湖南省自然科学基金(11JJ5028)
- 作品数：9 被引量：84H指数：7
- 相关作者：吴波徐海良严宏志李新明吴万荣更多>>
- 相关机构：中南大学湘潭大学湖南铁路科技职业技术学院更多>>
- 发文基金：湖南省自然科学基金国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：机械工程矿业工程交通运输工程天文地球更多>>
- 深海采矿储料罐输送设备固液两相流数值计算与分析被引量：13
- 2012年
- 针对深海采矿所使用的水泵与储料罐组合的矿石输送设备在矿石输送过程中矿石输送浓度难以控制,不利于矿石稳定和持续输送等问题,基于Fluent软件中的Euler-Euler模型,采用SIMPLE算法和标准k-ε湍流模型对储料罐输送设备内固液两相流进行数值计算和分析。计算结果表明:储料罐内的矿石在inlet1的水射流冲击和自身重力作用下能顺利进入输送管道,在inlet2水射流的卷吸和不断紊动稀释作用下,在出口处能得到稳定持续的矿浆流。同时,仿真结果表明:矿石体积分数随粒径增大而变小,当矿石粒径在5～10 mm范围内时矿石输送的体积分数保持在10%左右;随着储料罐内矿石堆积高度增加,矿石输送体积分数有所增大,但增大的幅度很小;随着inlet1速度增大,矿石输送体积分数也相应升高,两者之间呈良好的线性关系,因此通过阀门控制inlet1的水流速度就可以实现对矿石输送体积分数的控制;最后通过实验验证该输送设备的可行性,并进一步验证通过控制inlet1入口速度控制矿石输送体积分数。
- 徐海良周刚吴万荣吴波
- 关键词：固液两相流深海采矿
- 深海采矿扬矿管几何非线性静力分析被引量：3
- 2011年
- 针对深海采矿输送系统中阶梯扬矿管承受轴向力过高容易断裂和连接部位容易出现应力集中的问题,提出一种低密度和高强度的碳纤维复合管应用于深海采矿输送系统。根据扬矿管在采矿船静止和等速拖航运动时,受到管道和管内流体重力、浮力和海水阻力作用的情况,采用有限元对碳纤维复合管和阶梯钢管进行计算分析。研究结果表明:当采矿船静止时,碳纤维复合管的弯矩和弯曲应力与阶梯钢管的差别很小,但碳纤维复合管的轴向力不到阶梯钢管的1/4,相比阶梯钢管,碳纤维复合管能承受更大的轴向载荷;当采矿船以0.5 m/s等速拖航时,2种扬矿管的轴向力、弯矩相比采矿船静止时变化不大,但碳纤维复合管的弯曲应力比阶梯钢管小一半,可克服阶梯管刚性连接时弯曲应力过大的缺点。
- 徐海良周刚吴万荣吴波
- 关键词：有限元深海采矿扬矿管
- 深海采矿矿浆泵的设计方法研究被引量：8
- 2014年
- 针对深海采矿矿浆泵尚无成熟的设计方法，基于垂直管道水力输送理论，文章提出了矿浆泵设计参数的理论公式，并对不同工作水深及矿石体积分数下的输送系统进行了分析；采用数值模拟方法分析了几何参数对泵性能的影响。分析结果表明：将体积分数为5％～10％的多金属结核从1000 m和6000 m海底提升至海面所需泵的扬程分别为78．04～130．05 m和440．63～735．17 m ，考虑装备制造的技术能力，矿石体积分数宜控制在8％以下；叶轮叶片数推荐值为4～5，以满足扬程和效率的要求；适当增大叶片进口角可改善泵的抗气蚀性能。最后，通过试验验证了数值分析方法的准确性。
- 杨放琼陈奇曾义聪吴波
- 关键词：深海采矿固液两相流设计方法
- 渣浆泵内固相颗粒冲蚀特性的数值模拟被引量：15
- 2012年
- 应用雷诺涡粘模型(液相)、离散相流动模型(固相)和压力耦合流场计算法,对渣浆泵全流道内固液两相湍流场的固相颗粒的冲蚀行为进行数值模拟。研究泵转速、固相粒径和叶片参数对颗粒冲蚀特性的影响。研究结果表明:随着泵转速的提高或者粒径的增大,颗粒冲击叶片表面的位置逐步移向叶片的头部,颗粒的冲击速度和冲击角度随之增大;不同叶片参数的叶轮对固相颗粒的冲蚀行为影响明显;数值模拟的研究成果可应用于抗冲蚀磨损叶轮的设计。
