基于流固热耦合的负载敏感多路阀仿真研究 被引量：6

1

作者 王廷栋 杨敬 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第1期1-9,共9页

由于多路阀内部流量大、压力高,且流道结构复杂、节流温升大,会造成阀芯发生变形而引起卡滞现象,为此,对多路阀进行了流固热耦合数值模拟仿真研究。首先,利用AMESim和UG软件对负载敏感多路阀进行了建模;然后,利用ICEM对流体域及固体域... 由于多路阀内部流量大、压力高,且流道结构复杂、节流温升大,会造成阀芯发生变形而引起卡滞现象,为此,对多路阀进行了流固热耦合数值模拟仿真研究。首先,利用AMESim和UG软件对负载敏感多路阀进行了建模;然后,利用ICEM对流体域及固体域进行了网格划分;最后,采用ANSYS Workbench平台,在不同工况下对多路阀进行了流固热耦合数值模拟仿真,分析了不同工况下多路阀流场内流体速度、压力分布、节流温升、气穴气蚀以及阀芯变形的情况。研究结果表明:阀芯与油液接触的区域温度受影响较大,而远离油液的区域阀芯温度变化不明显,在油液温度影响下,阀芯上节流槽区域发生膨胀变形,说明节流温升对阀芯的影响主要集中在节流槽附近区域;当主阀口开口度较大,压力补偿器开度较小时,阀内易出现气穴,产生气蚀现象,节流槽处温升非常明显,阀芯变形量较大,容易引起卡滞现象;该研究结论可为多路阀阀芯的结构设计提供理论支撑。 展开更多

关键词 多路阀 流固热耦合 节流升温 气穴气蚀 阀芯变形

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基于流固热耦合分析的螺旋槽泵出型动压密封端面结构参数优化 被引量：7

2

作者 李双喜 廖浩然 +1 位作者 李世聪 刘兴华 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第10期1129-1135,共7页

针对密封端面参数结构选取不当导致密封高速旋转时动静环烧毁的问题,对螺旋槽泵出型动压密封端面参数进行了优化。基于气相流体控制方程,采用了流固热耦合有限元分析方法,考虑动静环变形以及热变形对流体的影响,研究了螺旋角、槽数、槽... 针对密封端面参数结构选取不当导致密封高速旋转时动静环烧毁的问题,对螺旋槽泵出型动压密封端面参数进行了优化。基于气相流体控制方程,采用了流固热耦合有限元分析方法,考虑动静环变形以及热变形对流体的影响,研究了螺旋角、槽数、槽堰比、槽坝比、槽深等端面参数对开启力、泄漏量、摩擦功耗以及气膜刚度等密封性能的影响,提出了螺旋槽泵出型动压密封设计优化方案;采用试验研究方法,验证了计算模型的准确性;对比了运转前后密封端面微观形貌图,发现试验密封端面几乎无摩擦磨损,验证了密封可行性。研究结果表明:螺旋角在15°~20°、槽数在12个~16个、槽堰比在0.5~0.6、槽坝比在0.65~0.75、槽深在7μm^10μm时,密封开启力、气膜刚度较大,泄漏率、摩擦功耗较小,密封综合性能最佳。 展开更多

关键词 泵出型 螺旋槽 结构参数 密封性能 流固热耦合

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热效应与应变对瓦斯抽采的影响数值模拟

3

作者 张林峰 杨艳国 +2 位作者 范楠 刘康 姚文军 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第5期75-82,共8页

