作者:丁林; 杨林; 王海博; 张力 期刊:《航空动力学报》 2019年第12期
利用合成射流对钝体绕流流动特性及流致振动进行了主动控制数值研究。结果表明:随着合成射流动量系数的增加,对圆柱涡激振动的抑制效果越好。随着射流位置从后驻点移向前驻点,圆柱尾流涡脱模态呈现出柱体背流面附着对称涡的定常状态-过渡状态-反对称2S涡脱落模式的演变过程。圆柱双自由度振动轨迹为"8"字形,完全受到抑制时轨迹为"一"字型,部分抑制时其轨迹为"月牙形",合成射流的引入可有效降低圆柱所受升力,能有效的抑制圆柱横向和...
作者:罗睿; 赵振达; 冷慧杰; 霍波 期刊:《生物医学工程学》 2020年第01期
载荷作用下松质骨孔隙中的液体流动是刺激骨组织细胞产生生物学响应并调控骨重建的主要因素。因此,阐明牙槽骨内孔隙结构中的液体流动情况对于深入理解力学作用在牙槽骨内的传导过程以及牙齿发育、正畸牙移动等细胞水平的调控机制具有重要意义。此工作首先进行了大鼠牙齿正畸的动物实验,并基于微计算机断层扫描(micro-CT)图像构建了牙齿-牙周韧带-牙槽骨有限元模型,分析了咬合力或正畸力作用下牙槽骨中的应变状态;进而构建了理想模...
作者:王修纲; 吴裕凡; 郭潞阳; 路庆华; 叶晓峰; 曹育才 期刊:《化工学报》 2020年第02期
基于CFD模拟与传热实验相结合的方法对5 L夹套聚合釜的传热性能进行研究。建立聚合釜的液固耦合稳态传热模型,获得釜内流体、夹套内流体及金属固体域内温度分布。开展传热实验对模拟结果进行验证,各对比点温度的最大相对误差在1%~5%范围内。通过模拟获得釜内外壁面传热系数及总传热系数,并关联出釜侧及夹套侧Nu的经验式。结果表明:釜内流体温度分布方差始终在0.002以下,固体域内和传热边界层温度梯度较大,传热边界层厚度约3.8 mm;...
作者:王慧; 刘泉声 期刊:《地质力学学报》 2020年第01期
在缝洞型油藏中,水力裂缝的偏转路径对石油的开采量有重要的影响。Hybrid Finite-element and Mesh-free Method-Fracflow(FEMM-Fracflow)数值模拟平台,通过数值实验,文章分析了缝洞型油藏中自然溶洞、水平地应力以及注水流速三种因素对水力裂缝偏转路径的影响。结果表明,在存在溶洞时,裂缝明显向溶洞方向偏转;在改变水平围压时,不施加水平围压条件下,裂缝明显偏向溶洞方向扩展,并且最终与溶洞连通;而在施加50 MPa水平围压时,水力...
作者:刘浩; 张洋; 胡玉峰; 包峻帆; 景斐媛 期刊:《华南地质与矿产》 2018年第03期
运用FLAC3D数值模拟软件,建立了包括断层影响带及断层破碎带的断层活化模型,以此开展安徽某井田SF15断层活化研究。通过对模拟过程中监测点数据统计分析,探究了SF15断层影响带、断层破碎带与断层上下盘位移、水压变化规律,并结合太原组灰岩含水层水压变化规律,明确了SF15断层活化机制。研究表明:随着工作面不断推进,断层上下盘位移、水压及位移差、水压差变化幅度均较小,受采动影响不明显。断层破碎带和断层影响带水压变化范围为0~...
作者:王坚; 陈雄; 许进升; 李宏文 期刊:《南京理工大学学报》 2019年第06期
为实现对双脉冲固体火箭发动机Ⅱ脉冲点火冲击过程中燃烧室全域的数值计算,搭建了1种流固耦合求解器。该求解器基于ANSYS Workbench平台,使用用户自定义函数(UDF)功能进行了推进剂点火、燃烧和加质等模型的建立以及边界条件的定义。结合动网格技术,实现了对采用隔层式隔离装置的Ⅱ脉冲燃烧室的全域数值计算。计算结果表明,Ⅱ脉冲点火冲击过程呈现典型的大变形域流动特性,同时,流场中压强、温度等属性受到推进剂燃烧、加质和隔层形...
