基于CFD的差压式气动量仪主、测喷嘴流场分析及参数优化

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FloEFD简介FloEFD软件是专门为设计工程师编写的计算流体力学程序。

FloEFD在模型转化、模型处理以及网格、收敛分析步骤中的独特技术，能极大地简化工程师的工作压力，缩短工程师工作时间。

同时，FLoEFD不同于传统的CFD软件，它对于使用的CFD专业背景要求并不高，网格划分等一些复杂过程可以自动完成，机械和设计工程师在经过短短的培训后可以迅速上手。

目前，FloEFD已经得到航天航空行业、照明行业，消费电子行业，汽车电子行业客户的广泛认可。

利用FloEFD软件，可以解决以下问题：优化车载舱内空调送回风口的位置、优化空调送风风量和温度、优化电子元器件等各个部件的空间分布和大小等。

通过车载舱内环境热分析，评估电子设备机箱、机柜以及舱内等热流场问题，降低车辆运行中可能出现设备过热和超出工作人员生存环境的风险。

应用范围：同步CFD软件FLoEFD能解决诸如以下的各类问题：1)压降预测。

对生活中大量广泛的产品（如阀门、喷嘴、过滤器和控制设备等）检查和优化压力以及一系列和压力相关的参数；2)流场分析。

检测和优化物体内和周围的复杂流动。

优化诸如机箱、车室、建筑物、抽油烟机、吸尘器、无尘室以及空气处理装置等内外气体和液体的交互作用。

3)传热分析。

发生在实际生活中很多产品包括烤箱、换热器、钻头等上的温度场可视化。

分析复杂物理流程，如流体间、流体与周围固体材料间发生的热传导、对流、耦合热交换以及辐射等热交换情况。

4)应力预测。

检查阀门的工作盈利，流动引起的应力的载荷和热应力分析的温度引起变形。

5)混合过程。

探讨可视化流体和气体混合物流动，决定洗衣机、洗碗机、厨房设备、卫浴设备甚至燃料电池内的最优混合流动。

6)电子散热。

在产品造型阶段就使用FLoEFD，能帮助公司更快的设计出更好的更可靠的产品，因为FloEFD解决了设计工程师每天面对的挑战，如PCB 的热设计、散热器设计、封装结温、壳温以及气流优化。

FloEFD全面的仿真能力●外流/内流●多流域（拥有独自流体参数）●不可压缩/可压缩气体粘性流动包括亚音速，跨音速，超音速和超高音速(5-30)●自动层流/湍流包括过渡求解●多组分模型（可达十种不相关组分）●非牛顿流体（多种材料模型,温度相关性）●蒸汽模型●相对湿度模型●空化模型●气相燃烧模型●壁面粗糙度模型●多旋转部件（转子–静子），考虑离心力和科氏力●多孔介质模型●耦合换热（流体-固体）,导热与对流●强迫对流/自然对流/混合对流●面-面辐射/太阳辐射/环境辐射●时间相关流动,传热/传质分析●带风扇/散热器的换热器简化模型●热管、多孔板、双热阻、PCB板、焦耳热、TEC、风扇等简化模型/众多专业厂家产品性能库以及电子散热分析专用材料库FLoEFD核心优势——七大关键技术1）DC3——Direct CAD-to-CFD Conception(与CAD软件的完美接口)直接应用CAD模型，自动区分固体区域；自动区分固体之外的流体区域，自动判定内部流动和外部流动。