为了探究热效应与应变对瓦斯抽采的影响,建立了考虑煤体变形、气体吸附、热效应的流-固-热耦合模型;模拟了热效应、应变对瓦斯抽采的影响。结果发现:考虑热效应比无热效应下的瓦斯产气量高11.48%,产气速率高11.45%;热效应越强,渗透率越... 为了探究热效应与应变对瓦斯抽采的影响,建立了考虑煤体变形、气体吸附、热效应的流-固-热耦合模型;模拟了热效应、应变对瓦斯抽采的影响。结果发现:考虑热效应比无热效应下的瓦斯产气量高11.48%,产气速率高11.45%;热效应越强,渗透率越大,瓦斯产气量越高,这表明热效应对瓦斯抽采的影响不可忽略;不同应变对瓦斯抽采的影响不同,吸附应变>温度应变>压力应变。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 流-固-热耦合 热效应 应变 瓦斯产气量 渗透率

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基于流固热多场耦合的高速旋转唇形密封性能研究

4

作者 赵华楠 吕晓仁 +2 位作者 吕宝华 项冲 郭飞 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期43-49,共7页

针对一种橡胶材料高速旋转唇形密封,结合其自身结构及应用工况,通过方程离散化计算等方法,建立定量分析密封系统密封性能的数值仿真模型。基于所建立的模型对密封实际服役状态下界面流体力学、宏观固体力学、表面粗糙峰微观接触力学、... 针对一种橡胶材料高速旋转唇形密封,结合其自身结构及应用工况,通过方程离散化计算等方法,建立定量分析密封系统密封性能的数值仿真模型。基于所建立的模型对密封实际服役状态下界面流体力学、宏观固体力学、表面粗糙峰微观接触力学、唇口摩擦生热等多物理过程之间的耦合关系进行分析,借助实验验证并完善数值仿真模型的准确性。通过所建立的数值仿真分析模型研究油封唇口接触压力分布、唇口温度、摩擦力矩及泄漏率等衡量密封性能的关键参数随转速的变化规律。结果表明:在高转速条件下考虑摩擦生热时油封径向力减小,接触宽度增加,摩擦力矩减小,说明摩擦热对油封密封性能产生较大影响。 展开更多

关键词 唇形密封 高速旋转 摩擦生热 摩擦力矩 流固热耦合

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某火箭发射塔试验台承力架防火保护研究

5

作者 王长辉 赵东拂 +4 位作者 李磊 詹子娜 刘栋栋 郝腾飞 魏晓莉 《建筑科学》 CSCD 北大核心 2024年第5期21-29,共9页

某火箭发射塔试验台钢承力架除了承受上部火箭发射试验时施加的荷载外,还会受到火箭尾部火焰的高温烧蚀作用,对承力架的安全性和耐久性亟待探究。对涂有耐高温耐烧蚀防火涂料的Q345-D钢板进行斜向喷火缩尺试验,得到其烧蚀现象、烧蚀率... 某火箭发射塔试验台钢承力架除了承受上部火箭发射试验时施加的荷载外,还会受到火箭尾部火焰的高温烧蚀作用,对承力架的安全性和耐久性亟待探究。对涂有耐高温耐烧蚀防火涂料的Q345-D钢板进行斜向喷火缩尺试验,得到其烧蚀现象、烧蚀率及温度数据;使用FLUENT软件对缩尺模型开展流-固-热耦合数值模拟,其温度及烧蚀率与试验数据符合良好,温度最大误差为8.9%,烧蚀率最大误差为7.14%;利用上述方法对三喷管火箭发射试验过程进行模拟,得到不同喷淋量、不同防火涂料喷涂厚度工况下承力架的表面温度和塔架空间温度及速度流场分布。结果表明:缩尺试验中耐高温耐烧蚀防火涂料具有良好的隔热性能和耐烧蚀性能;温度曲线呈现明显的4个阶段:迅速升温阶段、降温阶段、逐渐回升阶段、稳定阶段;当冷却喷淋量为1m3/s时,承力架表面该防火涂料厚度不应低于15mm,喷淋量在此基础上每增加0.5m3/s,该防火涂料最小厚度可减小5.2mm,当喷淋量高于2.5m3/s,承力架则无需喷涂防火涂料。 展开更多

