循环流化床锅炉中二次风主要提供燃烧所需氧气并控制NOx生成,但是随着炉膛的大型化发展二次风作用减弱.采用Fluent6.2计算软件数值研究300 MW循环流化床锅炉炉膛中二次风速度和风向对炉内颗粒速度和固体浓度的影响,分析炉内不同位置的颗粒速度和浓度的分布以及二次风穿透性规律.模拟结果表明,裤衩型循环流化床内中间的颗粒存在向下流动性,颗粒浓度在Z向截面上呈现不均匀分布,其形状类似是多个环核结构模型的结合.二次风显著提高炉膛上部颗粒浓度,能够优化炉内气体和颗粒流场分布,外侧二次风的穿透性好于内侧二次风的穿透性.模拟结果可以为大型循环流化床锅炉的设计和运行提供理论参考.

基于Fluent软件平台,对410 t/h燃煤锅炉中选择性非催化还原（SNCR）过程进行建模和模拟计算.计算结果与实验测量数据吻合很好,阐明了利用这种方法预测大空间、复杂温度场、复杂流场的锅炉炉膛中氮氧化物生成及还原过程的可行性.计算结果表明,在还原剂与氮氧化物初期混合条件有限的情况下,脱硝效果决定于物质的湍流扩散和温度场之间的相互作用.研究在不同喷射截面上温度和氨氮摩尔比对SNCR过程的影响,结果表明喷射截面应该取在平均温度位于SNCR“温度窗口”中部的截面所对应的高度处,在该工况下脱硝率在42%以上,且随氨氮摩尔比由1.0提高到2.2,脱硝率增长约58%.综合考虑尾部漏氨,氨氮摩尔比应该控制在1.4以下.

将有限元仿真技术应用到发动机稳态传热和热机耦合分析中,研究热负荷对柴油机各部件应力分布及密封性能的影响.建立1130型柴油机主要部件的有限元传热模型,施加合理的边界条件和载荷,计算得到各组件的温度场分布.借助有限元方法,分析在热应力工况下温度场对发动机密封性的影响.温度场使得缸盖螺栓张力和气缸垫片压力变大,有助于改善密封性.与机械载荷工况进行对比,在热机耦合工况下气缸套和气缸盖的应力明显变大,说明在气缸盖、气缸套的强度计算中不应忽视热负荷的作用.

研究纳米流体在车用热交换器中的强化传热效果,测试不同纳米粒子体积分数的氧化铝纳米流体在板翅式机油冷却器中的传热和流动特性,并与水、防冻液（乙二醇）及纳米流体基础液体进行对比.试验结果表明,在同一热交换器中,纳米流体的传热系数明显高于其他3种液体.当冷、热侧介质温度为90和120 ℃时,纳米粒子体积分数为5%的纳米流体的传热系数分别比水、乙二醇和基础液体提高6.52%、18.88%和24.62%；当冷、热侧介质温度为120和135 ℃时,体积分数为5%的纳米流体的传热系数比体积分数为1%的纳米流体提高104.72%.在试验条件下,热交换器的换热量随纳米粒子体积分数的增大而增大,但流动阻力并未明显增加,初步证明了纳米流体应用于车用热交换器的可行性.

研究从全息重建颗粒图像中进行颗粒识别和定位的方法. 利用小波函数重建颗粒全息图,采用灰度阈值自动判定方法对所重建的三维颗粒场图像进行颗粒图像与背景的分离和颗粒判定.根据重建颗粒图像灰度的空间分布特点,采用灰度和颗粒面积双判据方法实现颗粒空间位置,特别是流场深度方向的准确定位.对已知记录距离的理想模拟颗粒群全息图进行重建测试,同时在共轴全息试验台上对已知记录距离的颗粒试验片进行颗粒识别和定位算法的测试和验证.结果表明,所提出的灰度阈值自动判定方法准确、有效,最大灰度和颗粒面积双判据方法能够更加准确地进行颗粒空间定位.