基于Fluent的某滑阀内部流场仿真与分析

基于Fluent的某滑阀内部流场仿真与分析张静;高东玲;王晓辉【摘要】基于Fluent流场仿真软件,对某滑阀内部流场进行数值模拟和可视化研究.在相同计算条件下,分别对不同阀口开度下的三维模型进行稳态模拟仿真,得到滑阀内部流场的速度压力、流量特性以及流量系数的变化规律:在相同的压差条件下,随着阀口开度的增大,阀口处的最大速度、流场的最低压力、流量系数都随之降低.通过改变节流槽的形状进行仿真比较,得到流量系数与节流槽截面形状密切相关,在阀口开度相同的条件下,随着进出口压差的增大,半圆形节流槽滑阀的流量系数变化比较明显.研究为滑阀的优化提供了有效数据,并且对同类型产品的相关研究具有一定参考价值.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P56-59)【关键词】滑阀;流速压力;压力流量特性;流量系数;半圆形节流槽【作者】张静;高东玲;王晓辉【作者单位】兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TH137引言液压阀是液压系统中非常重要的元件，主要通过控制流体的压力、流量和流动方向来满足工作要求，使各类执行元件实现不同的动作[1]。

液压控制阀的内部结构比较复杂，主要由阀体、阀芯、操纵控制机构等主要零部件组成。

滑阀类的阀芯是圆柱形，通过阀芯在阀体孔内的滑动来改变液流通路开口的大小，以实现对液流压力、流量及方向的控制。

非全周开口滑阀具有水力半径大，抗阻塞的特点，其流量范围大，易得到较小的稳定流量，在液压比例阀和伺服阀中得到了广泛应用[2]，节流槽滑阀的特性分析对液压阀的性能提升起着很重要的作用。

近几年随着计算机科学技术的不断发展以及计算流体力学理论的丰富。

人们借助CFD技术对液压阀复杂内部流场进行数值模拟和可视化分析，成为液压领域的热点。

基于CFD技术的截止阀启闭时流场动态模拟

２１００年７月
润滑与密封
ＬＵＢＣＡＴＯＮＲＩＩＥＮＧＩＥＲＩＮＥＮＧ
Ｊｌ０１ｕｙ２０
Ｖ０．５Ｎｏ７１３．
第３５卷第７期
ＤＯＩ０３６／．ｓｎ０５：１．９９ｊｉ．２４—０５．０００．２ｓ１０２１．７０１
对截止阀的流动情况进行动态数值计算，模拟出截止阀阀盘开启和闭合过程中阀体内部的速度、压力分布和压头损失。结果表明，ＣＤ模拟阀体压头损失值和利用理论计算的阀体压头损失值吻合较好，通过ＣＤ技术在模拟截止阀启闭过ＦＦ
程中动态流动状况的应用，能够确定流体通过阀道时所产生的漩涡、水锤和死水区等水流状况，为阀道结构优化提供理
论依据。
关键词：稀油站；截止阀；计算流体动力学；数值模拟
中图分类号：Ｔ１．文献标识码：Ａ文章编号：０５０５（００Ｈ１７２２４— １０２１）７— ８６００—
ＤｙａｉｉｕａｉｎｏｏＦｉｌｈｎＳｏｖｌｅｎｍｃＳｍｌｔｏｆＦｌｗｅｄＷｅｔｐ．ａｖＯｐｎｎｒＣｌｓｎｇＢａｅｎＣＦＤｅｉｇｏｏｉｓｄｏ
ＢａＰｅｇＺｏａｇｉｇＺｈｎｕａｎｎｕＣｈｎｘｎａｇＸｉｈｇ
基于ＣＤ技术的截止阀启闭时流场动态模拟Ｆ
巴鹏邹长星张秀绗
辽宁沈阳２００）１８２

