气流脉动分析介绍-LF40页PPT
摩托车用整流罩形状与气流流动模拟分析(答辩PPT)
谢谢！
六.摩托车整流罩气流数值模拟
• 3.迭代计算，监视结果
六.摩托车整流罩气流数值模拟
• 4.计算结果后处理
压力分布图 压力系数分布图
六.摩托车整流罩气流数值模拟
• 度矢量图
六.摩托车整流罩气流数值模拟
• 5.综合对比分析 （1）方案确立 我选择了控制单一变量法，对整流罩进行设计。 具体方法如下：保持图中的黄色部分大小尺寸不 变（用红色的标注对其进行控制），绿色标注指 示的是扫描轨迹，本文改变绿色标注部分的弧度 即改变整流罩迎风曲面弧度。本文对比分析的方 案共四种：方案一，为摩托车整流罩原始尺寸， 弧度为390mm；方案二，弧度为217mm；方案3， 弧度为328mm；方案4，弧度为610mm。
二.外文文献翻译
• 搜集外文论文： • Computational study of flow around a simplified car body • Hybrid method for aerodynamic shape optimization in automotive industry • Shape influence on mean forces applied on a ground vehicle under steady cross-wind • Description of flow field in the wheelhouses of cars • 并最终独立翻译了第一篇《简化车身外流场的计 算研究》
• 1.零号发动机图纸绘制：首先对照图书馆借阅的发动机图 册，进行读图，并查阅所学课本，弄懂每一部分的构造和 作用；然后选定绘制对象，使用Auto-CAD进行绘制。
五.二维图纸绘制
• 2.二号整流罩设计图纸绘制： 首先使用 Pro-e建立三维设计模型，然后生成二维工程图，最后导入 CAD进行编辑，然后打印。
流体力学(共64张PPT)
1) 柏努利方程式说明理想流体在管内做稳定流动，没有
外功参加时，任意截面上单位质量流体的总机械能即动能、
位能、静压能之和为一常数，用E表示。
即：1kg理想流体在各截面上的总机械能相等，但各种形式的机
械能却不一定相等，可以相互转换。
2) 对于实际流体，在管路内流动时，应满足：上游截面处的总机械能大于下游截面
p g 1z12 u 1 g 2W g ep g 2z22 u g 2 2g hf
JJ
kgm/s2
m N
流体输送机械对每牛顿流体所做的功
令
HeW ge,
Hf ghf
p g 1z12 u 1 g 2H ep g 2z22 ug 2 2 H f
静压头
位压头
动压头 泵的扬程（ 有效压头） 总压头
处的总机械能。
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3)g式中z各、项 的2u 2物、理 意p 义处于g 某Z 个1 截u 2 1 面2上的p 1流 W 体e本 身g Z 所2具u 有2 22 的 能p 量2 ; hf
We和Σhf： 流体流动过程中所获得或消耗的能量〔能量损失〕;
We：输送设备对单位质量流体所做的有效功;
Ne：单位时间输送设备对流体所做的有效功，即有效功率;
u2 2
u22 2
u12 2
p v p 2 v 2 p 1 v 1
Ug Z 2 u2 pQ eW e
——稳定流动过程的总能量衡算式 18
UgZ 2 u2pQ eW e
2、流动系统的机械能衡算式——柏努利方程
1) 流动系统的机械能衡算式〔消去△U和Qe 〕
UQ'e vv12pdv热力学第一定律
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五、柏努利方程应用
三种衡算基准
通风与气流组织PPT
第一节 通风（空调）的目的与方法
二、自然通风
3.风压作用下的自然通风 当气流流过建筑物时， 建筑物迎风面气流受阻， 动压降低，静压升高，而 背风面和侧面由于产生局 部涡流使静压降低，这些 地方的静压与远处未受干 扰处气流静压之差，我们 通常称之为风压。静压升 高，风压为正，称为正压， 反之，称为负压。
