拟,采用全尺寸隧道模型和5种不同火源功率,考虑0%,±1%,±3%,±5%,±7%9种不同隧道坡度,研究隧道坡度对射流风机临界风速的影响规律。结果表明:坡度对射流风机临界风速有较大影响。在射流风机与火源纵向间距不小于100 m情况下,即其临界风速与火源纵向间距无关;当上坡时,其临界风速与火源功率的1/3次方成正比,坡度越大,临界风速越小;当下坡时,其临界风速与火源功率的1/3次...

水下V形坡隧道烟气温度纵向衰减研究

为研究水下V形坡隧道的火灾烟气温度分布,首先采用理论分析和数值模拟相结合的方法,分析水平隧道、单坡度隧道和V形坡隧道内的烟气流动及温度分布特性;然后探究隧道坡形对烟气运动的影响及不同坡形隧道的温度分布差异;最后构建一种适用坡度在1%~8%的V形坡隧道内烟气温度衰减的预测模型。结果表明:V形坡隧道内的沿程温度衰减服从指数函数分布,相比单坡度隧道上游的温度衰减缓慢,相比单坡度隧道下游的温度衰减迅速,同时比水平隧道的...

核级管端法兰面在线堆焊修复的残余应力

采用数值模拟的方法研究了某一核级管端法兰面在线堆焊修复过程中的焊接顺序及堆焊厚度对残余应力和变形的影响。模拟结果表明,由于法兰内外侧厚度不同以及内外壁连接管的刚性差异,采用从内至外的焊接顺序可以得到整体较小的焊接残余应力和变形。当堆焊厚度为20 mm时,外壁管道焊缝处的轴向残余应力接近材料的屈服强度;当堆焊厚度不超过15 mm时,外壁管道焊缝处的残余应力远低于屈服强度。采用优化的焊接工艺制作了等比例模拟件,并采...

渤海M油田未动用砂体油气界面敏感性分析及开发策略研究

A砂体为渤海M油田ODP实施阶段预测储量升级的潜力砂体,ODP实施过程均有不同的开发井在这个砂体上钻遇了储层,落实了油水界面,储量具有一定规模。但与A砂体相邻断块的砂体钻遇了气层,结合两个砂体气层属性响应特征,认为A砂体构造高部位存在气顶风险,气顶规模的不确定性影响了砂体的开发。

采动应力影响条件下护巷煤柱留设尺寸研究

为了优化煤柱尺寸及提高采出率,采用理论计算法和数值模拟法对腾晖煤矿合理煤柱宽度进行了研究。结合该矿2-204工作面的实际地质条件和开采条件,首先利用理论计算法得出护巷煤柱的合理留设尺寸,然后利用FLAC3D数值模拟软件分别模拟不同宽度的护巷煤柱,得出了相应的塑性区图和应力分布图。通过数值模拟与理论计算综合分析比较,确定当护巷煤柱宽度取27 m时,材料大巷稳定性相对较好,并且能够有效提高煤炭采出率,确保采动应力扰动下被...

地面钻井双层套管剪切变形的应力传递特性

针对采动条件下钻井井身易失稳破断的难题,采用数值模拟的方法,研究了地面钻井双层套管剪切变形过程中的应力传递特性,结果表明:双层套管剪切变形过程中,外层套管的峰值应力和应力集中区面积均大于内层套管;随双层套管剪切位移增大,应力传递系数整体呈现先快速增大再缓慢增大的变化趋势;此外,随填充层厚度增大和填充材料弹性模量降低,双层套管的应力传递系数逐渐降低。在上述研究基础上,提出了增大填充层厚度和选择柔性填充材料的...