机动管线水顶油排空油水混合物切割工艺研究

排空是机动管线的一项经常性作业。在水顶油排空过程中,不可避免地会产生混油,因此混油的切割工艺尤为关键。通过对机动管线水顶油排空作业终端混油切割流程、设备操作的分析,提出了采用1个三通球阀代替2个闸阀的切割流程,自行搭建了实验平台,测量了三通球阀的流动特性,论证了三通球阀作为机动管线混油切割阀的可行性。实验表明,新流程的使用降低了切割操作难度,提高了切割作业的快速性和准确性。     

动态旋流器湍流流场的模拟研究

采用雷诺应力模型对动态旋流器湍流流场进行模拟.模拟结果与文献实验数据基本吻合,证明该模型的正确性.其中,轴向和切向速度的模拟结果和实际结果非常接近;径向速度的模拟将有助于旋流器结构及性能的分析.所建立的模型和所使用的计算方法为深入探讨动态水力旋流器的流场特性、分离机理及结构优化设计提供了一条有效的途径.     

钛合金通海阀不同开度下的流噪声分析及优化

针对传统黄铜阀门难以满足高压工况需求的现状,首先提出了一种模块式钛合金通海阀方案,并针对流噪声问题,基于CFD技术构建了不同开度下通海阀流道的流体模型;然后,利用Fluent软件对其进行了数值模拟以分析阀门不同开度时的流场特性,并对阀门流道进行了优化。仿真结果表明:阀门开度越小,密封面附近的高速射流噪声、湍流脉动噪声越大;阀门开度越大,阀门涡流噪声越小,流动越平稳、流畅,减阻效果越好,但对阀芯的冲击力越大;综合考虑流噪声与冲击力的影响,该通海阀选50 mm开度为宜。此外,与原阀相比,优化阀降低了涡流噪声、湍流脉动噪声,改善了速度偏置现象,流动更平稳,减阻效果更好。     

一线传真

北京航天动力研究所圆盘阀成功应用于煤化工领域 近日,北京航大动力研究所两台大口径圆盘阀在煤化工客户粉煤输送单元顺利运行,替代了进口硬密封球阀,打破了国内竞争对手的垄断。     

发射场加注系统瞬变过程及其影响因素研究

根据发射场实际加注系统结构及实测任务加注数据,采用Flowmaster软件建立常温加注系统氧化剂由一级库房回流转为二级介质上塔过程的瞬态计算模型。利用所建模型,仿真分析加注级间转换过程中的瞬变过程及其影响因素。结果表明,在级间转换过程中,通过适当降低泵的转速,减小泵后电调阀及分流电调阀开度,改变各球阀的动作情况及抑制塔上介质回流均能达到降低管路中瞬时压强峰值的效果,从而削弱水锤强度,减少其对加注系统的损伤与破坏。     

水下仿生推进器阀控液压摆动关节建模与动态特性分析

采用液压驱动的模拟鱼柔性长背鳍波动运动的水下仿生推进器,当改变液压系统的流量和阀的控制参数时,其运动学参数能够迅速地做相应调整,实现平稳、流畅、连续的仿生运动。建立了阀控液压摆动关节的动力学模型,根据动力学模型得到系统传递函数,并绘制了Bode图。根据传递函数分析了阀控液压摆动关节的稳定特性、动态位置刚度特性和动态响应特性。结果表明阀控液压摆动关节具有一定的自稳定性,其工作频率与影响位置刚度的负载变化频率重叠,动态响应速度可以通过优化结构参数来调整。     

一种内支架结构对通海阀噪声的影响

在分析某通海阀噪声产生机理的基础上,给出了一种在阀体上镶嵌内支架的降噪措施,并基于CFD原理对该阀内流道进行了仿真计算,获得了阀内流体的压力场、速度场和湍动能场,然后对比了不同安装角度的内支架方案及原阀的流场特点.结果表明:采用安装角度为{105°,150°,105°}的内支架结构能够有效地提高阀内流道的最低压力、减小速度梯度、降低湍动能,从而更有利于防止汽蚀和降低涡流噪声与湍流脉动噪声.     