η a＝50％
(c)顶送上回
η a＝50～100％
(b)下送上回
η a≈50％
(d)上送上回
第二节 室内空气分布的描述参数
二、送风有效性的描述参数
3.送风可及性
定义：在流场不变的条件下，假设某一送风口的空气含有
浓度为Cs,i的指示剂气体，房间内部无源，则该送风口在历
时T后对空间位置i的可及性为：
2P
式中： 为1 门窗的流量系数，μ值大小与门窗的 构造有关，其值一般小于1。
第一节 通风（空调）的目的与方法
二、自然通风
1.自然通风的作用原理 通过门窗的空气量为：
LFF2 P m 3/s
G LF2 P k/g s
式中：F---窗孔的面积，m2；L---空气体积换气量，m3/s； G---空气质量换气量，kg/s
V
稳定状态的关系式：
M C2 Q Cs
或
Q M C2 Cs
第二节 室内空气分布的描述参数
二、送风有效性的描述参数
1.空气龄
定义：送风到达房间 某点的时间。or：指 空气在室内被测点上 停留的时间，实际上 是指旧空气被新空气 代替的速度。
某点的空气龄越小， 说明该点的空气越新 鲜，空气品质就越好。
个性化送风
空气动力学基础--空气动力学 ppt课件
PPT课件
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体积流量
Q Av
质量流量
qm Av
PPT课件
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2.2 流体流动的基本规律
2.2.1 连续方程
连续方程是质量守恒定律在流体定常流动中的应用。 连续方程：
1 A1v1 2 A2v2 3 A3v3 ...
2.3.2机身的几何形状和参数
为了减小阻力， 一般机身前部为圆头锥体， 后都为尖 削的锥体，中间较长的部分为等剖面柱体。
表示机身儿何形状特征的参数
机身长度Lah 最大当量直径Dah 长细比λah =Lah/Dah
PPT课件
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2.4 作用在飞机上的空气动力
2.4.1 空气动力、升力和阻力 2.4.2 升力的产生 2.4.3 阻力 2.4.4 升力和阻力 2.4.5 升力系数曲线、阻力系数曲线和升阻比曲线、极
连续介质
组成介质的物质连成一片，内部没有任何空隙。
在其中任意取一个微团都可以看成是由无数分子组成 ，微团表现出来的特性体现了众多分子的共同特性。
微小的局部也可代表整体
PPT课件
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2.1.3 流场、定常流和非定常流
流场
流体流动所占据的空间。
非定常流
在流扬中的任何一点处，如果流体做困流过时的流动多数随 时间变化，称为非定常流；这种流场被称为非定常流场。
曲线 2.4.6 机翼的压力中心和焦点(空气动力中心)
PPT课件
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2.4.1 空气动力、升力和阻力
空气动力
空气作用在与之有相对运动物体上的 力称为空气动力。
飞机飞行时，作用在飞机各部件上 的空气动力的合力叫做飞机的总空 气动力， 用R 表示。
活塞压缩机气流脉动数值模拟及实验验证33页word文档
活塞压缩机气流脉动数值模拟及实验验证1、绪论1.1 研究背景及意义活塞式压缩机广泛应用于石油、化工、冶金、天然气行业，作为一种重要的气体增压设备，在一些工艺流程中发挥着关键作用，这些设备能否正常运行直接关系到企业的生产能力[1]。
在持续安全生产中威胁最大的是管道振动，而管道振动的最大诱因就是气流脉动。
由于活塞式压缩机吸、排气的非连续性，不可避免使管道内气体压力出现周期性的波动，这就是气流脉动[1,2];活塞式压缩机管道系统都存在一定程度的气流脉动，这种脉动的压力在管道的突变截面、弯头、盲管、阀门等处产生交变的激振力，进而引发振动，工业现场经常出现剧烈的管道振动导致管路焊接处或法兰联接处振断，造成生产事故。
控制管道振动首先应准确掌握管道系统的气流脉动情况，尤其是管道系统中关键节点如气缸连接法兰、弯头、阀门等处的压力脉动幅值。
分析气流脉动的方法主要有两种，一种是平面波动理论，另一种是一维非定常可压缩流体流动理论[3]。
平面波动理论是研究气流脉动现象时最早发展起来的理论，这种方法做了几个方面的重要假定：压力脉动值相对管道气流的平均压力值很小[4,5];气体遵守理想气体的性质;认为管道中气体流速相对声速小到可以忽略不计的程度[6]。
因此波动理论建立气体脉动的控制方程时能做线性化处理，最终得出能求解析解的波动方程。
在符合假定的条件下，波动理论能预测出符合实际的压力脉动幅值。
波动理论作出的假定在数学模型上就决定了它不能完整描述管道内压力波和非稳态流动耦合的复杂现象。
一般认为波动理论对气体与管道壁面摩擦考虑不足，导致其在脉动幅值较大尤其共振状态下计算值偏大。
