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  • 【论文】 聚脲喷涂喷枪的设计研究及FLUENT仿真分析

    作者:单俊鑫 关键词:聚脲喷涂 ; 撞击流 ; 喷枪 ; 混合室 ; 清洗系统 机构:东北林业大学 ; 东北林业大学 年份:2017
    摘要:随着工业化与城市化进程的日益加快,对涂装技术的要求在不断提高。其中,聚脲喷涂技术因其优异的性能而被广泛运用于成产制造当中。但聚脲涂料的两种组份得不到充分的混合时,极易导致涂层质量不佳。且聚脲材料的两种组分的反应速度极快,不能提前混合,必须在喷枪内撞击混合后迅速喷出,因此,喷枪对提高聚脲喷涂的混合效果和喷涂质量起到关键作用,故对喷枪的研发具有极其重要的意义。目前,聚脲喷涂喷枪普遍采用一级撞击单一T型结构,该结构极易造成涂料化学反应不充分,降低喷涂效果。同时,常规清洗系统也容易导致喷枪清洗不彻底,造成喷枪内部腐蚀,缩短喷枪使用寿命。为了提高喷枪的混合和清洗效果、更方便的调节物料进给量和改变喷涂图幅的形状,本文对聚脲喷涂技术的深入研究之后,基于撞击流理论,设计了新型聚脲喷涂喷枪;该喷枪的混合室采用两级撞击混合,两级撞击分别采用两组T型和两组Y型对撞混合形式,同时该喷枪采用一组T型高压空气清洗系统,并且改进了物料供给装置和雾型调节系统;之后,利用Solidworks建立了喷枪整体的三维模型;利用FLUENT流体分析软件对新型喷枪混合室和清洗系统与传统喷枪结构进行仿真对比,从速度、压力、湍流强度、微观混合时间等角度论证新型喷枪混合室和清洗系统改进后的增益效果。以期为聚脲喷涂喷枪的设计提供理论依据,同时对其它撞击流混合器的相关研究提供参考。研究结果表明:通过改进喷枪的结构,本文设计的新型聚脲喷涂喷枪的混合效果和清洗效果都有了质的飞越。聚脲材料在本喷枪内混合后的雷诺数远大于2320,能够实现很好的雾化效果;流体在喷枪内停留的总时间约为5.71ms,在第一和第二混合室内的微观混合时间分别约为0.89和0.32ms,微观混合时间小于1 ms,可满足具有反应迅速、固化时间短特性的聚脲材料混合要求;流体在第一、第二撞击区存在剧烈的压力波动,但在物料导流通道内的压力均匀的分布在5.58~5.92Mpa之间,一方面证明了该喷枪导流通道设计合理,另一方面,此喷枪结构还增加了撞击混合强度;2T+2Y型混合室第一撞击区混合效果明显优于1-1T型混合室,故采用多组T型或Y型对撞混合形式可增益喷枪的混合效果;且2T+2Y型混合室第二撞击区的混合效果较第一撞击区好,故合理增加撞击流混合室的混合级数可有效的优化喷枪的混合效果;混合区域主要集中在撞击区,导流管等其他区域对混合效果贡献不大;较单一高压空气源的清洗系统,T型高压空气进入通道的清洗系统极大地提高了流体的清洗效果,且高压空气入口半径为1.8mm可满足较高的清洗要求。
  • 【论文】 AZ31B镁合金双弧焊接熔滴行为的FLUENT模拟