关键词 数值模拟 发射塔承力架 温度场 流-固-热耦合 烧蚀率

原文传递

基于仿真的复合冲击破岩流固热耦合场分析

6

作者 曹继飞 邹德永 +4 位作者 李成 王旱祥 车家琪 张伟强 黄哲 《石油机械》 北大核心 2024年第8期61-69,共9页

为了揭示复合冲击载荷下全尺寸PDC钻头破岩机理,以温度为纽带,通过迭代算法建立复合冲击载荷下PDC钻头破岩流固热耦合仿真分析模型,同时以PDC钻头切削齿温度为评价指标验证仿真模型;从动态破岩过程、力学变化行为、温度演化规律和流场... 为了揭示复合冲击载荷下全尺寸PDC钻头破岩机理,以温度为纽带,通过迭代算法建立复合冲击载荷下PDC钻头破岩流固热耦合仿真分析模型,同时以PDC钻头切削齿温度为评价指标验证仿真模型;从动态破岩过程、力学变化行为、温度演化规律和流场分布特征等4个方面完成复合冲击载荷下全尺寸PDC钻头破岩工作特性分析。分析结果表明:PDC钻头破岩流固热耦合仿真分析模型误差在10%以内,满足工程分析精度需求;PDC钻头破岩过程分为单齿破岩、平面破岩和深度破岩3个阶段,增加复合冲击载荷后PDC钻头最大扭矩增大66.3%,平均扭矩增大28.0%;PDC钻头的高温区域分布在钻头最底部切削齿表面,最高温度达到166.9℃;钻井液在PDC钻头刀翼外侧切削齿产生高压区域,最大压力达到107.9 kPa;钻井液在喷嘴出口处流速最大,达到6.1 m/s。研究结果可为揭示复合冲击破岩机理、开发高效PDC钻头提供理论指导和技术支持。 展开更多

关键词 PDC钻头 复合冲击 全尺寸 破岩 流固热耦合

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液压滑阀阀芯温度场的流-固-热耦合研究 被引量：6

7

作者 晏静江 柯坚 +2 位作者 刘桓龙 周大海 王国志 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期757-760,共4页

针对液压滑阀在中高压系统的使用过程中,黏性热效应使得油流温升显著,阀芯受热膨胀而出现磨损甚至卡紧,导致液压滑阀失效的现象,建立了液压滑阀的计算流体力学三维模型,从不同开口度、不同槽口深度和宽度三方面进行流场和温度场的耦合分... 针对液压滑阀在中高压系统的使用过程中,黏性热效应使得油流温升显著,阀芯受热膨胀而出现磨损甚至卡紧,导致液压滑阀失效的现象,建立了液压滑阀的计算流体力学三维模型,从不同开口度、不同槽口深度和宽度三方面进行流场和温度场的耦合分析,得到液压滑阀的最高流速和最高温度大小和区域的分布情况,以及阀芯和阀套的径向变形量,为液压滑阀卡紧机理分析提供了强有力的支撑和参考。 展开更多

关键词 滑阀 温度场 径向变形 流-固-热耦合

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深部煤层注气强化开采的流-固-热耦合数值模拟研究

8

作者 姚文军 邓存宝 +3 位作者 范楠 申文迈 张林峰 张鹏莉 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第7期31-38,共8页