作者:文宏刚; 刘广兵; 蒋青; 陈世亮; 董文平 期刊:《流体机械》 2019年第11期
由于立式屏蔽泵的叶轮转子振动是影响其可靠性和安全性的关键因素。以某型立式屏蔽泵为研究对象,分析诱发振动的流体激振力主要是叶轮承受的不平衡轴向力,结合离心泵设计理论和工程经验,提出了2种改进方案。采用流固耦合模拟技术,分别进行了泵内流场、叶轮静应力、预应力模态计算,比较分析2种改进方案,结果表明方案A承受不平衡轴向力更小,内流场水力损失更少,更不易产生共振,为同类型泵的减振设计及优化提供一定参考。
作者:陈飞; 付凌迪 期刊:《应用力学学报》 2019年第06期
采用ADINA有限元软件,建立了基于流固耦合的跨断层埋地管道管-土-流体三相耦合模型,计算和分析了管道以不同角度穿越不同类型断层时管道的应变响应规律及管内流体压力变化范围,进一步得出了管道与不同类型断层最佳交角范围。研究结果表明:在断层位错量小于1.3m时管道与走滑断层的最佳交角范围为30°~60°,当断层位错量较大时管道应以30°~45°穿越走滑断层;大角度穿越正断层会导致较大的应变值,尤其容易使管道处于压缩状态,管道与正断...
作者:岳文骏; 陈旭 期刊:《化工机械》 2019年第06期
为了增加罐体的承载能力,基于传统罐式集装箱的圆柱形筒体,提出了一种罐式集装箱筒体新结构。同时数值模拟了不同操作条件下该新型罐式集装箱内流场的流动情况,其中包括不同的制动加速度、不同的充液比K、不同的充装介质和是否设置防波板的情况。在流场计算中,使用了VOF方法和k-ε湍流模型进行模拟。结果显示以上4个因素均对流场有较大影响。前封头上的最大冲击力随着充液比和制动加速度的增加而增加,同时最大冲击力与制动加速度呈...
作者:姚熊亮; 屈子悦; 张乐; 王志凯 期刊:《哈尔滨工程大学学报》 2020年第01期
水下爆炸冲击波入射到圆柱壳结构表面时,由于圆柱壳结构的特殊性,冲击波经过圆柱壳顶端时会改变传播方向,从而到达圆柱壳背爆面,到达背爆面的冲击波称为绕射冲击波。为了研究绕射冲击波的特性以及圆柱壳周围的压力分析,本文通过ALE流固耦合法对冲击波与圆柱壳结构相互作用过程中产生的压力场进行仿真和分析,建立了包含圆柱壳、空气及流场在内的有限元模型,给出了在不同板厚与爆距下研究圆柱壳周围的压力场分布情况。研究结果表明:A...
作者:赵燮霖; 马英超; 叶献辉; 姜乃斌; 周进雄 期刊:《核技术》 2020年第01期
失水事故引起的反应堆堆内结构动响应是反应堆结构动力学的重要问题。现有的分析计算方法主要是基于计算流体动力学(Computation Fluid Dynamics,CFD)的单向/双向流固耦合分析方法,数值预测精度较高但计算成本过高。本文基于以流体和固体位移和流体压力为基本未知量的势流体声学有限元理论,采用商用有限元软件ADINA和流固界面共节点网格技术,对德国HDR(Heiss Dampf Reaktor)实验堆V32破口失水事故进行了数值模拟。声学有限元-结构...
作者:梁钟元; 谢晨龙; 许新勇 期刊:《水力发电》 2020年第02期
以南水北调中线渠道工程为研究对象,建立了水体-结构-地基耦联体系的渠道模型,运用Fluid 30单元实现水工结构流固耦合计算,计算了地震工况下的渠道结构的破坏情况。计算结果与Westergaad传统方法进行对比,验证了Fluid 30单元方法的正确性。研究结果表明,Fluid 30单元耦合方法计算的结构频率均值较传统方法增加10.93%,渠道结构进行地震分析时,水体的流固耦合效应不容忽视;渠道衬砌板分缝处为最薄弱部位,且出现了应力集中,每个纵缝处...