    作者:张赛钰 关键词:FLUENT ; AZ31B镁合金 ; 双弧焊 ; 熔滴行为 ; 数值模拟 机构:南昌大学 ; 南昌大学 年份:2017
    摘要:本文根据AZ31B镁合金的特性和物性参数,结合熔滴过渡理论和自由表面跟踪算法VOF法,并利用ANSYS Workbench集成下的FLUENT软件,结合UDF函数开展AZ31B镁合金双弧焊和单弧焊熔滴过渡行为的数值模拟,同时借助图像采集系统和图像处理技术进行了实验验证,以期为AZ31B镁合金双弧焊焊接工艺参数的优化提供一定的理论参考。本文首先借助软件Workbench14.5建立了一个新颖的二维非对称的AZ31B镁合金双弧焊数学模型,并用FLUENT14.5软件借助UDF函数同时优选VOF模型来追踪镁合金双弧焊熔滴的自由表面,模拟了旁路电流为100A不变的情况下,总电流分别为170A,220A和280A时对熔滴过渡整个过程的影响。为了具体的了解总电流对熔滴偏移距离的影响,以10A的间隔模拟了总电流从170A增加到280A的熔滴的偏移距离并进行了规律分析。为了优化焊接参数,研究了镁合金双弧焊接熔滴过渡的临界电流,得到的结果大致为195A,并探讨了不同的总电流条件下获得射滴过渡(包括射流过渡)的旁路电流的范围大小。然后,搭建了AZ31B镁合金双弧焊焊接实验系统,拍摄得到了旁路电流为100A,总电流为170A,220A和280A时的熔滴图像,借助Matlab软件编写的一系列算法,分别选取熔滴图像的一个典型时刻进行了处理,最终得到了熔滴的边缘轮廓尺寸,结果显示实验得到的镁合金双弧焊熔滴的尺寸与模拟结果之间的误差很小,最大误差只有6.78%。最后,在保证焊接平台主要参数相同的情况下,对比了镁合金双弧焊和单弧焊的临界电流和熔滴内部速度场的不同,结果显示镁合金单弧焊的临界电流为224A,与镁合金双弧焊相差29A;在同样的焊接电流下镁合金单弧焊熔滴的最大速度是1.71m/s,而添加100A旁路电流的镁合金双弧焊熔滴的最大速度是2.58m/s,最大速度变大。
  • 【期刊】 基于FLUENT的浮船坞抱桩泊碇受力仿真

    刊名:船舶标准化与质量 作者:管官 ; 年继业 ; 杨蕖 关键词:FLUENT ; 浮船坞 ; 抱桩泊碇 ; 仿真 机构:大连理工大学船舶CAD工程中心 ; 大连理工大学船舶CAD工程中心 年份:2018
    摘要:开展基于FLUENT的浮船坞抱桩泊碇受力仿真研究。利用FLUENT进行仿真实验,可对一阶波浪和二阶Stokes波浪进行仿真,通过应用UDF二次开发实现浮船坞抱桩泊碇状态下的横荡仿真,进而获得浮船坞抱桩泊碇外力。
  • 【论文】 基于Fluent的高超音速共形整流罩面形设计

    作者:曹宝峰 关键词:Fluent ; 超音速 ; 二次曲面 ; 外流场 ; 固定校正板 机构:哈尔滨工业大学 ; 哈尔滨工业大学 年份:2018
    摘要:装有红外成像探测系统的飞行器在超音速飞行状态下,其前端的头罩前的气体受到强烈压缩,会形成很薄的激波层,激波层内飞行器受到的压强变大,温度也急速升高,产生的红外辐射导致探测器的信噪比降低,从而影响飞行器的红外探测和制导功能。传统的球型整流罩在高超音速飞行下,将会受到更大的空气阻力和复杂热,共形整流罩凭借流线型的轮廓和外形,可显著降低导弹的飞行阻力,缩短飞行时间,提高光学系统的环境适应能力。Fluent作为目前国内使用最多的CFD软件之一,有很强的仿真功能和适用范围,论文基于此软件对高超音速飞行器不同面型的整流罩开展外流场特性分析。基于Fluent仿真平台,根据有限元理论建立了外流场仿真模型,计算几种不同面型整流罩的高超音速外流场的空气密度场、压强场、温度场和热流密度场,通过仿真结果评价不同面型整流罩的外流场特性。基于Fluent仿真平台,建立了不同面型仿真模型,分析各面型因素对空气动力学性能的影响。针对离心率和长径比,研究二者与空气阻力系数间的关系。研究小攻角范围内双曲型整流罩的空气动力学性能。基于Zernike像差理论,研究整流罩内表面面型优化设计方法,设计了带有固定校正板的双曲型整流罩光学系统,设计后的系统结构简单且有效降低了整流罩引入的动态像差,对设计结果进行像质评价。
  • 【期刊】 基于FLUENT的管壳式换热器的模拟研究