为研究温度效应对深部煤层注CO_(2)增抽瓦斯的影响规律,根据煤体变形特征和瓦斯渗流特性基本理论,建立了同时考虑非等温吸附、二元气体竞争吸附、气体渗流和扩散、热传递和热对流的注CO_(2)强化煤层抽采的流-固-热耦合模型,探究了温度... 为研究温度效应对深部煤层注CO_(2)增抽瓦斯的影响规律,根据煤体变形特征和瓦斯渗流特性基本理论,建立了同时考虑非等温吸附、二元气体竞争吸附、气体渗流和扩散、热传递和热对流的注CO_(2)强化煤层抽采的流-固-热耦合模型,探究了温度效应对煤储层参数和产气演化规律的影响。结果表明:煤层温度降低引起的煤基质收缩促进了CH_(4)解吸,忽略温度效应的流-固耦合模型会低估瓦斯产气量;在初始渗透率为3.95×10^(-17) m^(2),CO_(2)注气压力为8 MPa时,对于韩城矿区3#煤层埋深1400 m的深部煤体而言,考虑温度效应(319.5 K)的流-固-热耦合模型相比流-固耦合模型,瓦斯抽采3650 d,煤层平均瓦斯压力下降0.69%,A点渗透率增幅11.02%,产气速率增幅13.51%,累计产气量增幅13.76%。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 流-固-热耦合 煤层注CO_(2)气体 煤层气 绝对渗透率

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考虑温度因素对带有柔性结构的静压气体轴承稳定性影响研究

9

作者 赵晓龙 张伟超 +2 位作者 孙广伟 苗张仪 董皓 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期2236-2246,共11页

为了研究静压气体轴承在工作状态下,温度对带有柔性结构的静压气体轴承柔性结构挠度变形量、流场流态及稳定性的影响规律,本文建立了带有柔性结构的静压气体止推轴承三维(3D)模型。首先,采用流-固-热多物理场耦合的计算方法,分析了工作... 为了研究静压气体轴承在工作状态下,温度对带有柔性结构的静压气体轴承柔性结构挠度变形量、流场流态及稳定性的影响规律,本文建立了带有柔性结构的静压气体止推轴承三维(3D)模型。首先,采用流-固-热多物理场耦合的计算方法,分析了工作状态下温度变化对静压气体轴承柔性结构挠度变形量、气膜流场流态及气膜稳定性的影响。然后,通过设计静压气体轴承试验台,对轴承受到载荷冲击时的振动情况进行测试,将测试结果与仿真分析结果对比,验证了仿真计算的可靠性。计算结果表明,环形柔性薄板在节流孔处的挠度变形量随温度升高而增大,当气膜间隙h=12μm的情况下,工作温度T=100℃相较于工作温度T=-20℃的挠度变形量提升了43%;其他条件相同下,随着温度的升高,气膜内气旋的范围逐渐减小;工作温度越高,受到载荷后轴承振动幅度越小。实验测试结果表明,随着工作温度的升高,轴承稳定性越高,与仿真分析结果基本一致。该研究为此类轴承在超精密领域的应用提供了理论参考。 展开更多

关键词 静压气体轴承 温度 流-固-热耦合 稳定性 计算流体力学

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QD128燃气轮机动力涡轮盘组件温度场计算及静强度分析 被引量：5

10

作者 宋文超 陈英涛 +1 位作者 徐让书 权立宝 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2015年第6期45-48,共4页

动力涡轮盘作为燃气轮机的关键部件,其结构较为复杂,且承受着复杂的热载荷及机械载荷,在局部区域有可能出现较大的应力,从而导致各种失效故障。为保证其正常可靠工作,在盘体设计时首先要满足静强度要求。基于有限元法计算涡轮盘组件在... 动力涡轮盘作为燃气轮机的关键部件,其结构较为复杂,且承受着复杂的热载荷及机械载荷,在局部区域有可能出现较大的应力,从而导致各种失效故障。为保证其正常可靠工作,在盘体设计时首先要满足静强度要求。基于有限元法计算涡轮盘组件在最大载荷状态下的应力分布,分析了热载荷、机械载荷及螺栓预紧力对轮盘应力的影响,为涡轮盘组件的改进提供了理论依据。 展开更多

关键词 燃气轮机 动力涡轮盘 有限元分析 流-固-热耦合模型 温度场 静强度校核

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盾构机唇形密封流固热耦合仿真研究 被引量：1

11

作者 纪佳馨 苏世东 +1 位作者 项冲 郭飞 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期48-54,共7页

