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[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
谢巧丽 牛文全 李连忠
【目的】分析进口栅格结构对滴头性能的影响,为迷宫流道滴头的设计提供参考。【方法】应用计算流体力学CFD方法,对不同进口结构的滴头流道流场进行数值模拟,分析进口数目、进口宽度、进口高度和缓水区深度对滴头性能的影响。【结果】进口流量在不同进口栅格之间分配,距离迷宫流道越远的进口栅格流量越小,流量主要集中在靠近迷宫流道的几个进口栅格;在总进口栅格断面面积大于迷宫流道最小断面面积的情况下,不同进口栅格结构几乎对滴头流量没有影响,而对各进口栅格之间的流量分配影响较大;随着进口高度和缓水区深度的增加,不同进口之间流量和流速的分布更加均匀,低速区面积减小,可降低进口处泥沙沉积,提高滴头的抗堵塞性能;单纯增加...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
常莹华 牛文全 王维娟
【目的】研究滴灌灌水器的结构参数对其水力性能的影响。【方法】提取齿形迷宫流道灌水器齿宽、齿底距、齿高为结构控制参数,在CAD几何建模的基础上,应用基于CFD(Computational Fluid Dynamics)的流体分析软件FLUENT,对灌水器迷宫流道内流体的流动进行数值模拟,得到流量压力关系以及流场可视化图,由此分析了各参数对灌水器性能的影响,以及流道内水流的速度矢量分布规律。【结果】当齿高保持恒定时,齿宽和齿底距均与流量、流态指数呈正相关关系,且齿宽对流量、流态指数的影响较齿底距更显著;而齿宽和齿底距保持不变时,齿高与流量、流态指数呈负相关关系。【结论】齿宽相对越小,灌水器消能效果...
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
张重 任树梅 杨培岭 张钟莉莉 郭梦吉
针对ＣＦＤ方法模拟时参数选择对圆柱型灌水器迷宫式流道内部流动的模拟精度有较大影响的问题，采用正交试验的方法，对网格单元尺寸（０．２０、０．１５、０．１０、０．０７ｍｍ）、湍流模型（ＲｅｙｎｏｌＤｓ应力方程模型、标准ｋ－ε模型、ＲｎＧ ｋ－ε模型、Ｒｅａｌｉｚａｂｌｅ ｋ－ε模型）、近壁面处理函数（ｓｔａｎＤａＲＤ壁面函数、ｎｏｎ－ｅｑｕｉｌｉｂＲｉｕｍ壁面函数、ｅｎｈａｎＣｅＤ壁面函数、ｓＣａｌａｂｌｅ壁面函数）进行３因素４水平正交试验，对比各试验条件下ＣＦＤ模拟值与实测值的偏差量，选择精度较高的模拟方法，并在此模拟基础上对迷宫流道进行了优化。结果表明：网格大小为０．０７ｍｍ，湍流模型为Ｒｅｙ．．．
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
吴泽广 牛文全
【目的】设计对不同泥沙级配的浑水进行滴灌试验,为泥沙机械组成对滴头堵塞的影响过程研究提供理论参考。【方法】采用短周期法,设计了粒径小于0.1mm的3种不同级配泥沙(编号分别为A、B、C,其0.05~≤0.1mm粒径泥沙所占比例分别为58.38%,27.17%,14.45%;48.50%,13.20%,38.30%;20.13%,23.55%,56.32%)及3种不同含沙量(0.5,1.0,1.5g/L)组合的滴头抗堵塞试验,分析了毛管中沉积泥沙的位置与粒径组成及滴头流量与含沙量的变化。【结果】当含沙量不大于1.0g/L时,泥沙级配C最易造成滴头堵塞...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王维娟 牛文全 孙艳琦 武鹏
【目的】研究滴头间距对双点源滴灌土壤水分入渗的影响。【方法】应用HYDRUS 3D软件,在滴头间距分别为10,20,30和40 cm时,对湿润峰交汇时间、交汇面土壤含水量、湿润峰运移速率和湿润体的形状变化进行模拟研究,并进行试验验证。【结果】湿润峰交汇时间随着滴头间距的增大呈指数级增加,湿润峰运移速率与滴头间距之间呈幂函数关系;随着滴头间距的增加,湿润体形状依次从1个近似半球体向近似半药囊形、半花生壳形及2个分离的近似半球体转变,湿润体内高含水量区域也从2个逐渐转化为1个。以土壤剖面含水量、湿润峰运移距离及总入渗量为指标进行验证试验,结果表明,土壤含水量、湿润峰运移距离及总入渗量的模拟值与实测...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王静 王文娥 胡笑涛
