基于AQWA对一种小型浮动平台的动态响应研究

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为轻便型岸滩油料补给系统设计了一种小型浮动平台,用于在海上对钢制管线和油船受加油软管进行转接.基于三维线性势流理论,使用水动力软件AQWA对所设计的漂浮转接平台进行了频域和不同系泊方式、不同海况条件下的时域动态响应研究.结果表明:所设计的四点系泊方式,兼具安装便捷、缆绳受力小的优点;转接平台性能满足海上生存和作业要求.
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对风琴管喷嘴的谐振腔顶端、底端和圆柱段起点处增加曲面过渡,利用Fluent进行数值计算,对各喷嘴的气相体积分布、气相生成速率、静压力、流速和湍动能进行对比分析.结果表明:气相主要在圆柱段和扩散段近壁面产生,在圆柱段起点和扩散段起点处气相生成速率最高;在谐振腔顶端增加曲面过渡会降低空化效果,在谐振腔底端增加曲面过渡可提高空化效果,在圆柱段起点处增加曲面过渡能显著提高空化效果;对喷嘴圆柱段起点处采用45°角过渡、圆形过渡和椭圆形过渡并进行数值计算,发现圆形曲面过渡的喷嘴产生的空化效果优于其他两种形状.
针对临港苯储罐意外泄漏事件,利用Fluent软件建立储罐区三维模型,对极端气候下苯气云团泄漏扩散的动态过程进行数值仿真,考察了其毒性危害范围的变化特征;同时基于云团爆炸极限浓度范围的实际可燃物质量,对爆炸火球热辐射和冲击波破坏范围进行估算.结果表明:风力对苯气泄漏扩散及其后果有重要影响;弱风条件下苯气云团很容易朝下风向扩散迁移,形成较大范围的毒性和爆炸危害区;强风可在一定程度上稀释苯气云团的浓度,减轻事故的危害后果.
采用DPM离散相模型、k-ε湍流模型和修正的冲蚀模型,对某煤气化装置闪蒸罐内的气固湍流和冲蚀过程进行了数值模拟,得到闪蒸罐内气固流动及其冲蚀的特性:固体颗粒对闪蒸罐的冲蚀主要发生在入口管和挡板处,入口管处的最大冲蚀速率比罐体其他位置的高两个数量级,挡板处的最大冲蚀速率比罐体其他位置的高一个数量级;修正的冲蚀模型能较准确地预报闪蒸罐内的冲蚀过程,也可用于其他设备冲蚀的工程预测.
针对某压缩机气体入口管道出现的疲劳断裂问题,对管道材料进行了金相分析和断口分析,开展了疲劳裂纹扩展试验,对管道进行了振动和疲劳裂纹扩展分析.分析结果表明该管道为高周低应力疲劳断裂.入口管道的压力不均匀度超过API 618的限定值.在刚性管卡支撑下,若管道气体入口螺纹根部出现微小裂纹,在压力波动的激振力作用下,其疲劳裂纹扩展寿命为6.8年;若管卡为弹性管卡,疲劳裂纹扩展寿命会显著降低.
基于计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)探讨了不同振动参数对颗粒跳动高度、碰撞次数和颗粒停留时间的影响规律.结果表明:随着振动强度的增加,颗粒与气体分布板的碰撞点逐渐后移;颗粒跳动高度随振动参数的增大而呈线性增大;随着振动频率、振动幅值的增大和振动角度的减小,颗粒碰撞次数减少,颗粒停留时间缩短.
针对厢式压滤机内盐泥浆固液分离过程难以直接观测的问题,使用Fluent软件对滤室内盐泥-卤水两相流进行数值模拟,在过滤压力为0.6 MPa时分析了滤室内部流场、压力场和浓度场的分布规律;通过仿真与实验相结合的方法,分析了不同过滤压力对过滤过程的影响.结果表明:盐泥流速沿中心进料通道逐渐减小,各滤室内流速由入料口向上下两端逐渐减小;盐泥从滤室上下两端向中心入料通道逐渐沉积成饼;过滤压力为0.6 MPa时过滤效率高且能耗低.
储罐在发生内爆破坏后,罐内的爆炸产物(高温高压)会从储罐破口向外喷射,对一定范围内的物体造成威胁.为此建立了储罐内爆三维有限元模型,采用显式动力学计算方法研究储罐在温压载荷作用下的动态破坏过程,分析不同工况下储罐破坏形式与爆炸后的辐射区域.研究结果表明:由于爆炸冲击波的反射叠加效应,导致距离爆心越近爆炸压力越高;而距离爆心较远的测点在最终状态下反而表现出了更高的温度;储罐的顶壁连接处是储罐的易损位置;随着爆炸破坏的累积,将可能导致罐壁发生破坏;罐内储液的存在,可提高罐壁的抗爆性能.爆炸产物辐射范围是由可燃
针对油田开采过程中流量脉动对气液旋流分离器的流场特性和分离性能影响开展研究.应用计算流体动力学方法,在入口流量有无脉动条件下,探讨了轴向速度、径向速度、切向速度及压力等参数的分布规律.根据数值模拟结果,分析了脉动流条件下,分离效率降低的原因,指明了新结构模型设计优化方向,从而为提高脉动流条件下旋流器的分离效率提供了参考依据.
某些制冷装置用压力容器因结构设计的要求,需要设计成一种特殊的开孔结构,通过对此结构进行受力分析,发现可以采用等面积补强方法对本开孔结构进行补强计算,且计算结果偏于安全.基于等面积补强计算方法,给出了开孔补强计算公式,并提出此开孔结构在设计、制造方面需注意的要点.
碳纤维缠绕铝内胆压力容器结构形式和材料性能复杂,很难利用理论方法求解其动力爆破性能,利用显式有限元计算软件LS-DYNA对某2.0 L复合材料压力容器进行了数值仿真分析,求解设备的水压爆破压力值,并确定其破坏形式.