盾构机主驱动唇形密封性能直接影响整台盾构机的施工效率。盾构机主驱动唇封密封介质为润滑脂,工作时唇口温度可达50~60℃,为更好地预测唇封的密封性能,考虑润滑脂流变特性、唇口温度对流场分析、密封材料的影响,建立盾构机唇形密封流... 盾构机主驱动唇形密封性能直接影响整台盾构机的施工效率。盾构机主驱动唇封密封介质为润滑脂,工作时唇口温度可达50~60℃,为更好地预测唇封的密封性能,考虑润滑脂流变特性、唇口温度对流场分析、密封材料的影响,建立盾构机唇形密封流固热耦合仿真模型。利用流速分离法推导润滑脂二维雷诺方程,采用赫兹接触模型计算粗糙峰接触压力,结合有限元软件开展热力耦合分析,实现唇封温度场及摩擦力矩、泄漏率等关键性能参数的定量预测。结果表明:考虑温度场后唇封最大接触压力减小,接触宽度增大,摩擦力矩减小。温度对唇封应力应变状态及密封性能产生较大影响,这对盾构机主驱动唇形密封设计具有一定指导作用。 展开更多

关键词 盾构机 唇形密封 润滑脂 唇口温度 流固热耦合

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高温熔盐泵转子系统应力与模态的数值模拟 被引量：1

12

作者 王子超 张德胜 +2 位作者 金永鑫 高雄发 董亚光 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期22-31,共10页

为了提高太阳能光热发电系统高温多级熔盐泵的运行可靠性,基于流固热多场耦合理论系统对熔盐泵在极端高温工况下的结构应力进行研究,对比分析高温转子系统在无预应力和有预应力(流场、质量力和温度载荷)作用下的模态特征.研究结果表明:... 为了提高太阳能光热发电系统高温多级熔盐泵的运行可靠性,基于流固热多场耦合理论系统对熔盐泵在极端高温工况下的结构应力进行研究,对比分析高温转子系统在无预应力和有预应力(流场、质量力和温度载荷)作用下的模态特征.研究结果表明:熔盐介质的密度和黏度对外特性影响较小,清水测试结果可作为高温熔盐泵运行性能的参考;随着叶轮级数增多,各级叶轮温度整体升高,且叶轮的温度变化呈中心对称分布,叶轮最高温度随流量减小整体上升;叶轮受到的主要应力来自流场与质量力载荷,且分布具有对称性;在叶片与盖板交线处有应力集中现象,在叶片尾缘处应力大幅上升至60.000 MPa以上;温度是引起叶轮变形的首要原因,随温度升高,叶轮变形量增大;转子结构的固有频率在有预应力下比无预应力时有较大程度提升,上升幅度为109%~498%,各阶振幅没有明显规律;熔盐泵临界转速值均偏离泵额定转速,避免了转子系统在运行中发生共振.研究结果可为高温熔盐泵设计开发提供一定的理论依据. 展开更多

关键词 高温熔盐泵 转子系统 流固热耦合 应力变形 模态分析

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悬臂止推箔片轴承三维流-固-热耦合数值分析

13

作者 赵琪 强铭琛 +2 位作者 侯予 陈双涛 赖天伟 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1361-1369,共9页