CFD技术应用论文

CFD技术在内燃机中的应用汽车学院14班鲁瑛琦44120208摘要：进入二十一世纪以来，科学技术的高速发展让内燃机实验变得更加简便。

尤其是仿真模拟软件的应用大大节省了内燃机实验的成本，提高了可操作性。

其中CFD技术运用广泛,在内燃机设计中发挥的作用也越来越重要。

本文简要介绍了内燃机工作过程数值模拟和内燃机CFD的发展历程,并介绍了内燃机CFD 的各个组成部分和缸内紊流流场的基本算法,最后指出了内燃机CFD的发展趋势。

1.CFD技术简介CFD(Computational Fluid Dynamics)是基于计算机技术的一种数值计算工具,用于求解流体的流动和传热问题。

由于CFD可以准确的给出流体流动的细节,因而可以从对流场的定量分析中发现产品设计中存在的问题,据此优化设计方案,达到改变传统产品设计过程的目的。

本文对CFD技术在内燃机设计中的应用进行了讨论。

1.1紊流运动的CFD简介内燃机的缸内气体流动是典型的紊流运动,对紊流运动的计算属于计算流体力学(CFD)的范畴。

内燃机工作过程CFD即是在紊流流动CFD的基础上,增加了对内燃机工作过程所特有的喷雾、蒸发、混合及燃烧等子模型的建立。

紊流运动的CFD是目前CFD领域困难最多但研究最活跃的领域之一。

目前关于此类的计算方法大致可分为:(1).直接数值模拟(DNS)。

运用非稳态的N-S方程对紊流进行直接计算,包括大尺度涡旋和小尺度涡旋,对高度复杂的紊流运动必须采用很小的时间和空间步长。

(2).大涡模拟(LES)。

运用非稳态N-S方程直接模拟大尺度涡旋,小涡对大涡的影响通过近似的模型来考虑。

以上两种计算方法都要求计算机有很高的处理速度和存储容量。

(3).Reynolds时均方程法。

将非稳态方程对时间作平均,在所得出的关于时均物理量非控制方程中包含了脉动量乘积的时均值等物理量,于是所得出的方程个数小于未知量的个数。

为使方程组封闭,就建立模型把未知的更高阶的时间平均值表示成较低阶的在计算中可以确定的量的函数。

飞机设计优化中流场数值模拟方法的研究及应用创新

飞机设计优化中流场数值模拟方法的研究及应用创新引言：飞机设计优化是现代航空工程中的重要研究领域之一。

在飞机设计阶段，通过模拟流场数值，可以提供对飞机的空气动力学性能进行准确评估的有效工具。

本文将对流场数值模拟方法在飞机设计优化中的研究与应用进行深入探讨，旨在探索创新的方法以提高飞机设计效率和性能。

一、流场数值模拟方法的概述流场数值模拟是一种基于计算流体力学（CFD）的技术，通过离散方程组的求解，得到模拟自由空气中的速度、压力、温度等物理量的数值解。

流场数值模拟方法的基本原理是通过数值计算来模拟真实流体运动的物理现象。

二、流场数值模拟方法在飞机设计优化中的应用现状1. 飞行器气动性能预测流场数值模拟方法可用于预测飞行器在不同飞行状态下的气动性能。

通过改变飞行器的几何形状和工况参数，可以预测其升力、阻力、升阻比等性能指标，为飞机设计提供重要的依据。

2. 空气动力学优化设计在飞机设计的过程中，通过优化飞机的气动外形，可以减少阻力、提高升力、改善飞行稳定性和操纵性。

流场数值模拟方法可以高精度地评估不同设计方案的气动性能，为优化设计提供指导。

3. 结构强度分析除了考虑飞机的气动性能，流场数值模拟方法还可以用于分析飞机在飞行和地面操作时所受到的各种载荷，如空气动力载荷、惯性载荷、操纵系统载荷等。