船用液力偶合器内部流场的CFD数值模拟

针对目前国内对液力偶合器流场三维仿真计算均采用的只取泵轮和涡轮等过度简化几何模型导致不能真实模拟内部流场,以及使部件强度分析无法开展的问题,依据"泵轮+涡轮+转动壳体"的原几何标准,采用CFD技术,并通过几何建模、网格划分和数值计算等步骤对某液力偶合器在多种滑差工况的内部流场进行了数值计算。数值计算结果表明:计算值与台架试验值的误差均满足工程要求,由此证明了该方法的正确性。     

新型液力控制系统流场研究

介绍了新研制的一种新型清洗机所采用的调压溢流阀和转速调节阀结构及原理。结合调压溢流阀和转速调节阀的结构和工作原理，运用弹性水击理论及阀和泵动作的边界条件，对两阀内部和两阀之间的管道流场建立相应的数学模型，得出管道系统的压力变化规律。在两阀内部，利用计算出来的关系式对阀内部结构尺寸参数和弹簧弹性系数进行优化设置，最后通过实验结果，检验了参数设置的正确性。     

转速对动态旋流器流场影响的数值分析

根据计算流体力学方法,对采用不同转速的动态旋流器流场进行数值模拟,深入分析了转速对动态旋流器切向速度、静压以及湍动能的影响。计算采用雷诺应力模型和混合物模型。结果表明:转速对动态旋流器切向速度和静压影响非常大,不但影响其数值大小,对其分布趋势也产生明显影响;转速对动态旋流器湍动能的影响主要集中在旋转栅附近,在转筒后半段转速对湍动能的影响明显弱化,适当提高转速甚至有抑制湍流的作用。     

装备封存快速除湿过程数值模拟

为了解决快速除湿和准确控制动态除湿过程等问题,以某型装甲步兵战车的封存除湿过程为例,将CFD（Computational Fluid Dynamics）仿真技术引入装甲装备封存技术中。针对装甲装备封存的技术要求,建立了某型装备的简化物理模型,以FLUENT为数值模拟平台,对2种不同进风方式下的封存除湿过程进行了数值模拟,得出装备内部流场及相对湿度的变化规律等详细流场信息。最后,通过分析提出了封存除湿过程的最优通风方式和除湿监测的最佳位置。     

全附体潜艇模型回转运动流场数值模拟

为研究潜艇的回转运动,在RANS方程中引入旋转坐标系科氏力和艇体惯性离心力,并采用分块结构化网格技术,对全附体潜艇模型回转运动的流场进行了CFD数值模拟。首先,推导了旋转坐标系下流场计算的控制方程,给出了科氏力和艇体惯性离心力的表达式,并将其引入到动量方程中;然后,采用RNGk-ε湍流模型以及用户自定义函数方法设置了计算边界条件,数值模拟了全附体潜艇模型(DRAPA SUBOFF)的操舵定常回转运动流场;最后,分析了所计算流场的速度、压力和涡的分布及形态,分析表明计算结果符合其规律性。     

超高压共轨喷射系统电控增压器三维流场研究

为预测增压器内流场分布、分析增压器设计的合理性以及指明增压器结构优化方向,基于FIRE软件建立了电控增压器的三维流场模型,并利用模型对增压器内的三维流动进行了模拟分析,得出了增压过程中流场的压力和速度变化及分布情况。结果表明:增压油路流场在压缩终点时,压力最大值主要分布在电控增压器出口处,速度最大值主要分布在单向阀腔和增压室的进油通道处。控制油路流场在压缩终点时,控制室压力大幅降低,增压过程中控制室出油节流孔处压力小于临界压力,可能有气化现象发生。     

空气喷涂平面成膜的双流体模型模拟

针对欧拉-拉格朗日法建模的不足,采用双流体模型对空气喷涂平面成膜过程建模,其中液相粘附成膜过程使用壁面液膜模型,动态喷涂过程使用涂层沉积模型,研究了空气喷涂喷雾流场形成过程、喷雾图形和动态喷涂平面涂层厚度分布。模拟结果与现有研究结果对比表明,喷雾流场形成过程和液膜形态与使用欧拉-拉格朗日法模拟得到的结果一致,喷雾图形与实际喷雾图形变化规律相符,涂层截面厚度分布与β分布吻合。双流体模型可为研究空气喷涂涂料成膜机理及规律提供一种新的手段。     

仿真模型库动态管理框架及关键技术研究

仿真模型动态管理是一项复杂的过程,在仿真中所涉及的模型种类繁多,类别不一。为了有效地对仿真模型进行动态管理,分析了仿真模型库动态管理体系框架,研究了仿真模型库动态管理的标准化问题和几项关键技术,包括模型匹配、模型组合及组合过程中需解决的关键问题、模型自动选择的条件及基于人工神经网络的模型自动选择等,并给出了实现的方法。     