工作温度是影响轴承性能关键因素之一,为了深入分析轴承气膜温度变化对箔片轴承承载特性的影响,本文中建立了考虑冷却气实际流动特性的悬臂止推箔片轴承三维流-固-热耦合模型,研究了轴承间隙、转速以及冷却气流速变化时悬臂箔片轴承气... 工作温度是影响轴承性能关键因素之一,为了深入分析轴承气膜温度变化对箔片轴承承载特性的影响,本文中建立了考虑冷却气实际流动特性的悬臂止推箔片轴承三维流-固-热耦合模型,研究了轴承间隙、转速以及冷却气流速变化时悬臂箔片轴承气膜压力场和温度场等的变化规律.研究结果表明:随着轴承间隙减小以及轴承转速增大,气膜表面温度逐渐升高,其中气膜高压区温度上升更快,气膜温度与轴承间隙呈现线性变化趋势,气膜温度与转速呈现非线性增长的趋势,相比于轴承间隙,轴承转速升高对润滑气膜温度场影响更大,气膜温度过高可能会造成轴承热失效,因此需要深入研究工作温度对轴承性能的影响;随着冷却气流速增大,轴承承载力和气膜温度逐渐减小.冷却气流速增大到一定程度时,降温效果不再发生明显变化. 展开更多

关键词 气体轴承 悬臂轴承 流-固-热耦合 承载特性 热特性

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沙曲一号煤矿煤岩体系瓦斯抽采技术优化

14

作者 曹林杰 穆永亮 邓存宝 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2023年第8期149-153,共5页

为优化煤岩体系瓦斯抽采钻孔布置方案,提高瓦斯抽采效率,以沙曲一号煤矿煤岩层为研究对象,建立了煤岩体系瓦斯抽采流-固-热耦合数值模型,设计了13种煤岩体系高位定向长钻孔布置方案,研究对比不同方案的瓦斯抽采效率。结果表明:在2^(#)... 为优化煤岩体系瓦斯抽采钻孔布置方案,提高瓦斯抽采效率,以沙曲一号煤矿煤岩层为研究对象,建立了煤岩体系瓦斯抽采流-固-热耦合数值模型,设计了13种煤岩体系高位定向长钻孔布置方案,研究对比不同方案的瓦斯抽采效率。结果表明:在2^(#)煤层底板和5^(#)煤层顶板中同时布置钻孔只需9 d即可抽采达标;在4^(#)煤层和5^(#)煤层中同时布置钻孔抽取瓦斯总量最高;在5^(#)煤层顶板和5^(#)煤层底板中同时布置钻孔产气速率最高;综合分析,在5^(#)煤层顶板和5^(#)煤层底板中同时布置钻孔瓦斯抽采效率最高,对比在4^(#)煤层中布置钻孔,瓦斯抽采总量提升57%,抽采达标时间缩短13 d,可以达到快速消突的目的。 展开更多

关键词 煤岩体系 高位定向长钻孔 流-固-热耦合 瓦斯超限 瓦斯抽采

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爆炸冲击下考虑流-固-热耦合效应的核动力装置典型管道结构响应

15

作者 余航 赵新文 +1 位作者 傅晟威 朱康 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2023年第4期106-112,共7页

为研究流-固-热耦合效应对核动力装置中典型管道抗冲击性能的影响,选取稳压器波动管为研究对象,建立其局部简化的三维模型,利用ANSYS Workbench有限元仿真平台并采用时域模拟法分析了爆炸冲击载荷下考虑流-固-热耦合效应时管道的结构动... 为研究流-固-热耦合效应对核动力装置中典型管道抗冲击性能的影响,选取稳压器波动管为研究对象,建立其局部简化的三维模型,利用ANSYS Workbench有限元仿真平台并采用时域模拟法分析了爆炸冲击载荷下考虑流-固-热耦合效应时管道的结构动态响应。结果表明:波动管的弯管和三通处都产生了应力集中现象;对比爆炸冲击载荷单独作用下的计算结果发现,考虑流-固-热耦合效性时,最大应力值出现的位置有所变化,部分位置产生的位移振荡峰值更大,说明流-固-热耦合效应对爆炸冲击下管道危险位置的评估会产生影响,同时也能增加抗冲击分析结果的保守性。该研究结果可为爆炸冲击环境下核级管道的抗冲击性能评估提供新的参考。 展开更多