这对于飞机的结构强度和寿命评估非常重要。

三、流场数值模拟方法的研究进展1. 网格生成技术的改进网格生成是流场数值模拟的基础，良好的网格质量对数值模拟结果的准确性和稳定性至关重要。

近年来，研究人员通过改进传统网格生成算法和开发自适应网格生成技术，提高了数值模拟的效率和准确性。

2. 数值模拟算法的发展为了提高数值模拟的计算效率和准确性，研究人员不断改进传统的数值模拟算法，并提出了一些创新的算法。

例如，基于稳定性的数值模拟方法、并行计算技术等，可以有效地缩短数值模拟的计算时间，同时减小数值模拟误差。

3. 模型与物理效应的改进为了更准确地模拟飞机的流场现象，研究人员通过改进数学模型和物理模型，考虑了更多的气动效应，如湍流、化学反应、燃烧等。

空气过滤器性能试验台喷嘴流量测量误差分析

误差较小，宜选用稍高精度等级的干球温度计与大气压力计；静压力计与相对湿度的测量仪器的精度则要求不高．
关键词：空气过滤器；喷嘴；流量测量；误差分析
中图分类号：ＴＨ８４５１．文献标识码：Ａ
析的文献均以简化或者设定喷嘴人口处空气密度来１，４ＵｎｅｔｉｔＡｎｌｓｓｏＡｉＦｏｃｒａｎｙａｙｉｎｒｌｗＲａｅ计算＿］为了计算分析喷嘴流量测量装置的测量误ｔ本文根据喷嘴流量计算方法与误差分析原理，采Ｍｅｓｒｄｂｌｉｌｚｌｓｉｈｍｂｒｆｒ差，ａｕｅｙＭｕｔｅＮｏｚｅｎＣａｅｏｐ
空气过滤器试验台是根据欧洲标准Ｅ７９Ｎ７ —
ｆｏｒｔａｕｅｙｍｕｔｌｏｚｅｈｍｂｒｆｒｔｅｔｓｌｗａｅｍｅｓｒｄｂｌｐｅｎｚｌｓｉｃａｅｏｈｔｉｎｅｒｇｆｒａｒｆｌｒｉｏｉｉｔ．Ｔｈｅｕｔｈｗｈｔｔｅｐｅｉｉｎｏｈｅｅｒｓｌｓｏｔａｒｃｓｏｆｔｅｓｈ
第４Ｏ卷第４期２１０２年４月
同济大学学报（然科学版）自
Ｊ１Ａ，Ｆ０ＧＩＮＲＩＹＮＴ琅Ａ．ＣＥＣ）Ｏ瓜ＮＩ０ＮＪ ⅣＥＳＴ（ＡＩＩＳＩＮＥＵ
Ｖｏ．０Ｎｏ４１４．
Ａｐ．２２ｒ０１

喷嘴节流压差公式及其应用

喷嘴下游压力
实例：地面油管压力：30MPa；
地面到喷嘴前的效率：喷嘴的转换效率：
1 66.7%
流体沿程摩阻：10MPa；
喷嘴流量系数：0.9
2 0.92 81%
整个喷射系统的效率： 54% 1 2
四、喷嘴节流压差计算公式的应用
1.评价喷嘴的能量转换效率和系统效率
压能
P 1 P 2
动能动能

喷嘴上游处的能量：喷嘴下游处的能量：
E1

12
2
E2
2 2
2
能量转换效率：对于出口圆柱形喷嘴则有：

E2 2 E1 E 2 2 Cd E1
也就是说喷嘴的流量系数的平方代表了喷嘴的能量转换效率，也即喷嘴将压能转换为动能的效率取决于喷嘴的流量系数，进一步的与喷嘴的结构、内表面粗糙度和流体流态有关。因此，喷嘴的流量系数对喷射效果起着关键性的作用。
四、喷嘴节流压差计算公式的应用
2.评价喷嘴的磨损情况
2.1 实例计算——杏平7第三段
加砂前井口油压： 35MPa
停止加砂后顶替时井口油压： 28MPa
由实际施工可以看出，在施工前后，相同排量下井口油压从35MPa降低到 28MPa，降低了7MPa，而我们从理论公式估算出降低了5.81MPa，仅仅相差 1.19MPa。表明理论计算具有一定的精确度和可靠性。
上述两个阶段都对应各自的当量直径，比较当量直径的变化就可以得出喷嘴的磨
损情况，与多个喷嘴时完全等效，且实用、方便。
四、喷嘴节流压差计算公式的应用
2.评价喷嘴的磨损情况
喷嘴节流压差降低施工过程中喷嘴的磨损喷嘴直径变大