此外波动理论在实际求解过程中将整个管道元件中的气流参数平均值取作气流参数值进行计算，这就决定了管道内气流参数值是常数而不是随实际状态变化的值，这降低了波动理论的模拟压力脉动的准确度。
非定常可压缩流动理论在建立描述管道内气流脉动现象的控制方程时，没有忽略非线性因素，综合考虑了气体与管道壁面的摩擦问题，实际气体性质的问题[2]。
气流分析的报告
气流分析的报告1. 引言气流分析是一项重要的工程技术，它用于研究和分析空气在不同环境中的流动情况。
通过对气流的分析，我们可以了解空气运动的特性，从而为工程设计和环境评估提供有价值的信息。
本文将介绍气流分析的基本原理、步骤以及应用领域。
2. 气流分析的基本原理气流分析的基本原理是基于流体力学的概念和方程式。
在气流分析中，我们需要考虑空气的流动速度、压力分布、温度分布等因素。
通过使用数学模型和计算方法，我们可以模拟和预测空气的运动情况。
3. 气流分析的步骤3.1 收集数据在进行气流分析之前，我们需要收集一些实地数据，例如环境温度、压力、湿度等。
这些数据将用于建立数学模型和计算参数。
3.2 建立数学模型根据收集到的数据，我们可以建立数学模型来描述空气的流动情况。
常用的模型包括雷诺平均Navier-Stokes方程和湍流模型等。
3.3 选择计算方法根据数学模型的复杂性和计算要求，我们需要选择适合的计算方法。
常用的计算方法包括有限元法、有限差分法和计算流体力学（CFD）等。
3.4 进行数值计算利用选定的计算方法，我们可以进行数值计算，模拟和预测空气的运动情况。
根据需要，我们可以调整计算参数和初始条件，以获得准确的结果。
3.5 分析结果根据数值计算的结果，我们可以进行相应的分析和解释。
例如，我们可以评估空气流动的稳定性、速度分布、温度分布等，并与实际情况进行比较。
4. 气流分析的应用领域气流分析在许多领域都有广泛的应用，下面列举几个常见的应用领域： - 建筑设计：通过气流分析，可以评估建筑物内部的空气流动情况，优化通风系统的设计。
- 空气质量评估：气流分析可以帮助评估空气中的污染物扩散情况，为环境保护和健康评估提供依据。
- 车辆设计：对于汽车、飞机等交通工具的设计，气流分析可以帮助优化车辆外形和空气动力学性能。
- 热管理：通过气流分析，可以评估和优化电子设备的散热效果，确保设备的稳定运行。
5. 结论气流分析是一项重要的工程技术，通过对空气流动的分析，我们可以获得有价值的信息，为工程设计和环境评估提供支持。
生理学-呼吸的课件幻灯片
一、氧的运输
Fe2+
（二）Hb与O2结合的特征：
反应快、可逆、不需酶的催化、受PO2的影响； Fe2+与O2结合是氧合而不是氧化； 1分子Hb可结合4分子O2
Hb氧容量——血氧容量 Hb氧含量——血氧含量 Hb氧饱和度——血氧饱和度
Hb在与O2的结合或解离曲线呈 S 形。 紧密型
肺回缩力——吸气的阻力，呼气的动力。
肺容积变化(△V) 肺顺应性(CL)= ─────── （L/cmH2O）
跨肺压变化(△P)
跨肺压=肺内压-胸膜腔内压
肺的顺应性曲线
比顺应性（specific compliance）
测得的肺顺应性（L/cmH2O） 比顺应性= —————————————— ——————
占据Hb中O2的位点→妨碍O2与Hb结合。 妨碍O2的解离。
二、二氧化碳的运输
（一）二氧化碳的运输形式
物理溶解：5%， 化学结合：95%
HCO3-的形式：约88% 氨基甲酰血红蛋白的形式：约7%
1、碳酸氢盐（在组织）：
1. 碳酸氢盐（在肺部）
2. 氨基甲酰血红蛋白
在组织： HbO2释放O2→去氧Hb 去氧Hb与CO2结合→氨基甲酰血红蛋白
平静呼气末:胸膜腔内压 为-5～-3mmHg 平静吸气末:胸膜腔内压为-10～-5mmHg
胸膜腔负压的形成
胸膜腔内压=肺内压+（-肺回缩压） =大气压+（-肺回缩压） =-肺回缩压
胸膜腔负压的意义
有利于肺的扩张；
有利于静脉血和 淋巴的回流。
（二）肺通气的阻力
弹 胸廓的弹性阻力
性
肺 通
阻
肺泡表面张力：2/3
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活塞式压缩机在运转过程中，由于吸气、排气是间 断性的，两者交替着进行，使管道内气流呈脉动状 态；另外，活塞运动速度又是随时间而变化的，这 种现象会引起气流的压力脉动。
气流的压力和运动呈周期性变化，这种现象叫气流 脉动。
气流脉动给压缩机工作带来不利的影响，例如， 使压缩机的指示功率增加；降低气阀的使用寿命； 引起排气量的增大或减小；破坏安全阀的严密性 以及造成管道和设备的振动。
算方法，并且这个计算方法通过数百万美圆的科研 项目中得到完善并通过了验证。 该软件投入市场应 用近二十余年，得到众多知名大公司认可。
PULS的界面非常的先进、友好，采用WINDOWS