- 吴波严宏志徐海良谭援强
- 关键词：渣浆泵全流道固相颗粒数值模拟
- 深海采矿矿浆泵固液两相流数值计算及分析被引量：3
- 2014年
- 在深海采矿的矿浆泵结构优化设计问题的研究中,针对大洋多金属结核采矿系统中矿浆泵易磨损等问题,基于欧拉-欧拉理论模型,采用SMPLEC算法及RNGκ-ε湍流模型,对矿浆泵首级叶轮及空间导叶内固液两相流进行数值计算及分析,研究颗粒粒径及颗粒体积分数对矿浆泵内颗粒流动规律及磨损特性的影响。结果表明:颗粒粒径越大,颗粒逐渐向叶片压力面出口处聚集,与导叶吸力面发生冲击的位置逐渐移向导叶头部,颗粒与叶片压力面及导叶压力面发生冲击的速度及角度也越大,降低矿浆泵的抗冲蚀磨损能力;颗粒体积分数越高,颗粒有向叶片压力面进口处及导叶吸力面进口处聚集的趋势,空间导叶流道内颗粒流动愈加絮乱。上述研究为优化矿浆泵高层设计提供依据。
- 徐海良陈奇吴波
- 关键词：深海采矿固液两相流
- 机车整体车轮踏面剥离原因分析与研究被引量：13
- 2012年
- 车轮踏面剥离是一个比较复杂的失效种类,导致其剥离的因素很多。通过对SS3B、DF8B型机车在不同运营条件下的车轮剥离现象进行调查与分析,发现机车在运用中轨道状况的差异、气候环境的不同对车轮踏面剥离的发生有较大的影响,制动是导致机车整体车轮产生踏面剥离的根本原因,用沙的不规范加剧了车轮踏面剥离的发生,针对以上原因提出了解决措施及建议。
- 王玉辉
- 关键词：整体车轮踏面剥离
- 卧式双轴搅拌槽的液固两相流数值分析被引量：11
- 2013年
- 采用液固两相流的数值模拟方法,针对卧式双轴搅拌器的均质混合,运用FLUENT软件结合非结构化网格划分、Eulerian多相流模型、RNG kε湍流模型及离散相模型,在非稳态条件下数值模拟卧式双轴搅拌槽的速度分布、压力分布、湍流强度及颗粒轨迹线的规律,分析不同工况对均质混合效果的影响,并获得搅拌轴扭矩及流场冲刷磨损率。在此基础上,分析搅拌功率、搅拌效率和叶片冲刷磨损率的变化规律。研究结果表明:搅拌功率随粒径增大而减小,随体积分数的增大而增大,与转速近似线性关系;当转速高时,搅拌效率高,且粒径和颗粒体积分数对搅拌效率影响小;当颗粒体积分数大时,磨损量大;当粒径增大时,磨损率先增大后趋于平稳。
- 严宏志李新明吴波徐海良
- 关键词：液固两相流
- 面齿轮啮合过程中齿面接触分析被引量：11
- 2013年
- 根据面齿轮啮合原理,研究面齿轮啮合过程中的齿面接触特性;运用MATLAB软件编制相应的程序仿真出齿数差Δ=1-3的圆柱齿轮与面齿轮啮合时面齿轮齿面的接触轨迹、接触区域面积及形状,并通过面齿轮齿面接触检测实验验证其正确性。研究结果表明:圆柱齿轮的齿数差对面齿轮传动的齿面接触区域的面积和位置影响不大,而传动比对齿面接触区域的位置影响较大,传动比越大,齿面接触区域越靠近面齿轮轮齿的中部,越有利于提高面齿轮传动的性能。同时实验表明齿面接触面积和形状受制造精度影响,精度越高,齿面接触区域面积和形状越稳定,传动质量越高。因此,大的传动比和高的制造精度对提高面齿轮的传动性能是有益的。
- 何国旗严宏志胡威何瑛舒陶量
- 关键词：传动比
- 双层组合叶轮的搅拌槽对液固两相流的数值模拟被引量：8
- 2013年
- 采用液固两相流的方法进行数值模拟,运用Fluent软件,利用多重参考系法(MRF)、Eulerian多相流模型、RNG k-ε湍流模型进行仿真,分析双层搅拌桨在立式搅拌槽不同工况下槽内的流场流动及搅拌功率特性。结果表明:不同组合叶轮对流场宏观流动特性影响显著,当上下层叶轮结构不同时,混合液的湍动能增强,循环流动增强,混合效果提高,故选择双层上斜下直搅拌桨作为最优桨型。在此基础上分析搅拌功率,转速大搅拌功率大;粒径增大,搅拌功率先减小后增大;颗粒体积分数对搅拌功率影响不明显,对比模拟值与实验值的最大误差为15%。
- 李新明严宏志吴波徐海良
- 关键词：液固两相流数值模拟FLUENT