基于CFD技术的管道过滤器内部流场模拟及其结构优化设计

基于CFD技术的管道过滤器内部流场模拟及其结构优化设计巴鹏;房元灿;谭效武【摘要】采用计算流体动力学(简称CFD)方法对XYZ-100稀油站所使用的2FXG-32型过滤器内流场进行模拟分析,并根据模拟结果对过滤器结构进行优化.结果表明,经过结构优化后的过滤器减小了漩涡、死水区等水流状况,减少了能量损失;增大了有效过滤面积,提高了过滤效率;优化后过滤器结构紧凑,降低了生产和制造成本.%Internal flow field features of 2FXG-32 filter for XYZ-100 lubricant machine was analyzed by using CFD.Structure optimization for filter was carried out based on the results of simulation. The results indicate that the flow phenomenon such as whirlpool and stagnant water zones is decreased, the loss of energy is reduced, the filtration area is increased effectively and the filtration efficiency is improved. The simulated filter has compact structure, the cost of production and manufacture is reduced.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2011(036)004【总页数】4页(P98-101)【关键词】过滤器;数值模拟;CFD;流场分析;结构优化【作者】巴鹏;房元灿;谭效武【作者单位】沈阳理工大学机械工程学院,辽宁沈阳,110159;沈阳理工大学机械工程学院,辽宁沈阳,110159;伊威泰克太阳能设备(沈阳)有限公司,辽宁沈阳,110179【正文语种】中文【中图分类】TH117.2过滤器是XYZ-100型稀油站管路系统中重要的液压元件[1],目前在管路过滤器这一行业还没有一套严格的国家标准,在过滤器的设计中,基本上还是依据传统设计方法和经验设计产品,不注重内部结构中的压头损失及过滤效率研究。