    刊名:《枣庄学院学报》 作者:鞠彩霞 ; 李凤刚 ; 郑奉斌 ; 董凯 关键词:FLUENT ; 管壳式换热器 ; 流体流场 机构:枣庄学院化学化工与材料科学学院 ; 枣庄学院化学化工与材料科学学院 年份:2018
    摘要:利用FLUENT软件对管壳式的换热器进行不同速度下的流体流场模拟,实现了计算结果温度场、速度场分布 的可视化,为装置的优化提供了参考.
  • 【期刊】 基于Fluent的船用防爆阀降压特性研究

    刊名:机电工程 作者:刘红 ; 沈少祥 ; 蒋兰芳 ; 闫凡 关键词:Fluent ; 阻燃片 ; 仿真分析 ; 数据处理 机构:浙江工业大学机械工程学院 ; 浙江工业大学机械工程学院 年份:2018
    摘要:针对防爆阀阻燃片的研究缺少理论指导,主要依靠实验测试完成设计的问题,提出了一种用于防爆阀降压性能的仿真分析方法。借助计算流体力学理论和Fluent软件,建立了阻燃片的计算模型,对10组不同初始压力下的阻燃片仿真结果,从结构设计和压力降角度进行了分析,使用Origin软件对仿真数据进行了拟合数据处理,分析了阻燃片内任意凸台处压力与初始压力、凸台层数的函数关系。研究结果表明:运用Fluent仿真和Origin数据拟合处理方法,有利于分析阻燃片内压力场的分布规律,获得任意凸台压力处压力与初始压力、凸台层数的函数规律公式;检验结果显示,公式值与仿真值基本一致。
  • 【期刊】 基于Fluent钻井泵泵阀阀隙流场特性分析

    刊名:建筑工程技术与设计 作者:吕云逸 ; 陈清华 ; 吴亮 关键词:阀隙 ; 流场特性 机构:安徽理工大学 ; 安徽理工大学 ; 机械工程学院 年份:2017
    摘要:对于泥浆泵的泵阀而言,目前的一些研究结果表明冲蚀磨损是导致泵阀失效的重要原因.它主要是由泥浆介质携带的固体杂质所引起的,这与泵阀的阀隙流场的流动特性有着非常大的联系,因此需要充分了解泵阀阀隙流场的流动规律及其流速分布.本文借助于Fluent软件对钻井泵阀隙流场进行分析.
  • 【期刊】 基于FLUENT的内孤立波质量源造波方法

    刊名:海洋与湖沼 作者:姜海 ; 郭海燕 ; 张林 ; 王伟 关键词:FLUENT ; 质量源 ; 内孤立波 ; 数值造波 机构:中国海洋大学工程学院 ; 中国海洋大学工程学院 年份:2016
    摘要:为研究内孤立波质量源数值造波方法,本文采用两个点源形式的质量源,分别放置于两层流体的上下层中作为内孤立波激发源。推导源项表达式,从不可压缩流体的Navier-Stokes方程出发,结合内孤立波Kd V、e Kd V理论,基于商业软件FLUENT发展了一种内孤立波质量源数值造波方法。通过数值模拟,分析了质量源造波过程中内孤立波的生成过程,并将数值模拟结果同理论及实验作对比。结果表明:基于此方法生成的内孤立波波形、波高及波致水平速度与理论及实验吻合度较好,该方法是可行的,并且耗时短、效率高。
  • 【期刊】 基于FLUENT锌液泵体数值模拟及优化设计

    刊名:现代工业经济和信息化 作者:吴星星 ; 周永 ; 郑志成 ; 陆志忠 ; 董军辉 关键词:FLUENT ; 锌液泵 ; 数值模拟 ; 压降 ; 优化设计 机构:马鞍山马钢表面工程技术有限公司 ; 马鞍山马钢表面工程技术有限公司 年份:2017
    摘要:基于FLUENT对韩国进口锌液泵体及国产化锌液泵体进行了数值模拟分析,得到国产化锌液泵体与韩国进口锌液泵体的进出口压降,结合实际对国产化锌液泵体进行了局部优化设计,并对优化后的锌液泵体进行了数值模拟分析,结果表明优化后锌液泵体的进出口压降明显降低。
  • 【期刊】 基于Fluent的托圈及联接装置温度场研究