【目的】用数值模拟方法研究压力补偿滴头的抗堵塞性,为灌溉滴头的结构改进提供参考。【方法】以孔口式压力补偿滴头为对象,综合运用流固耦合与液固两相流的数值模拟方法,分析压力补偿滴头在不同入流颗粒粒径(0.01,0.02,0.04和0.06mm)及体积分数(0.2%,0.4%,0.6%,0.8%,1.0%和1.2%)下,压力补偿滴头的内流场及颗粒体积分数分布规律。【结果】在供试颗粒粒径及体积分数范围内,压力补偿滴头流道内局部颗粒体积分数升高,容易发生沙粒沉淀;同一位置处水的速度较固体颗粒大;随着入流颗粒粒径及体积分数的增大,滴头出流量略有减少,但仍达清水流量的94.7%以上;入流颗粒体积分数相同时,...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
喻黎明
【目的】研究梯形流道结构参数对灌水器流量、流态指数及抗堵塞性能的影响,为滴灌系统中灌水器的设计提供参考。【方法】通过测试平台对16种梯形流道物理模型的水力性能和抗堵塞性能进行测试,分析梯形流道结构参数转角、齿高、上底宽、流道宽、偏差量等对灌水器流量、流态指数及抗堵塞性能的影响。【结果】流道转角对灌水器流态指数、抗堵塞性能有显著影响,随着流道转角的增大,流态指数及抗堵塞能力显著下降;上底宽对流量、流态指数也有显著影响,随着上底宽的增大,流量增加,流态指数增大;齿高、流道宽及偏差量对流量、流态指数和抗堵塞性能无显著影响。【结论】在梯形流道设计时,应当综合考虑转角的选择,同时为了保持合理的流态指数,...
关键词：
滴头 梯形流道 水力性能 抗堵塞性能
[期刊] 地理科学进展
[作者]
王随继,薄俊丽
网状河流是受到人们关注的新型冲积河流,其水文特征、地貌特征和沉积特征已经不同程度地被揭示。然而,网状河流的水槽实验迄今仍是空白,而水槽模拟实验是在时间和空间都大大缩小之后的自然界河流演变过程的再现。本文报道的是在实验水槽中通过原河道决口后网状河流的发生和演变过程。实验初始条件为:水槽辅助区的待决口河道,目标区为轴部略微下凹的长方形泛滥平原(4.5 m×16.5 m),其上下层分别为1.5 cm厚、中值粒径为0.0132 mm的高岭土层和0.5 m厚、中值粒径为0.188mm的天然细砂层,从5.5 m-17 m区段的平均纵比降为0.0058,17m-22m区段的平均纵比降为0.0077。采用的定常流量为3 L/s,悬移质输沙量在前3小时为4.5g/min,其后为1.2 g/s。实验总历时50小时。实验初期,目标区的上游段以垂向加积作用为主,中游以随机侵蚀为主,下游以溯源侵蚀为主,在13.5小时左右,相互连通的多重河道的网状河流体系的雏形基本展现。此后至25.5小时,网状河道的演变以下蚀为主演变为以适度的侧蚀,但河岸的后退幅度很小,标志网状河道逐步过渡到成熟期。从25.5小时至50小时,个别河道的局部废弃和决口是该成熟期网状河道演变的新特点。实验成功地模拟了天然网状河流的形成、发展和演变过程,同时也证明了它是不同于分汉河流的河型。这不?
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
赵炬颖 徐乙人 祝天一 祁志浩 李永健
为了解决传统迷宫密封在恶劣工况环境下存在的碰磨问题,提出了一种自适应迷宫密封结构。通过仿真分析发现,浮起力的产生主要是由于密封径向间隙压力分布不均匀。对于气体密封,由压差引起的流体静力效应是本研究所用条件的主导因素,而不是流体动力效应。该模型还分析了偏心率、槽宽及入口段节流长度对自适应迷宫密封浮起力和泄漏率的影响。实验结果表明,该自适应迷宫密封性能比传统迷宫密封性能提高了2.3～3.1倍。此外,自适应迷宫密封的密封环在0.05～0.30 MPa的压差下均能浮起,具有响应速度快的特点。
关键词：
自适应密封 迷宫密封 浮动机理 浮起力
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
郑艳 魏文礼 刘玉玲
为了改善丁坝后因回流导致的流态恶化、泥沙淤积等问题,进一步研究丁坝长度对回流区长度的影响。运用计算流体力学(CFD)方法,对宽浅河道中非淹没丁坝的流场进行二维数值模拟研究,并与试验值进行对比。结果表明:RNG k-ε模型能够较好地模拟丁坝下游的回流尺度,能够较好地描述丁坝下游实际回流的产生、扩散及消失过程。说明在宽浅河道中,丁坝长度对回流长度显著影响,丁坝越长,回流边线越长越宽;河宽束窄系数随丁坝相对长度增加而增大,两者呈线性关系。
关键词：
丁坝 数值模拟 回流长度
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
金文 张鸿雁 何文博
采用计算软件Fluent,通过将壁面粗糙元抽象为多孔介质的微尺度效应处理方法进行建模,选用realizable k-ε模型,对3种齿形流道的灌水器内流进行数值研究。利用Micro-PIV试验测量结果验证了该模拟方法的可靠性,在多种流动条件下对3种齿形结构灌水器进行数值计算,并进行抗堵性能和水力性能分析。抗堵性分析表明,3种齿形流道在转角内侧都存在回流区,由于其侧均为高速主流而使颗粒沉积缓慢;尖角齿形流道的尖角部位,大部分区域由于具有一定的紊流强度也不易沉积杂质,只有其齿尖和平角齿形流道的左顶角部位易产生颗粒沉积。在水力性能分析中,通过对压力降和流态指数的比较表明,尖角齿形的灌水器在控制和稳定出...
