采用RNGκ-ε湍流模型,使用Fluent软件,通过定常数值模拟得到不同工况下流量计表面的磨损率分布,分析磨损规律和磨损位置。结果表明:流场中磨损率和DPM质量浓度分布受进口流速和固体颗粒参数设置影响较大。随着进口流速、固体颗粒体积分数和固体颗粒粒径增大,流量计表面磨损率增大,磨损主要集中在喉部入口处,最大磨损率约为1.0×10-8kg/(m2·s)。

伺服阀是伺服控制系统中的一种核心伺服控制元件,阀芯喷嘴的内表面质量往往会直接影响伺服阀的使用性能。目前传统的加工工艺方法难以保证其质量及合格率,磨粒流抛光技术为改善伺服阀阀芯喷嘴的表面质量提供了有效的技术方案。以磨粒流抛光伺服阀阀芯喷嘴为研究对象,根据冲蚀磨损机理采用离散相模型对阀芯喷嘴通道内的颗粒进行数值模拟分析,研究分析了不同入口速度、颗粒粒径以及温度对颗粒冲蚀磨损性能的影响,得出颗粒的冲蚀磨损量随着入口速度、颗粒粒径以及温度的增加而增加,对阀芯喷嘴磨粒流抛光技术的发展具有重要的理论意义和工程应用价值。

基于SST k-ω湍流模型和Euler-Lagrange离散相模型,建立了风沙环境下高速列车空气动力学计算模型,研究了不同沙粒浓度、不同风速及不同车速条件下的列车空气动力学性能。计算结果表明风沙环境下,列车头车迎风侧主要受正压力影响,背风侧主要受负压力影响,最大正压力区域由鼻尖逐渐向迎风侧偏移;由于横风的影响,随着沙粒浓度的增强,头车迎风侧沙粒质量浓度增大,背风侧沙粒质量浓度变化较小;对于固定的车速和风速,头车气动力系数随沙粒浓度的增强而增大,且与沙粒浓度近似呈线性关系;沙粒浓度固定时,头车气动力系数随风速的增大而增大,随着车速的提升,头车气动力系数反而下降;风沙环境下,头车侧力系数、头车侧滚力矩系数可近似拟合为沙粒浓度、侧偏角及合成风速的二次多项式;头车升力系数可近似拟合为沙粒浓度、侧偏角及合成风速的三次多...

为解决大型船用柴油机曲轴箱轴端漏油问题,通过仿真和试验对气液两相条件下迷宫密封的泄漏行为开展研究。基于FLUENT软件进行迷宫密封流场仿真,利用离散相模型开展油滴逃逸行为分析,揭示迷宫密封在气液两相环境中的密封机理和泄漏规律。在试验器上模拟了曲轴箱密封的实际结构和工况条件,测量了不同转速条件下的漏油速率,研究了密封装置中的不同结构特征的功能作用,最终提出了两种改进措施并验证了措施的有效性。研究结果表明:交错迷宫结构与直通型迷宫结构相比可以更显著地减少空气泄漏,增加交错迷宫结构可大幅减少空气对液相介质的向外输运,此外,合理利用迷宫结构进行回油亦能显著减少滑油泄漏。

采用计算机流体力学（CFD）理论中的离散相模型（DPM）对立轴冲击式破碎机内部复杂的气固两相流进行数值仿真,模拟立轴冲击式破碎机除尘装置除尘过程,探究除尘装置的除尘效果及最佳风机风量.以不同粒径的固体颗粒为入射源,分别从流场的速度、压强等方面讨论分析破碎机内部气固耦合作用,分析在除尘口风机不同风量下破碎机的除尘装置对不同粒径的颗粒的分离效果.结果表明：风机风量在最大值的40%-60%之间时,既能保证除尘装置的除尘效果,又能尽量避免粒径较大的颗粒被吸除.

为了研究含沙水流条件下沙粒体积分数对离心泵磨损特性的影响,采用RNG k-ε湍流模型和SIMPLE算法,基于离散相模型（DPM）和Finnie塑性冲蚀磨损模型,沙粒粒子注入选用RR分布拟合方法,对一比转数为196的单级单吸离心泵内固液两相流动进行全三维数值模拟.通过对比清水介质时泵外特性试验数据与数值模拟结果,验证了数值计算方法的可靠性.研究结果表明：随着沙粒体积分数的增加,离心泵过流部件的磨损强度逐渐增大,且磨损部位主要集中在叶片进口边、叶片背面、叶片工作面靠近叶片出口的位置以及蜗壳的第2断面和第4断面附近;随着沙粒体积分数的增加,沙粒运动轨迹逐渐趋于紊乱,离心泵的扬程和效率逐渐降低.

针对离心压缩机叶轮的冲蚀磨损问题，利用FLUENT中离散相模型、质量冲蚀率模型，对压缩机内部不同粒径的固体颗粒的运行轨迹、运动速度、偏聚浓度及造成的叶片冲蚀率的分布进行了数值模拟。结果表明：粒径为5—20μm的绝大部分的固体颗粒流经大叶片压力而附近流道；固体颗粒在运动到叶片前缘过程中速度迅速升高，在压力面腹侧会有所减小，后缘处重新升高；大叶片后缘根部同体颗粒浓度高、运行速度快，冲蚀磨损严重，且固体颗粒直径越大对大叶片压力面造成的冲蚀磨损越严重。

针对工业污水处理系统中水力旋流器壁面的冲蚀磨损问题,采用FLUENT软件中RSM模型和DPM模型模拟水力旋流器内液、固两相流的流动情况,并以Grant和Tabakoff碰撞模型求解器壁冲蚀磨损速率。研究了不同颗粒流速、粒径和质量流量条件下器壁冲蚀磨损规律以及最大冲蚀磨损位置。结果表明:旋流器壁面最大冲蚀磨损率随着颗粒流速的增大而呈指数递增,与质量流量呈正相关关系,但与颗粒粒径呈不完全线性增长关系;旋流器壁面冲蚀磨损率随着颗粒流速、粒径和质量流量的改变而不同,其中颗粒流速变化的影响最大、质量流量次之、粒径的影响最小;固体颗粒碰撞和磨削旋流器壁面而引起局部磨损,并且影响最大冲蚀磨损区域的出现位置。