    刊名:宿州学院学报 作者:杨权 ; 何康 关键词:Fluent ; 托圈 ; 流固耦合 ; 温度场 机构:宿州学院机械与电子工程学院 ; 宿州学院机械与电子工程学院 年份:2018
    摘要:为准确反映托圈及联接装置的温度场,利用Fluent软件,通过建立炉体-联接装置-托圈-流体耦合系统,进行托圈及循环水的流固耦合分析。通过加载对流换热系数边界条件,模拟了托圈温度场,结果表明:与红外测温仪实测温度对比,误差小于5%,温度模拟准确,转炉托圈及联接装置的温度场成对称分布,最高温度为317℃,为后期热应力的准确计算奠定基础。
  • 【期刊】 基于FLUENT的工程清扫车机械臂吸嘴分析

    刊名:建设机械技术与管理 作者:王志荣 ; 陈欢 关键词:FLUENT ; 工程清扫车 ; 吸嘴 机构:长安大学工程机械学院 ; 长安大学工程机械学院 年份:2018
    摘要:本文通过工程清扫车前置机械臂吸嘴的研究分析,对吸拾铣刨碎料的过程和原理进行论述,根据工程清扫车实际的工况,在简化后模型的基础上进行非结构网格的划分、边界条件的设定和流场控制方程的选择,得出FLU ENT的仿真结果,并对吸尘口处的压力云图和吸嘴的速度矢量图和流线图进行了分析和总结,得出工程清扫车前置机械臂吸嘴对铣刨碎料可实现吸拾的结论。
  • 【论文】 基于FLUENT的汽车气动特性分析与减阻研究

    作者:雷荣华 关键词:FLUENT ; SUV ; 汽车阻力 ; 侧风 ; 正交试验 ; 气动特性 ; 二次优化 机构:重庆交通大学 ; 重庆交通大学 年份:2016
    摘要:无论是对于传统的燃油汽车还是当今的电动汽车,“节能环保”是汽车设计的永恒主题。当前世界各国面临严峻的石油危机,加上汽车电池关键技术无法突破,使得石油这种不可再生资源暂时无法被完全被电能取代,因此设计低阻汽车具有重要意义。随着我国汽车工业的发展,自主品牌汽车的崛起,汽车速度有了较大提升。有研究表明,汽车速度越快,风阻越大,燃油消耗也越多,良好的车身外形能够有效的减少汽车阻力,提升汽车的燃油效率。本文以某紧凑型SUV为原型,在CATIA中建立三维曲面模型,然后在ICEM中进行非结构四面体网格的划分,将网格文件导入FLUENT中,采用Realizable k-?湍流模型和标准近壁面函数以进行高精度模拟,最后将计算结果文件导入TECPLOT中进行后处理。首先,本文介绍了无侧风作用下汽车外流场的模拟流程,并计算得到气动阻力系数和气动升力系数。然后对横摆角β分别为6deg、12deg、18deg、24deg和30deg的五种侧风工况进行模拟,模拟结果表明侧风作用下汽车的气动特性跟无侧风的相比有很大的不同,随着横摆角的增大,汽车的三个气动力系数均会不同程度的增大,尤其以气动侧向力系数增幅最大。然后利用CATIA的数字建模技术,选取了对汽车外形影响较大的五个关键结构参数,分别为:前风窗角、后风窗角,前部上翘角,离地间隙和尾部上翘角。然后将它们进行了五因素四水平共16个模型的正交试验,试验得出了各个因素的最优水平,将它们组合在一起得到优化模型,同时试验结果表明后风窗角和离地间隙是对汽车气动阻力影响程度最大的两个因素。然后将最优模型的四个因素固定,研究其中一个因素的变化对气动阻力的影响。最后对优化模型进行模拟计算发现阻力系数0.3506,比原车模型降低了6.98%,通过分析其速度分布图,压力分布图和湍动能分布图并与原车模型对比,发现优化模型的气动特性得到改善,找到了阻力系数减低的原因。最后在正交优化模型的基础上,对其进行了二次优化,设置了8deg的前脸倾角,把发动机盖圆角半径由200mm增大到300mm,仿真结果表明,二次优化模型的阻力系数下降到0.3425,比正交优化模型降低了2.3%。本论文优化取得了良好的效果。
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