摘要：针对双螺杆压缩机工作过程中转子的结构特性问题,综合考虑压缩机产生的压力场和温度场,对螺杆转子进行流热固耦合研究。通过有限体积法求解压缩机工作过程中产生的压力场和温度场,采用数值插值技术将其加载到转子的结构网格上,建立转子的真实受力模型。进一步求解转子的静平衡方程得到转子的位移场和应力分布,并利用L形大直径掩埋管道对所提出的方法进行验证。研究结果表明:温度场是螺杆转子产生较大变形和应力的主要原因,选择合适的转速可以降低转子的变形和应力。研究结果对压缩机的结构设计和优化有一定的理论意义。

摘要：用ANSYS软件模拟了熔盐泵转子的应力与变形,研究了不同介质流量下非定常流动对转子部件的影响,考察了泵转子结构的模态性能.结果表明,转子温度自叶轮部件沿泵轴向轴承逐渐降低,不同介质流量下叶轮内的最大等效应力均出现在叶片进口边与前盖板的结合处,泵轴与轴承的配合处出现了明显的应力集中,转子部件的最大变形出现在叶轮边缘,且最大等效应力和变形量均随介质流量增大而减小,设计流量下转子部件最大等效应力和总变形量的变化幅度最小,添加预应力后转子部件前6阶固有频率增加,但振幅变化不大,流量对转子部件模态性能的影响较小.

摘要：基于ANSYS Workbench平台开展高温熔盐泵转动系统的结构应力分析,采用计算流体动力学软件CFX对泵内部全流场进行多工况定常数值计算,并通过试验对计算结果进行验证.综合考虑了高温熔盐泵的水动力载荷、离心力载荷、温度载荷等因素,建立了流、热、固耦合作用下动力学模型,研究不同温度下不同材料属性变化对高温熔盐泵结构性能的影响,并对高温熔盐泵转子部件进行应力分析.结果表明:在同一流量工况下,不同材料的叶轮叶片最大变形量均随温度的升高呈先增大后减小的趋势;同时,不同材料的叶轮形变程度基本趋于稳定,受流量影响不大;叶片工作面应力值大于叶片背面应力值,且不同温度工况下不同材料的叶轮背面应力值呈线性递减的趋势;叶轮等效应力最大位置主要集中在叶轮出口处叶片和前、后盖板接触的区域;经过变形及强度综合分析,表明3种不同的不锈钢材料中316L材质的叶轮力学性能最好.研究结果可为高温熔盐泵的结构设计提供一定参考.

摘要：在ANSYS Workbench中建立的流热固耦合计算平台,同时考虑压力、温度和离心力的综合作用,对某新型燃气轮机跨音速压气机叶轮进行综合载荷下的强度分析。计算方案涵盖三大计算模块及其数据传递,给出了计算过程中的技巧和策略。采用CFX对压气机进行全模型三维流场分析,将流场分析得到的耦合面温度和压力分布分别传递到叶轮耦合面,在热稳态分析模块进行叶轮热稳态计算,将计算得到的结果传递到结构分析模块,最后对叶轮进行压力、热应力和离心力综合作用下的强度分析,验证了计算方案的可行性和精度,为此类叶轮强度分析和压气机的可靠设计提供了工程设计计算方法。

摘要：基于Procast连铸模块材料数据库,提取低碳钢物性参数随铸轧温度不断变化的散点数据进行非线性曲线拟合,并在此基础上考虑铸轧辊旋转、冷却系统、浸入式铸嘴、侧封板传热等影响,建立了辊套、熔池与冷却系统整体三维流热固耦合有限元模型并进行瞬态仿真,得出了双辊铸轧辊套整体温度分布情况及内、外表面的温度变化规律。结果表明,根据前处理方式得到的温度场更加贴合双辊铸轧实际生产情况,为辊套的设计和优化铸轧工艺参数具有一定的参考价值。

摘要：电子器件领域中高热流密度电子器件的散热问题已经成为制约高新技术发展的重要因素,简单结构的中子靶系统已无法满足某类电子器件的散热需求.为此,设计和开发了新型高效的微通道铍钯铜复合材料中子靶系统,利用液体冷却技术解决了铍钯铜复合材料的散热问题.运用ANSYS Fluent和Static Structural仿真软件中湍流模型和有限元分析方法,对比分析了不同结构的铍钯铜复合材料中子靶系统的流场及其热应力分布,优化设计出结构紧凑、换热性能好的微通道铍钯铜复合材料中子靶系统.

