摘要：开孔管式除雾器是一种具有较低流动阻力的除雾器,为了研究其结构对性能的影响、设计高效低阻的管式除雾器,借助计算流体力学(CFD)软件,分析了设计变量(翅片直径、螺距、管长和入口流速)对除雾效率和压降的单因素和多因素影响,通过响应面法(RSM)建立数学关系式,并利用第2代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行多目标优化设计,得到了一系列具有较高除雾效率和较低流动阻力除雾器结构的帕累托优化点集。结果表明,增加螺距、管长和入口流速有利于增加除雾效率,加长螺距可以减小流动阻力。与初始设计对比发现,帕累托优化点的除雾效率增加了20.2%,压降降低了60.5%。而且,帕累托优化结果的预测精度较高。

摘要：针对工程中的反问题,以POD(最佳正交分解,Proper Orthogonal Decomposition)技术为基础设计了一种反问题的低阶计算模型,通过采集到的有限输出结果,仅采用简单的非线性规划与插值法即可求解该模型,大幅度地降低了工程中的反问题的求解难度与计算时间。由于模型求解过程不涉及原物理问题的控制方程,因此,该模型在实际中具有一定通用性。以圆管内强制对流换热问题为应用实例,结果表明,基于一些热电偶测量的温度数据,低阶反问题计算模型能够较精确地反算出未知的流体进口温度与圆管外壁热流密度,与真实值相比仅相差1.0%左右。此外,与经典的共轭梯度法相比,低阶反问题计算模型的计算速度可提高1200倍以上。

摘要：通过数值模拟的方法,利用综合因子（j/j0）/（f/f0）1/3研究Re=600~1 800范围内,柱面梯形翼（攻角、位置、布置方式、排数）对直接空冷凝汽器单排蛇形翅片扁管空气侧换热和阻力的影响。结果表明：在所研究的范围内,攻角β=30°、距管壁c=2 mm、距入口b=50 mm、前低后高近管壁的柱面梯形翼以及三排错列和前沿间距11mm的1对柱面梯形翼对单排扁管的强化换热和流阻的综合性能最好。根据计算结果拟合Nu数与Re数、倾角、攻角、距管壁距离和距翅片入口距离的无量纲关联式,为布置柱面梯形翼的单排蛇形翅片扁管工程设计和优化提供了依据和参考。

摘要：在等热流条件下,实验研究了矩形通道内设置平直、柱面翼型涡发生器(VGs)对综合换热性能的影响。以(Nu/Nu0)/(f/f0)1/3作为评价涡发生器综合换热性能的因子,结果表明:呈流线型的椭圆柱面翼型涡发生器的综合换热性能优于平直翼型。进一步考察了斜截角α、攻角β和前沿间距S对综合性能的影响。斜截角α=20°的综合换热性能较佳;Re=650～2900工况下,攻角β=0°的综合换热性能最强;随着Re的增大,β=45°和β=60°的综合换热性能显著增强;前缘间距S=30 mm时,椭圆柱面梯形翼(α2=20°)的综合换热性能最高。根据实验结果,对椭圆柱面翼进行实验关联式的拟合,为工程设计提供参考依据。

摘要：通过数值模拟的方法,研究了开孔数量、液滴粒径和流速对管式除雾器除雾效率以及流动阻力损失的影响。使用湍流模型和离散相模型分别计算连续相气体以及液滴运动。研究结果表明,管式除雾器的除雾效率随着液滴粒径和流速的增大而增加,而且管式除雾器对小液滴的除雾效果明显,可以去除约62%的5μm的液滴以及69%的10μm的液滴。另外,通过翅片开孔可以有效降低管式除雾器的流动阻力。在所研究的流速范围内,开孔管式除雾器的流动阻力可以降低约50%。通过研究可以得出,管式除雾器对小液滴具有较高的除雾效率,通过打孔可以降低管式除雾器的流动阻力,但也会降低除雾效率。此研究成果可为管式除雾器的理论研究以及工业应用提供依据。

摘要：根据510 k W盘式电机的电磁设计参数及热物性参数建立了三维温度场流场流固耦合模型,分析了额定工况下电机发热部件的温度分布,接着对样机进行了温升试验。针对温升试验电机温度偏高进行了改进性研究探索,从主动降低损耗和被动降低损耗两方面,研究了影响盘式电机温升的因素。主动降耗方面,建立了等效的二维直线电机模型,从铁耗理论模型和电磁仿真模型角度分析了不同牌号硅钢片在空载和负载工况下,铁耗瞬态变化趋势。对于供电频率较高的电机,尤其在弱磁区,铁耗往往成为影响电机温升的主要因素,对于卷绕定子铁心,建议采用沿着卷绕方向易于磁化、高磁感应强度、低损耗的晶体取向超薄硅钢片来降低高频铁耗。被动降耗方面,基于建立的三维耦合模型,分析了水道不同入口流速对电机定、转子最高温度影响、额定负载和过载工况下的定子绕组最高温度随入口冷却液流速变化趋势,最后将端盖端面水道流体单独建模,通过以上温升影响因素的分析,为之后盘式电机热管理的改进设计提供理论依据。

摘要：研发了一台应用在石油顶驱钻井设备的强迫风冷铜转子三相异步电机,首创了无机座设计、定子铁心轭部开通风孔、定子绕组端部环氧树脂密封、采用焊接铜条鼠笼转子等关键技术,满足了电机在频繁起停、过载、盐雾等工况下,对电机温升的苛刻要求。建立了温度场流场流固耦合模型,分析了电机额定负载工况下的各零件稳态温度分布以及瞬态温度随时间变化趋势。仿真计算和温升试验结果表明,沿电机的轴线方向,中后段位置温度较高,没有局部过热点。试验验证了建立的温度场流场耦合模型和仿真结果的合理性,温升满足电机H级要求。在耦合模型的基础上,分析了风道入口压力和定子铁心通风孔径变化对电机温升的影响,为改进电机冷却结构提供理论基础。

摘要：针对NASA的Rotor67转子,采用数值方法详细研究了叶根尾缘点附近轮毂型线局部曲率调整对压气机总体性能和叶根角区分离结构的影响。在不改变叶根基元级叶型的前提下,通过改变转子叶根尾缘点附近10%弦长范围内对应的轮毂型线局部倾斜角,设计了五种具有不同几何分布特征的轮毂型线方案。结果表明,叶根尾缘附近轮毂型线曲率的局部调整对转子20%叶高以下的三维流场具有明显影响,但是对中径和叶尖流场的影响相对较小。随着叶根尾缘点附近轮毂型线倾斜角的增加,转子叶根的气动载荷逐渐前移,对应尾缘附近叶片通道内的横向静压差减小,进而减小了低能流体向吸力面侧轮毂角区的输运和堆积效应。叶根尾缘点附近轮毂型线倾斜角的增加所导致的该区域亚声速气流的局部加速效应,一方面对该区域的分离结构有显著的压制效果,另一方面有效缓解了叶根尾缘附近的沿程静压增加量。综合作用下,压气机转子叶根尾缘点附近的轮毂型线局部调整,使得叶根角区存在的大范围分离现象得到有效抑制和消除,并实现了压气机转子设计点等熵效率和增压比分别较原型方案提升了0.41%和0.71%以上。