气态煤油超声速燃烧简化化学反应模型

为探究超燃冲压发动机燃烧室中煤油燃料燃烧的化学动力学过程，综合采用敏感性分析方法与路径分析方法，针对RP-3航空煤油三组分替代燃料的详细反应模型进行简化，建立一种适用于超声速燃烧流场数值模拟的新型26组分89反应简化燃烧反应模型。采用该简化燃烧模型对RP-3航空煤油替代燃料的点火、燃烧特性进行数值模拟，并与详细反应模型结果和试验数据进行对比校验。此外，将该简化燃烧模型与超声速燃烧流场计算方法相结合，数值分析了典型超燃冲压发动机燃烧室流场内化学动力学特性。研究结果表明：新型简化燃烧反应模型在不影响数值模拟精度的前提下，有效减少了反应组分与反应方程个数，提高了超声速复杂燃烧流场的数值模拟效率，并且能够准确获得烯烃、炔烃等重要中间燃烧产物以及小分子活性基团的空间分布规律，给出更全面的流场信息。     

二维水翼空化流动的数值模拟

基于RANS方程,结合不同湍流模型与空化模型对粘性流中二维NACA66012模型水翼附近流场进行数值计算与模拟.计算得到固定攻角、固定来流速度时升力系数和阻力系数随空化数的变化规律以及固定空化数时升力系数随攻角的变化规律,并对相应流场进行分析.在二维水翼空化流动的准稳态模拟中,重点对比分析了不同湍流模型、空化模型对空化流动模拟结果的影响,并将计算结果与实验数据进行比较.研究结果表明,在二维水翼附近空化流动的数值模拟中,采用k-ω湍流模型和均相流空化模型计算得到的结果与实验数据吻合较好.最后,采用分离涡模型对不稳定的空化流动进行了瞬态模拟,并得到空化流动的变化规律.     

冷喷涂粒子速度影响因素的数值模拟与分析

冷喷涂过程中,粒子速度直接影响冷喷涂材料改性效果.由于射流流场为超音速气固两相冲击射流,用实验方法研究粒子速度的影响因素很困难,为此通过数值模拟方法再现流场中粒子速度的变化情况.用Fluent软件以冷喷涂技术中超音速气固两相射流流场为研究对象,对于气固两相流的模拟,则采用颗粒轨道模型(欧拉-拉格朗日模型)获得粒子在射流流场的速度变化情况;分析粒径、材料、喷涂距离以及载气等因素对粒子速度的影响.进一步优化冷喷涂工艺方案,得到了粒子特性与粒子到达基板前最大速度之间的优化关系.     

压电驱动器动态特性试验研究

为掌握压电驱动器在复杂力-电工作场中的动态特性,在压电驱动器位移动态测试台架上,对试制的压电驱动器在不同电场(限流电阻、驱动电压)和机械载荷(预紧力)下的输出位移特性、响应特性、输出力特性进行了试验研究。结果表明:试制的压电驱动器输出响应迅速,受限流电阻、预紧力和驱动电压的影响非常小,其频率响应可以达到2 kHz;驱动电压对压电驱动器最大位移输出和稳态位移影响最大,驱动电压升高,输出位移基本呈线性增加;随着限流电阻增加,压电驱动器最大输出位移减小,适当增加限流电阻和预紧力能够抑制位移波动;该压电驱动器在140 V驱动电压、2.2Ω限流电阻的情况下最大位移可达54μm,输出力大于840 N,能够满足压电喷油器球阀升程和球阀抬起力的要求。     

凝结水泵三维流场数值模拟与分析

为深入理解和分析电站凝结水泵性能,采用计算流体力学方法(CFD)对其内部复杂的三维流场进行了数值模拟与分析.首先,建立了某三级凝结水泵各部件几何模型,并对其进行网格划分.通过求解RANS方程对凝结水泵内部三维流场进行数值求解,湍流流动采用SST模型进行模拟.计算得到该泵若干工况下的扬程和功率等性能参数和泵内部流动特征,计算结果与试验数据吻合很好.模拟结果及分析表明:采用CFD方法模拟结构复杂的凝结水泵内部流动和进行性能预报是可行的.通过内流场分析还发现导叶体等部件的设计有可改进之处.