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czyzsu
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xchzh3605: 金币+20, 基金HEPI+1, ★★★★★最佳答案 2012-09-05 13:37:41
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摇臂式喷头全流道湍流数值模拟与试验研究 批准号 50509024 学科代码1 农业水利(E0902) 学科代码2 负责人 严海军 职称 讲师 全文 上传全文(获50丁当) 单位名称 中国农业大学 资助金额 22万元 研究性质 应用基础研究 起止年月 2006-01-01 - 2008-12-31 项目类别 青年科学基金项目 亚类说明 附注说明 摘要 参与人 全部 摘要 申请书摘要 喷头是组成喷灌机组和喷灌系统的关键设备，其类型与结构繁多，但喷头设计目前尚处于半经验半理论阶段。本项目拟以应用最广的摇臂式喷头为研究对象，将计算流体动力学（CFD）、计算结构动力学（CSD）及流固耦合力学、粒子成像速度场仪（PIV）等相关理论与技术应用于喷头过水流道内部湍流流动、喷嘴出口自由湍射流及其与导流器之间流固耦合作用、摇臂受力等研究，为揭示摇臂式喷头全流道湍流流动机理及动力学分析提供了一种 申请书主题词 摇臂式喷头;全流道;湍流;数值模拟;试验 结题中文摘要 摇臂式喷头是喷灌系统的关键设备之一，本课题主要开展了摇臂式喷头内部和外部流道流动试验和数值模拟研究，研究对象是PY系列摇臂式喷头。通过对不同规格的稳流器和喷嘴组合下PY140摇臂式喷头内流道的稳态和非稳态流动试验，得到了喷头内流道阻力损失、通过流量的变化规律及其与内流道结构参数、进口工作压力之间关系的数学模型；建立了PY1-40摇臂式喷头内流道流动三维湍流模型和数值模拟计算方法，对不同喷嘴结构及内流道安装稳流器与否的多种组合工况进行了数值模拟，并与试验结果进行比较，提出内流道的优化结构；应用高速数码摄影技术对PY1-30、PY1-40摇臂式喷头的导流器运动特性进行了试验研究，获取了摇臂式喷头在正反转过程中运动参数的变化规律；建立了摇臂式喷头外部流动二维数值模拟计算方法，获得了喷头外部流动流场分布及导流器的力学特性，初步模拟了喷头外部水滴的碎裂及雾化的变化过程；建立了摇臂式喷头摇臂绕轴旋转、碰撞喷体的有限元计算方法，对不同转动角速度和喷体安装弹性橡胶垫与否等组合工况下摇臂与喷体碰撞过程及动应力分布进行了计算模拟，数值模拟结果与试验及解析求解结果非常接近。 结题英文摘要 Impact sprinkler is one of the key equipments of the sprinkler irrigation system. The project mainly conducted experimental and numerical simulation research for the internal and external flow passage of the impace sprinkler. The studied object is the PY series impact sprinkler. Based on the steady-state and unsteady-state internal flow tests of the PY1-40 impact sprinkler fixed with different combinations of flow straighteners and nozzles, some mathematical models describing the pressure loss within the internal passage, sprinkler flow rate with the structural parameters of the internal passage and inlet working pressure were established. The 3-D turbulent flow model and numerical simulation method for the internal flow passage of the PY1-40 impact sprinkler were presented. Several simulations of internal flow passage with different flow straighteners as well as without flow straightener were investigated and compared with experiments. By using the high speed photography technique, an experiment study on the movement characteristics of the PY1-30 and PY1-40 impact sprinkler's swing arm was conducted and some important movement parameters both in the positive and reverse rotations were obtained. A 2-D numerical simulation on the external flow and the driven spoon's mechanical properties of the impact sprinkler was established. A preliminary simulation on the generation and change of the water droplet was obtained. A finite-element method for solving the dynamic stress distribution of the swing arm was established. Several cases with different rotating angular velocities and with or without the rubber pad fixed on the sprinkler tube's limit stop were investigated. The simulated results were very close to the measured and calclulated data. |
2楼2012-09-05 11:17:22
送鲜花一朵
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3楼2012-09-11 01:20:48
