摘要：根据淬火过程中多相流动与传热的特点,提出了简化模型。基于两相流体动力学及流固耦合传热建立了流动与传热方程。推导出了计算模型并结合大型软件Fluent进行了用户子程序(UDF)设计,利用此方法对影响流动与沸腾传热的几个因素进行了数值研究,数值计算结果与理论分析吻合。最后对金属铝块的淬火过程进行了计算,计算得到的金属表面测点温度随时间变化历程与文献中实验数据误差在15%以下,表明计算方法可行并且把握了物理过程的本质。

摘要：对淬火过程中流固耦合传热与汽液两相流动计算进行了研究,从两相流动与沸腾换热基础理论出发,推导出金属块淬火过程中温度场分布的流固耦合求解控制方程和计算方法.淬火过程产生大量气泡,局部蒸汽含量很高,因此计算过程将气液均视为连续介质,利用双流体模型进行计算.与传统的反传热问题计算方法相比,本文方法过程简单,通用性强,更适用于工程设计与应用.计算过程利用了Brom ley和Rohsenow的换热关联式分别模拟膜态沸腾和核态沸腾传热,计算结果与文献中数据变化趋势基本一致,表明计算方法基本把握了淬火过程中传热传质现象本质.

摘要：采用数值计算方法研究了模化设计对压气机气动噪声的影响,三维流场计算结果表明模化设计压气机与原始机型满足相似准则,整级性能参数误差在2%以内;流场结构的分析进一步证实了模化机型与原始机型流场相似。基于非定常雷诺平均方法和声学边界元方法的混合气动声学方法对模化前后的压气机气动噪声进行了数值预测,结果表明:压气机气动噪声主要由离散单音噪声和宽频噪声组成,且离散单音噪声占主导。模化机型总声压级随着模化比减小逐渐减小,相比于原始机型,模化机型离散单音噪声峰值仅略有降低,而宽频噪声大幅提高。压气机气动噪声在进气管口有明显指向性,模化机型声压幅值和指向性较原始机型降低,且变化趋势与模化比成正比。

摘要：为研究热障涂层(thermal barrier coating,TBC)活塞热应力问题,将二维格点型有限体积法(cell vertex FVM,CVFVM)推广用于三维复合材料热力性能研究.利用交错网格技术,通过将物性参数和待解变量分别定义在单元中心和节点上,将物性参数的空间变化引入离散过程,从而避免数值不连续问题.采用CV-FVM数值模拟普通活塞热应力场,计算结果与ANSYS计算结果吻合良好.数值模拟TBC活塞热应力场,分析活塞TBC区域的热力性能,结果表明:活塞的最大温度位于燃烧室与活塞顶面的交界区域;应力最大值位于粘结层与陶瓷层的分界面附近;周向应力对活塞的整体应力水平起主要影响.数值结果表明CV-FVM能够作为TBC活塞热力性能研究的数值预测工具.

摘要：在地震激励下,铅铋重金属流体易在反应堆内发生晃荡现象并导致堆内结构破损,因而对于该现象的研究具有重要意义。本文以反应堆上腔式为模型,基于自研CFD计算平台进行数值模拟。考虑到铅铋反应堆对结构紧凑型设计的需求,对堆内构件排布进行了改进处理,并与改进前进行对比。研究结果表明,改进后的结构在激励频率较低时对晃荡的抑制作用并不明显,随着激励频率的提高,晃荡抑制作用逐渐增强,并将剧烈的晃荡破碎模态转变为较为稳定的旋转晃荡模态。该研究分析了不同工况下铅铋堆的晃荡现象,对堆内构件的排布进行改进处理,并验证了改进效果的合理性,为铅铋堆的设计提供了指导。

摘要：为探究低散热柴油机在采取隔热措施前后缸内的传热过程及热量分布,本文基于热阻-热容动态传热网络模型及柴油机热力学模型的耦合计算开发了柴油机的传热预测算法,并设计了GUI人机交互界面软件。以某单缸柴油机为研究对象,采用该传热模型正确预测了单缸机工作过程中的缸内压力、部件壁面温度、热平衡等参数,并根据相应的隔热方案快速实现发动机隔热后的传热计算。该模型能够应用在低散热柴油机的开发设计阶段,对不同的隔热方案进行整机的传热预测,实现对隔热效果的预先了解。

摘要：计算机与数值计算技术的迅猛发展催生了计算流体力学这门交叉学科.单机性能的提高使得计算流体力学得到迅速推广,成为一般工业过程基本设计分析工具.然而对于流动机理的细节研究以及工业应用大规模设计计算问题,PC机几乎无能为力.因此,尝试进行并行计算具有重要意义.提出了一套基于PC集群和消息传递界面的并行CFD算法,用高性能PC机组建计算网络来提供大型计算能力;搭建了一套双节点的集群系统,并设计了SPMD并行CFD计算程序,同时实现了计算域自动分解及子区的重新编号,结果重构和输出.对典型的后台阶流动进行计算以此来验证算法的正确性,计算结果表明:结果与顶级商业软件Fluent串行计算结果吻合较好.对不同长宽比和网格数目的后台阶流动进行了并行计算,计算结果显示该算法具有较高的并行效率.

摘要：为了研究三维各向异性功能梯度材料的线弹性问题,发展一种弹性结构的有限体积方法,该方法采用四面体网格,对不规则形状问题的适用性强.空间上采用交错非结构有限体积法进行离散,位移、速度、加速度定义在节点上,应力、材料属性定义在单元中心上且在单元内均匀分布,时间上采用欧拉格式进行离散.数值结果表明,本方法计算结果与其他数值方法结果吻合良好,计算速度快且内存消耗少,可以有效模拟三维各向异性功能梯度材料的弹性问题.

摘要：换热器在各类工程中应用十分广泛,而换热器的设计和校核工作量大,计算所需参考图表和资料多,效率普遍不高。基于前苏联锅炉计算方法 73标准、锅炉水力特性计算标准和锅炉空气动力计算标准为依托,以Fortran90作为程序开发语言,开发了螺旋翅片管换热器设计校核计算软件。该软件将换热器的结构参数和设计指标作为输入数据,直接输出传热和阻力的计算结果。软件计算结果与换热器实际测量值误差在3%以内。

摘要：在生产设计中,为了达到良好的润滑效果,滑动轴承的轴瓦通常会采用开槽的结构,对某些复杂结构的轴瓦,采用规则化网格很难准确描述其几何特征,其润滑特性的计算也会出现偏差。为了解决该问题,采用非结构化网格划分求解域,基于格心型有限体积法离散雷诺方程,采用最小二乘法计算变量梯度,采用共轭梯度法求解方程,通过Fortran语言编程,计算得到轴承的液膜压力分布。通过对比和分析,验证了格心型有限体积法求解润滑问题的适用性和准确性。以该算法为基础,研究了轴承的长径比、偏心率对液膜压力分布的影响。结果表明,长径比增大会降低轴承的峰值压力,同时扩大高压区沿轴承宽度方向的分布;增大偏心率会提高轴承的压力峰值。