热镀锌锌锅的电磁-流体耦合计算

在锌锅的流动及传热状态的数值模拟中,感应加热器边界条件的处理是计算的关键和难点。以某连续热镀锌锌锅作为研究对象,采用ANSYS软件的电磁场模块,计算得到锌锅加热器中洛仑兹力及焦耳热的分布,并将其作为加热器区域流场计算时动量及能量的源项,从而实现了对加热器中电磁场和流场耦合的锌锅全场计算。与前人给定热流密度的处理方法相比较,本文方法更真实地逼近了实际物理模型与过程。计算结果表明,熔沟中的锌液在洛仑兹力作用下呈螺旋状地由中心熔沟向两侧熔沟流动,加热器出口截面上的最大速度约为0.77 m/s,大部分区域中的速度均大于0.3 m/s,计算结果与文献中实际锌锅运行时的数据吻合良好,表明了本文方法的正确性和有效性。     

低压轴流风机的内部涡流特性及气动噪声

以中央空调中带导风圈的低压轴流风机为研究对象,对其内部涡流特性和气动噪声展开研究。采用大涡模拟计算了均匀进气情况下半管道式低压轴流风机的三维瞬态流场。计算结果表明叶尖涡是其内流场主要特征,叶尖涡的形成、发展和破碎对气动噪声源的分布有重要影响。提取了主要噪声源处的非定常压力脉动进行频谱分析,显示其叶片尾缘处脱落涡频率特征明显。风机的远场噪声采用LES/FW H声类比方法进行预测,结果表明低压轴流风机的气动噪声以宽频成分的紊流噪声为主,预测的声压级频谱与实验吻合得较好。     

对流换热的高精度非结构网格算法

以层流流场的非结构网格高精度算法为基础,加入湍流模型和能量方程,实现了适合复杂区域中层流和湍流对流与换热问题的非结构网格高精度计算。运用发展的算法计算自然对流和后台阶突扩分离流,同时采用FLUENT软件在网格和参数设定相同的条件下对比计算,运用实验结果或经典数值结果比对考核。和FLUENT的计算结果相比,本文算法中高精度格式的计算结果与实验结果或经典数值结果吻合程度整体上更高,验证了本文算法的正确有效性和高精度。     

微型轴流风扇不同流量下的损失对比

以一种电子元件冷却用的单级微型轴流风扇为研究对象,数值模拟研究了该风扇级的流场,分析了设计转速下驼峰曲线右侧4种流量下损失差异的产生原因。研究结果表明:在转子通道内,损失主要发生在泄漏涡通过的区域(I区)、压力侧边界层区域(II区)以及吸力侧边界层区域(III区)。随着流量的增加,I区叶尖涡系的影响范围变小,但涡量强度的最大值Ω₀变大且都发生在叶顶间隙中,相应地在该区域高损失范围变小,但在其中心区域损失系数ζ_pt值变大;II区高涡强范围及其Ω₀值均变大,相应地该区域高损失范围及其ζ_pt值也变大;III区高涡强范围及其Ω₀值变化不大,相应地该区域高损失范围及其ζ_pt值变化也不大。综上可知:在转子通道内损失随着流量的增加而变大。在静子通道内损失随着流量的增加变化较小,所以级环境下全压效率随着流量的增加而减小。