为了分析轴流式止回阀流阻性能,探究阀内结构优化设计方法,引入场协同原理,将该原理从层流推广至湍流.利用Fluent软件对2种不同型号(优化前、后)阀门的内流场进行数值模拟和流动场协同分析,得到压降、流速分布、流动场协同角余弦值分布和有效黏性系数.结果表明优化后阀内流体的速度场与速度梯度场整体上的协同程度更差,有效黏性系数更小,减阻效果明显,能耗降低;通过对比分析流速分布和流动场协同角余弦值分布,还能从局部流动场协同的角度揭示流阻的变化机理.基于流动场协同原理在流动减阻研究中的优势,提出2种阀结构优化设计的思路.

提出了一种D形杆式支撑换热器，采用CFD方法对其进行模拟研究，并比较分析了D形杆和普通圆杆对换热器流动与传热性能的影响，同时还考察了D形杆排布方式对换热器性能的影响。结果表明：D形杆支撑结构能够有效改善换热器壳程内速度场与温度场的协同性，其换热器性能明显优于普通圆杆支撑换热器；D形杆排布方式不同时，D形杆-2排布方式下换热器壳程性能明显优于D形杆-1；D形杆-2排布方式下，较圆杆支撑换热器壳程传热系数、压降、综合性能均有较大提升。计算结果为杆式支撑换热器强化传热性能的研究提供了理论依据。