摘要：为研究热障涂层对于涡轮叶片服役温度和应力的影响,以燃气轮机第一级涡轮动叶为研究对象,基于流热固耦合的数值仿真方法,分析了有无热障涂层及不同热障涂层厚度下,叶片的流动传热特征以及叶身应力响应变化规律,并将温度和应力分析结果与真实服役叶片热障涂层剥落和基体裂纹萌生失效等故障情况进行对比分析。结果表明:数值仿真方法可以揭示涡轮叶片实际运行中的温度和应力分布特征;热障涂层可有效降低叶片基体的平均温度,但是对于局部高温区,若没有良好的冷却设计配合,热障涂层的保护效果有限;热障涂层厚度变化未改变叶片高应力区位置,随着厚度增加,叶片危险部位的应力逐渐下降;对于本文的研究对象,与无热障涂层情况相比,0.4mm热障涂层可使得叶片高应力区域最大等效应力下降30~60MPa。

摘要：基于发动机运行产生的快速存取记录器(Quick Access Recorder, QAR)数据,提取右发高压涡轮转速比N_(2)(高压涡轮实际工作转速与设计转速之比)编制涡轮叶片载荷谱。建立流热固耦合模型,结合QAR数据及热力分析确立计算所需热边界条件,采用有限元软件对流热固耦合问题进行求解,得到不同工况下高压涡轮叶片的温度、应力、应变分布。采用Manson-Coffin模型和Larson-Miller模型分别进行叶片疲劳、蠕变寿命的预测,重点分析了叶片有无冷却对于寿命的影响,最后通过线性损伤累积理论得到叶片的疲劳-蠕变寿命。结果表明,叶片考虑内冷问题后疲劳寿命有所提高、蠕变寿命显著提高,预测得到的疲劳-蠕变寿命和实际寿命相近,可用于发动机涡轮叶片剩余寿命的预测及维修计划的制定。

摘要：为改善高温泵转子的运行稳定性,对不同口环间隙的模型泵进行了数值模拟,分析了口环间隙对高温泵性能的影响规律,计算了不同口环间隙下的形变量和转子部件临界转速,通过谐响应分析研究口环间隙对叶轮位移-频率响应曲线的影响规律,确定发生共振的位移及频率。研究结果表明:当口环间隙从0.4 mm增加至1 mm,设计工况下,模型泵的扬程和效率下降了5.95%和6.26%;随着间隙的增大,口环处的形变量显著减小,当间隙为0.6 mm时,各工况下的最大形变量均小于0.5倍的口环间隙;考虑口环支撑效应后,转子的一阶临界转速增加了5.1%,二阶临界转速增加了5.97%,随着口环间隙的增大,转子的临界转速略有降低,叶轮的位移—频率响应幅值显著增加,当口环间隙从0.6 mm增大至0.8 mm时,叶轮的位移幅值增大了52.6%。

摘要：为了研究并联式双室双推力火箭发动机在工作过程中长尾喷管结构的传热规律及温度场分布情况,从而为长尾喷管结构完整性评估及热防护设计提供依据,该文基于fluent商业有限元软件,通过流固热三场耦合算法对长尾喷管组件在设定工况下的传热过程进行计算。结果表明,由碳酚醛、高硅氧酚醛及三元乙丙材料组成的组合式热防护结构具有较好的阻热效能,可以有效控制长尾喷管金属基体在助推及续航两级发动机工作环境载荷下的温度,在结构完整性方面不存在风险。