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基于ＣＤ的差压式气动量仪主、测喷嘴流场分析及参数优化Ｆ
宁会峰，杜敏娟，龚俊，李昊
（兰州理工大学机电工程学院数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室，甘肃兰州７０５）３００
摘要：提出一种基于ＣＤ的差压式气动量仪主、测喷嘴流场分析方法，通过气体流动速度云图及压力云图直观地分析Ｆ路特性曲线，对气动变换环节的各主要参数进行优化。该方法为差压式气动量仪的设计提供了参考。关键词：ＣＤ；差压气路；流场分析；参数优化Ｆ
２１０２年６月
机床与液压
ＭＡＣＨＩＮＥＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＣＳＴＩ
Ｊｎ０１ｕ．２２
Ｖｏ．０Ｎｏ１１４．１
第４０卷第１１期
Ｄ：１．９９ｊｉｎ１０ＯＩ０３６／．ｓ．０１—３８．０２１．１ｓ８１２１．１０１
ＯｐｉｚｔｏｏｅＤｉｅｅｉｌＰｒｓｕｒｔｍｉａｉｎｆｔｆｒｎｔａｅｓｅＰｎｅｍａｉｕｇｓｄｏｔｈｕｔｃＧａｅＢａｅｎｈｅＣＦＤ
ＮＮｕｆｎ。Ｄｎｕｎ０ＧＪｎＬａＩＧＨｉｇＵＭｉａ，ＧＮ，ＩｏｅｊｕＨ（ｅａｏａｒｏＤｇｔｎｆｃｒｇＴｃｎｌｙａｄＡｐｉｔｎＴｅＭｉｓｆｄｃｔｎＫｙＬｂｒｔｙｆｉａＭａｕｔｉｅｈｏｏｎｐｌａｉ，ｈｎｔｏｕａｉ，ｏｉｌａｕｎｇｃｏｉｒＥｙｏ
气动测量是一种非接触式测量，精度高、测量力小、对被测工件有自洁作用，不受工件表面材质的影响。该方法以压缩空气作为介质，利用空气在管道中的流量或压力随喷嘴与被测工件之间的间隙不同而改变的特性，将尺寸量或位移量转化为流量变化或气压变化信号，从而实现测量。但是由于喷嘴尺寸较小，且基于此小尺寸的空气射流情况复杂，气动测量中主、测喷嘴孔径等参数的配比选择一直是个难点。而主、测喷嘴的孔径配比又对测量的精度和灵敏度有巨大影响，因此对差压式气路流场进行分析，优化气动测量中的主、测喷嘴孑径等参数对于气动测量来说Ｌ意义重大。通过建立气动量仪参数设计的理论模型，利用ＣＤ软件强大的流场分析、流场计算和流场预Ｆ测等功能可以分析并且显示发生在流场中的现象，在比较短的时间内，能预测模拟对象性能，并优化各种
中图分类号：Ｔ３．Ｈ１８７文献标识码：Ａ文章编号：１０ —３８（０２１０６— ０１８１２１）１— ３４
ＡｎａｙｉｆｔｏＦｉｌｉｔｅＬｏｄｎｄＭｅｓｉｚｌｓａｒｍｅｅｌｓｓｏｈｅＦｌｗｅｄｎｒａｈａｕｒｎｇＮｏｚｅｎｄＰａａｔｒ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｅｆｗｉｌｎｌｓｓｍｅｈｄａｏｔｆｔｅｌｒｈｏｆｄａａｙｉｌｅｔｏｂｕｏｄ，ｍｅｓｒｇｎｚｌｓｏｉｅｅｔｌｐｅｓｒｎｕｔａｇｓｐｏｏｈａｕｎｏｚｅｆｄｆｒｎｉｒｓｕｅｐｅｍａｉｇｕｅｗａｒ — ｉｆａｃｐｓｄｂｓｄｏＤ．ＴｒｕｈｔｅｇｓｆｗｐｅｏｔｕｎｒｓｕｅｃｎｏｒａｏｏｄｔｎｗｓａａｙｅｒｖｄａｉｒｔｅｏｅａｅｎＣＦｈｏｇａｏｓｅｄｃｎｏｒａｄｐｅｓｒｏｔｕ，ｇｓｆｗｃｎｉｏａｎｌｚｄｔｐｏｉｅｂｓｆｈｌｌｉｏｓｏｈｐｒｍｅｅｓｏｔｚｔｎａａｔｒｐｉａｉ．Ｔｅｃａａｔｒｓｃｃｒｅｆｉｅｅｔｒｓｕｅｇｓｐｔｅｅｍａｐｄ，ａｄｔｅｍａｎｐｒｍｅｅｓｉｎｕｔｍｉｏｈｈｒｃｅｔｕｖｓｏｆｒｎｉｐｅｓｒａａｈｗｒｐｅｉｉｄｌａｎｉａａｔｒｎｐｅｍａｉｈｃｔａｓｏｍｉｋｗｅｅｏｔｚｄｒｎｆｒｌｒｐｉｅ．Ｔｉｔｏｒｖｄｓｔｅｒｔａｅｅｅｃｏｈｅｉｎｏｉｅｅｔｒｓｕｅｐｅｍａｉａｇ．ｎｍｉｈｓｍｅｈｄｐｏｉｅｈｏｅｉｌｒｆｒｎｅｆｒｔｅｄｓｇｆｆｒｎｉｐｅｓｒｎｕｔｇｕｅｃｄｆｌａｃＫｅｗｏｄ：ＣＤ；ＤｉｅｅｔｒｓｕｅｇｓｐｔｙｒｓＦｆｒｎｉｐｅｓｒａａｈ；ＦｏｆｌｎｌｓｓＰｒｍｅｅｐｉｚｔｎｌａｌｗｅｄａａｙｉ；ａａｔｒｏｔｉｍｉａｉｏ
ＳｈｏｆＭｅｈｎｃｌａｄＥｌｃｒｎｃｌＥｎｉｅｒｎｃｏｌｏｃａｉａｎｅｔｏｉａｇｎｅｉｇ，ＬａｚｏｉｅｓｔｆＴｅｈｏｏ，ｎｈｕＵｎｖｒｉｙｏｃｎｌｇｙ
ＬｎｈｕＧａｓ３００．Ｃｉａａｚｏｎｕ７０５ｈｎ）