菜单驱动式的界面，这样可以在输入最少数据的 同时快速建立系统模型。由于软件具有强大的图 形功能使我们可以在建模过程中突出显示模型特 征，所以可以非常方便的对模型进行检查及修改。 PULS可以进行一致性检查来发现所建模型的错误。 PULS支持英制、标准国际单位，和用户自定义单 位。
气体属性是通过Benedict–Webb-RubinStarling(BWRS)，Soave-Redlich-Kwong (SRK)， Peng-Robinson (PR)状态方程计算，同时PULS 也 允许用户自定义流体属性。
PULS 提供了批报告输出和交互式图形输出，通过
图形可以动态的显示声学响应模态。主要的结果包 括基于API618 技术指南的脉动幅值，脉动压力的 频谱图，容积流量，阻抗，振动激发力和p－V 图。
PULS 是基于一维波动理论，使用转移矩小和 声学激振力
用PULS 软件可以有效的解决管网和管道系统中由
于往复设备或者流体的流动产生的压力脉动问题， 例如压缩机，泵，控制阀和仪表等。
和以前所采取的模拟式分析方法不同，PULS 采用
了非常先进的数字式解决方案。这个解决方案，是 基于加拿大Alberta 的NOVA 公司的一种先进的计
导入模型
AUTOPIPE界面 友好，用户可 以使用它快速 地建模
打开AUTOPIPE建立的模型，并另存为PULS软件可识别的NTL文件
启动PULS软件，并打开用AUTOPIPE生成的NTL文件
全局参数设置
1.Fluid Type: 流体类型 2.Input Units：输入单位制 3.Output Units：输出单位制
边界条件设置：设置边界点、添加往复式压缩机
压缩机及其中参数
1. Clearance Volume %:余隙容积 （活塞在止点时气缸可容纳的 残留气体的容积值）
2. Phase Angle：相位角 3. Polytrophic Exponent :多变指数
（当选好流体类型Other Side Fluid ID时就可以计算出来） 4. Crank Radius:曲柄半径 5. Connecting Rod Length:连杆长 度 6. Acoustic Volume:活塞和阀门之 间的体积（可以通过流率、曲 柄半径和多变指数算出） 7. Rated Valve Loss:额定阀门损失 （可通过流率和多变指数算出）
压缩机管道内的气流脉动及其激发的机械振动会 导致一系列的危害。
管道和设备的振动对安全生产造成重大威胁．在 国内国外，时有因管道振动造成的泄漏甚至爆炸 事故
与管线相连的设备振动（往复式压缩机、往复泵） 或基础设计不当
管内流体流动不稳定或者压力不稳定，气流脉动 共振（机械、气柱、或机械及气柱同时共振）
·
实践表明，生产中遇到的与压缩机有关的振动绝大 多数是由气流脉动引起的。
气流脉动激发管道振动，管道振动反过来又会激发 机组振动。
所以要消除管道的振动，首要的问题是要消除气流 脉动。
Bentley® PULS 是一个交互式的模拟软件，主要用
于分析管网中的流体在稳态脉动流条件下的动态响 应特性。
流体参数设置(参数说明在下页)
气体参数：
1. Static Pressure：静压力 2. Static Temperature:静温度 3. Z Factor：气体偏差因子 4. Cp/Cv：气体定压比热容和定 容比热容之比 5. Specific Heat Capacity：比热容 6. Thermal Conductivity：热导率 7. Isentropic Exponent：等熵指数
力分析软件AutoPIPE模型中 有助于发现振动问题，从而进行滤波器设计 自动生成天然气等混合气的气体属性
管线的振动往往会引起很大的管线应力，很多 时候可能引起管线过载而破坏管线。所以此处讨论一 下如何使用PULS分析设备振动引起的管线振动。
PULS的两种建模方式：
直接在PULS中建模 将AUTOPIPE模型导入PULS软件（本案例使用）
PULS 通过节点定义系统中相互连接的单元的几何
尺寸。软件系统中的单元包括直管、三通、大小头、 阀门和孔板等。软件将单元转移矩阵集成到由复杂 的系数和变量组成的线性方程组中。待求变量包括 各个节点的脉动压力和脉动体积流量。采用高斯消 去法来求解非对称稀疏矩阵形式的方程组，计算结 果通过了Nova 机构和Calgary 的大学实施的实验 验证。
振动激发力可以自动地转换到Bentley® AutoPIPE 软件中来计算管线的振动特性。
������ 操作简单，菜单驱动程序 ������ 减少了昂贵的咨询费用 ������ 模拟气体和流体系统 ������ 快速的转移矩阵解决方案，使求解在不到一分
钟就能完成。
属性包括：管道，体积，压降，三通，孔板和阀门。
管线属性包括由于黏性产生的阻尼，热膨胀和摩擦 效应。
脉动源包括压力，容积流量速度，孔板，球阀和球 心阀，和往复式压缩机，和往复试泵。
据API 618技术指南检查脉动 在设计阶段预测和消除问题 在优化工程中模拟假设条件进行分析 流量引起的振动 可以导入到CAD绘图软件AutoPLANT® ，管线应