关键词 爆炸冲击 流-固-热耦合 稳压器波动管 结构响应

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碳/酚醛燃气舵热化学烧蚀过程数值研究 被引量：4

16

作者 薛海峰 陈雄 周长省 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1900-1908,共9页

为了研究碳/酚醛燃气舵热化学烧蚀问题,在Fluent平台上采用UDF二次开发方法,对碳/酚醛燃气舵二维非定常流固热耦合过程进行了数值仿真研究。对几何建模、边界条件、热解气体逸出过程以及热化学烧蚀导致的边界退移等问题进行了详尽的描述... 为了研究碳/酚醛燃气舵热化学烧蚀问题,在Fluent平台上采用UDF二次开发方法,对碳/酚醛燃气舵二维非定常流固热耦合过程进行了数值仿真研究。对几何建模、边界条件、热解气体逸出过程以及热化学烧蚀导致的边界退移等问题进行了详尽的描述,并选取了合适的计算模型。对不同舵偏角下燃气舵温度分布、热解气体逸出通量以及热化学烧蚀等问题进行了分析研究。结果表明:燃气舵表面化学反应以及热解气体的逸出过程能够有效降低燃气舵壁面以及内部温度,下降温度最高值约为325K;燃气舵前缘一直是热化学烧蚀最严重区域,达到0.5mm,迎风面烧蚀量次之,而背风面几乎不存在热化学烧蚀现象;迎风面热化学烧蚀会随着舵偏角的增大而变得更为严重。 展开更多

关键词 碳/酚醛 燃气舵 流固热耦合 热化学烧蚀

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强非均质超稠油砂储层双水平井扩容启动数值模拟研究 被引量：4

17

作者 孙君 王小华 +1 位作者 徐斌 张丰收 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第15期6262-6271,共10页

双水平井蒸汽辅助重力泄油(steam assisted gravity drainage,SAGD)扩容快速启动技术能够显著提高油砂储层蒸汽注入能力,缩短预热时间。目前仍缺乏油砂储层扩容-循环预热-初期生产一体化的岩石力学耦合分析,不利于SAGD扩容施工参数优化... 双水平井蒸汽辅助重力泄油(steam assisted gravity drainage,SAGD)扩容快速启动技术能够显著提高油砂储层蒸汽注入能力,缩短预热时间。目前仍缺乏油砂储层扩容-循环预热-初期生产一体化的岩石力学耦合分析,不利于SAGD扩容施工参数优化设计。为此,以某浅层超稠油砂储层为例,建立了三维地质力学-热采全耦合的双水平井SAGD扩容热采数值模型,研究了均质地层和存在井间夹层的强非均质地层两种典型工况下的扩容区形态和注入压力的演化过程,进行了高黏度聚合物溶液对扩容效果的敏感性分析,分析了扩容启动和常规蒸汽循环启动的有效预热时间与初期产量。研究结果表明,采用高黏度聚合物溶液时能够显著降低施工排量和注入总液量,极大节省扩容施工成本,但过高黏度聚合物溶液对施工参数的改善幅度明显降低。扩容施工能够形成有效突破注采井间泥岩夹层的扩容区,能够大幅度提高强非均质地层中SAGD井组的初期产量。研究成果可为油砂储层SAGD扩容施工参数优化设计提供理论指导。 展开更多