作者:王力; 王世梅; 王琳; 李高 期刊:《水电能源科学》 2020年第01期
滑坡的流固耦合分析是评价滑坡稳定性及发展趋势的重要手段之一,对此先回顾了水库型滑坡流固耦合理论研究的发展过程,重点描述、讨论了渗流、材料模型和耦合"桥梁",并给出了目前应用普遍的饱和-非饱和流固耦合方程;接着对当前水库型滑坡的研究重点提出了建议,即当前流固耦合理论的研究应重视流固耦合的时间效应问题及复杂情况的边界条件问题。
作者:管梓旭; 崔毅; 周晓洁 期刊:《车用发动机》 2019年第06期
针对四冲程高速柴油机活塞热负荷问题,建立了基于两相流振荡换热的活塞热流固耦合模型,该模型考虑了活塞往复运动造成机油无法填满冷却内腔的问题,通过设定气相、液相的多相流方法,模拟出机油在冷却内腔中填充率的变化曲线,并对各转角的瞬态传热系数及温度求平均值,从而进行热流固耦合分析。通过与硬度塞测量法的试验结果进行对比,可知该模型的误差较小,可以较好地用于活塞温度场的仿真模拟及关键位置热负荷的评估分析。在此基础上...
作者:赖晨光; 胡瑞; 周毓婷 期刊:《重庆理工大学学报·自然科学》 2020年第01期
由于高温高压气体的流动冲击,发动机排气歧管会产生较大的温度梯度并承受较大的热应力。以热应力和应变为目标,该研究对某车型发动机排气歧管进行优化。首先对一维发动机进行建模和计算,利用流固耦合方法计算排气歧管的温度场,并做了网格无关性的验证。将结果作为热负荷,计算排气歧管的热疲劳参数并以热应力和热变形为目标对该排气歧管进行改进。结果表明:改进后的排气歧管热应力和热变形明显降低,其中最大热应力减小了21MPa,降幅...
作者:吴勇; 黄江华; 左思贤 期刊:《水道港口》 2019年第06期
将堤防边坡土体简化为由固体土骨架和水组成的饱和介质,考虑动水压力引起的土骨架体积应变,引入堤防边坡土体孔隙率和渗透率的动态变化表达式,运用饱和土力学和流体力学理论构建了动水压力作用下堤防边坡的流固耦合渗流方程。选取某堤防边坡工程实例,借助COMSOL软件进行了数值模拟。研究结果表明:动水压力会引起固体土骨架的压缩变形,土的孔隙率提高,流水的渗流路径较远,在堤防边坡设计和研究时应充分考虑孔隙水渗流压力引起的体积...
作者:朱永全; 朱正国; 王道远; 方智淳 期刊:《高速铁路技术》 2019年第05期
文章以下穿某车站站场富水砂砾地层隧道为研究背景,首先根据工程结构自身的地质、地层、施工条件等特点,制定变形控制标准以及变形控制研究指标;然后考虑耦合与非耦合两种施工工况对箱涵顶进法下穿隧道进行数值模拟。结果表明:(1)耦合作用下与非耦合作用下地表沉降以及隧道竖向位移趋势基本一致,但耦合作用下数值要明显大于非耦合作用;(2)隧道拱顶沉降以及水平收敛趋势不一致,隧道开挖前期,耦合作用下位移要小于非耦合作用,随着隧...
作者:陆华; 马肖彤; 马占武; 何妍亭 期刊:《世界有色金属》 2019年第20期
针对不同孔隙率和不同耦合状态下的破碎矿体进行了声波测试,得到矿物的流固耦合声波波速的影响因素。结果表明:纵波波速与孔隙率呈负相关关系,与密度呈正相关关系;被测耦合介质的可压缩性对破碎矿体波速的影响远大于水对矿体波速的影响,并且流固耦合破碎宽体纵波波速与孔隙率基本呈正相关关系。
作者:包世刚; 姜翠香; 丁俊琰 期刊:《科学技术与工程》 2019年第27期
以获取动车组水箱最佳结构参数组合为目的,结合双向流固耦合分析,采用拉丁超立方抽样生成试验设计样本点,构建了动车组水箱的响应面近似模型,通过拟合优度验证了该响应面的准确性。最后运用多目标遗传算法寻找水箱结构参数优化设计的Pareto最优解前沿,以此提出优化策略。研究结果表明,基于响应面模型和多目标遗传算法的动车组水箱优化方法,有效克服了水箱结构总体性能方案设计时重复性和经验依赖的缺点,可为决策者进行目标权衡提供...
作者:纪明明 期刊:《山东农业工程学院学报》 2019年第10期
利用有限元仿真计算软件,采用基于流固耦合的分析方法,通过建立1:1尺寸大小气流式水平姿态传感器敏感元件的实体模型,通过仿真计算得到了气流式水平姿态传感器敏感元件内流场的分布及气流速度。基于流固耦合的仿真计算方法可以使得计算结果更加符合原件的实际工作状况。