摘要：针对带发热板的矩形通道,利用CFX程序对其进行流固耦合传热模拟,并对网格进行传热方面的敏感性分析,得到较好的网格尺度。最后,通过与直接添加表面热流密度模拟的对比,分析流固耦合传热模拟的好处。研究结果表明,流固耦合传热模拟能更准确地研究通道的薄弱环节,提高热工性能。

摘要：传热管束是压水堆蒸汽发生器的核心部件,容易发生流致振动问题。在流致振动机理中,漩涡脱落和流弹失稳是典型的强流固耦合问题,无法将结构场与流场解耦求解。为更好地完成蒸汽发生器中管束结构的力学设计,本文通过数据驱动的方式,完成了漩涡脱落和流弹失稳2种流致振动机理的流固耦合动力学建模,并用现有试验数据进行验证,预测结果与试验符合较好。本文方法结合了理论模型的严谨性和计算流体动力学(CFD)计算可考虑实际结构动力学特征的优点,既避免了复杂管束三维流固耦合模拟对海量计算资源的需求,又降低了传统理论模型对于试验数据的依赖,有利于在工程中推广应用。

摘要：基于振动桩锤液压管路的流固耦合计算模型,结合面向地基土的负载特性分析方法,并考虑油泵流量脉动因素的影响,采用ANSYS与CFX进行有限元联合仿真,研究沉桩过程中液压管路振动特性的变化规律,确定其发生强烈振动的原因。同时,通过卡箍的动力学优化设计,对液压管路的振动进行控制。研究结果表明:卡箍的固定位置、数量等设计参数是影响液压管路振动特性的重要因素,当增设1处卡箍时其一阶自振频率最大提高22.4 Hz,增设2处时最大提高56.6Hz,最终得到能有效避免管系共振发生的优化设计方案,仿真及试验结果验证了该新方法是可行的,其研究成果可为复杂输流管路的铺设安装与振动控制提供参考。

摘要：稀土永磁电机由于其高效、高功率密度的特点,在轨道交通牵引系统的设计中受到了广泛和密切的关注。由于其全封闭式结构,牵引电动机的负载能力主要受限于冷却系统的散热能力。建立了一台永磁牵引电动机的全封闭式自循环空-空冷却系统,通过对参数散热敏感性的分析,确定了适宜的冷却结构参数范围。针对该冷却结构,应用有限公式法进行三维温度场数值计算,确定了散热系统的结构参数,并用流固耦合仿真验算了计算结果。

摘要：为了探讨冷却系统设计对高速永磁同步电机散热效果的影响,提出了一种轴向强迫通风的冷却结构。以一台200kW船用高速永磁同步电机为研究对象,基于流体动力学以及流固耦合传热理论,根据电机冷却结构特点,合理简化模型并给出基本假设与边界条件,建立了三维整机求解域模型。采用有限体积法对具有空冷和水冷集成冷却系统的高速永磁电机进行数值分析运算,分析了冷却水速对永磁电机温升的影响,揭示了最优水速方案下电机流变特性与温升分布规律。基于此,提出一种强迫空气通过气隙沿轴向流动的通风结构,通过对比不同通风结构下电机内流体场与温度场的仿真结果,证实轴向通风结构能够优化电机流温分布特性,提升电机冷却性能,对船用高速永磁同步电机冷却系统设计提供借鉴意义。

摘要：为准确计算冲压焊接叶轮在流场中的应力及变形情况,借助计算机辅助工程(computer-aided engineering,CAE)多物理场协同仿真平台ANSYS Workbench,采用单向流固耦合方法对叶轮耦合系统进行仿真计算。结果表明,各工况下叶轮应力分布明显不均,并在局部出现应力集中。叶轮变形的总位移随半径的增大不断变大,并在叶轮边缘达到最大值。叶轮最大等效应力在0.6倍设计流量工况下为48.7MPa,随流量的增大不断减小。叶轮总变形的最大位移在小流量工况下最大为0.0234mm,随流量的增大先减小后增大,并在1.2倍设计流量工况下出现最小值0.0170mm。为提高叶轮可靠性,应尽量避免其在小流量工况下运行。计算结果为冲压焊接叶轮的结构设计及分析提供有效依据。

摘要：车用牵引电机的温升直接影响新能源汽车牵引系统的安全性和可靠性,电机温升的准确计算和冷却系统的合理设计,对新能源汽车具有非常重要的意义。本文以一台额定功率20kW的车用永磁同步电机为例,从流速、压差、温升等多方面对比螺旋型、轴向Z字型、径向Z字型三种冷却水道。通过合理的等效和假设,建立整机的3D热仿真模型,基于流固耦合对电机进行热仿真,分析不同工况下电机的温升,通过对比分析不同冷却水流速的电机温升选取电机水道入口的最佳流速。最后以最佳流速作为样机冷却水入口流速进行温升实验,验证仿真分析的正确性。

摘要：为提高压力补偿灌水器的设计精度与设计效率,研究了压力补偿灌水器流固耦合数值计算方法,并采用快速成型技术制作的灌水器试验件进行水力性能试验,从流量的角度对压力补偿灌水器流固耦合计算方法进行验证。结果表明,采用SSTK-ω紊流模型进行流场计算、自适应网格重划分方法对变形的流体网格进行重构、结合弹性膜片的接触分析的流固耦合计算方法所得到的灌水器流量结果与试验结果最大偏差为2.5%,能够对压力补偿灌水器一定工作压力范围内的流量进行准确预测,可为压力补偿灌水器快速开发提供理论依据、减少试验次数、缩短开发周期、提高设计精度。

摘要：为研究流固耦合对跨声速压气机叶片气动和强度性能的影响,采用商用软件ANSYS-CFX/Multiphysics研究了跨声速叶片在气动力和离心力共同作用下的气动性能变化规律,通过单向和双向两种耦合方法对比分析了叶片的强度性能。结果表明:叶片在气动力和离心力共同作用下,叶尖前缘变形量最大,气动性能与冷态叶片相比有明显变化,叶尖激波位置前移,堵塞流量增大。双向流固耦合与单向耦合相比,叶片的总体变形量增大约1.1%,最大等效应力增大0.8%左右。研究结果表明工程设计应采用双向流固耦合方法进行叶片气动性能设计和强度校核,以提高压气机的安全性和可靠性。

摘要：采用流固耦合法,分析计算了不同蒸汽参数及流速条件下谐振腔内的温度分布;加载温度载荷,计算了不同条件下谐振腔体的热变形量;根据谐振腔体有效部分内表面节点热变形量的平均值,分析了谐振腔体节点热变形对谐振频率的影响.结果表明:随着蒸汽温度升高和流速增大,谐振腔体温度升高,热变形量增大,谐振频率偏移量增大.应从谐振腔的材料、结构设计及蒸汽湿度测量方案等方面进行改进,以降低谐振腔体节点热变形对蒸汽湿度测量的影响.