关键词 蒸汽辅助重力泄油 地质力学扩容 油砂储层 流固热耦合 稠油油藏

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滚动轴承热流固耦合研究进展 被引量：3

18

作者 韩清凯 郝旭 +2 位作者 赵明 林京 邓四二 《轴承》 北大核心 2019年第2期62-69,共8页

滚动轴承整体结构尺寸差异显著,通常存在偏载、变载、润滑不良等复杂工况,故其热流固耦合机理复杂。滚动轴承在弹性流体动力润滑、摩擦生热、热传递及温度场分析等代表性研究成果分别为轴承油膜特性及润滑剂拖动系数的计算,考虑表面粗... 滚动轴承整体结构尺寸差异显著,通常存在偏载、变载、润滑不良等复杂工况,故其热流固耦合机理复杂。滚动轴承在弹性流体动力润滑、摩擦生热、热传递及温度场分析等代表性研究成果分别为轴承油膜特性及润滑剂拖动系数的计算,考虑表面粗糙度及偏载变载工况下轴承的摩擦特性;轴承各接触对间的生热机理;轴承向润滑剂及空气的换热系数的确定;有限元及热网络法计算轴承系统瞬/稳态温度等。在此基础上探讨了大型重载滚动轴承在热流固耦合方面的研究思路,并指出未来应以轴承热、流、固之间的耦合机制为研究方向。 展开更多

关键词 滚动轴承 热流固耦合 大型重载 研究进展

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基于流固热耦合的旋转导向钻具电子仓散热设计 被引量：1

19

作者 陈雨 张光伟 +2 位作者 胡金帅 李俊岭 闫丰平 《机电工程技术》 2022年第2期90-93,101,共5页

旋转导向钻井技术是目前最先进的钻井技术,为了提高导向钻井工具中驱动器的散热能力,设计了一种新型的电子仓散热结构并用Soildworks实现。该结构采用贴合圆形电子仓的散热基板和肋片状外壁面结合的方式,仅依靠钻井液的循环作为冷却液... 旋转导向钻井技术是目前最先进的钻井技术,为了提高导向钻井工具中驱动器的散热能力,设计了一种新型的电子仓散热结构并用Soildworks实现。该结构采用贴合圆形电子仓的散热基板和肋片状外壁面结合的方式,仅依靠钻井液的循环作为冷却液进行自发散热,相比于内置热管或风扇进行强迫散热的方式,该结构更加经济可靠。导入ANSYS中进行流固热耦合的仿真分析的方式确定此散热结构下驱动器的安全工作范围,即环空处钻井液的最高温度,适用流速以及黏度。所设计的散热机构为解决导向钻具内发热元件的散热问题提供了一条新的途径。 展开更多

关键词 流固热耦合 旋转导向 电子仓 散热设计 热仿真

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基于流固热耦合的非金属迷宫密封泄漏特性与公式构造 被引量：2

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作者 周敏 孙丹 +2 位作者 赵欢 智强 张国臣 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1783-1792,共10页

建立了考虑齿变形的非金属迷宫密封泄漏特性流固热耦合数值求解模型,在验证求解模型准确性的基础上,研究了聚醚醚酮(PEEK)、填充30%碳纤维增强聚醚醚酮(PEEK-CA30)和铝合金三种材料迷宫密封在不同压比、温度下的流场特性、结构力学特性... 建立了考虑齿变形的非金属迷宫密封泄漏特性流固热耦合数值求解模型,在验证求解模型准确性的基础上,研究了聚醚醚酮(PEEK)、填充30%碳纤维增强聚醚醚酮(PEEK-CA30)和铝合金三种材料迷宫密封在不同压比、温度下的流场特性、结构力学特性与泄漏特性,并基于Vermes公式构造了考虑齿变形的非金属迷宫密封泄漏量理论公式。研究结果表明:建立的迷宫密封流固热耦合模型可以准确计算非金属密封齿的变形量和变形后的泄漏量。在研究的三种材料中,采用PEEK-CA30材料密封齿的变形量相对较小,占密封齿径向长度的0.35%~0.67%,其密封性能较好,相比于未考虑齿变形密封的泄漏量增加1.2%~6.8%。当温度高于500 K,压比大于3时,采用铝合金材料密封齿的最大等效应力达到材料的屈服极限而引起密封件失效。所构造的泄漏量理论公式能够准确预测考虑齿变形的非金属迷宫密封泄漏量,为非金属迷宫密封泄漏特性分析提供理论依据。 展开更多

关键词 迷宫密封 非金属材料 流固热耦合 泄漏特性 公式构造

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