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
沈晓斌
利用LS-DYNA有限元数值计算软件,对线型聚能切割器切割钢板过程进行模拟仿真,分析研究3种起爆方式及6种炸高工况下的切割效能进行。结果表明,该文所设计的线型聚能切割器在线起爆工况下产生的射流具有最优特征,其有效长度为32.2mm,分别是中心点起爆和单侧点起爆的1.12、1.09倍;射流有效切割速度可达1 744 m/s,分别是中心点起爆和单侧点起爆的1.08、1.02倍。炸高为0.5 cm时钢板毁伤程度最严重,炸高为2 cm时射流对钢板有效切口长度最长,当炸高大于2 cm时射流侵彻能力下降明显,表明射流对炸高较为敏感。
关键词：
线型聚能切割器 射流 数值模拟 炸高
[期刊] 中国科学技术大学学报
[作者]
宋晓倩 胡芃 刘阳
应用ANSYS有限元分析研究了碳纤维增强复合材料(CFRP)格栅反射器中对接和插接典型胶接结构形式的稳态传热特性,并对环氧树脂添加氧化铝、氮化硅、石墨烯等高导热材料对传热的影响进行了对比分析.结果表明,随着环氧树脂胶热导率的提高,胶接界面热阻减小,胶接部位温差减小,温度分布均匀性更高.此工作为有效预测固面反射器在轨运行状态的温度分布和热变形大小提供了研究基础.
[期刊] 渔业科学进展
[作者]
王佳浩 刘莉莉 蔡新晨 陈佳滢 杨意馨 姜书侠
采用计算流体动力学(CFD)技术,研究了不同布设间距下,多孔方型人工鱼礁周围水流运动的规律,旨在为深入研究人工鱼礁的集鱼原理和海洋牧场建设中人工鱼礁的投放和布设提供更多参考。本研究采用了4种布设间距,分别为0.5、1、1.5和2倍鱼礁高度,基于计算机数值模拟技术,模拟了速度为0.8m/s的水流流经2个礁体的过程,分别观察鱼礁周围水流运动情况。结果显示,多孔方型人工鱼礁内部和周围存在缓流区、背涡流区、上升流区、死水区等有显著特征的区域;多孔方型人工鱼礁上升流的最大速度与来流速度的比值约为0.95倍;多孔方型人工鱼礁周围上升流最大抬升高度与鱼礁高度之比约为2.1;多孔方型人工鱼礁的结构在一定程度上为鱼礁周围的流态多样性提供了较有利的作用;多孔方型人工鱼礁的布设间距对2个鱼礁单体间的旋涡数量和旋涡方向有较大影响,也对涡量大小和涡量分布范围产生影响。研究表明,在一定范围内,布设间距越大,涡量越大,分布范围越广,但超过一定范围后,涡量不再增大,分布范围也不再扩大;多孔方型人工鱼礁的布设间距越大,背涡流在X方向和Y方向的影响面积越大。研究结果清晰地展现了不同布设间距下的人工鱼礁的流场效应,对在特定条件下进行人工鱼礁投放和布设具有重要意义。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
魏文礼 洪云飞 刘玉玲 蔡亚希
【目的】对两沟道氧化沟内水下推动器、曝气转盘同时运行时,增设弯道导流墙后沟内的流场及流速分布进行研究,以期提高沟内水流混合能力并降低能耗。【方法】在试验模型右侧增设弯道导流墙,并采用数值计算的方法求解气-液两相流时均方程,紊流模型采用RNG模型,自由水面捕捉采用VOF(Volume of fluid)法,速度与压力耦合方程组求解时使用SIMPLE(Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations)算法,对氧化沟内的流场及流速分布进行模拟研究。【结果】数值模拟表明,在水下推动器、曝气转盘同时运行时增设弯道导流墙后,氧化沟内的流场及流速分布更加均...
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