基于ANSYS的噴霧器噴嘴流場仿真研究【含有限元】【說明書+CAD+PROE】
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開題報告
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題 目
基于ANSYS的噴霧器噴嘴流場仿真研究
一、調(diào)研資料的準備
了解噴霧器噴嘴的用途，分析噴霧器噴嘴的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求并資料以備設(shè)計幾何模型、有限元模型時使用。
1、 了解ANSYS軟件
ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、聲場分析與一體的大型通用有限元分析軟件。由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國ANSYS開發(fā)，它能與多數(shù)CAD軟件接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換。軟件主要包括三個部分：前處理模塊，分析計算模塊和后處理模塊。ANSYS軟件提供了100種以上的單元類型，用來模擬工程中的各類結(jié)構(gòu)和材料。
2、 課題研究方案
（1）、噴霧器噴嘴霧化流場的數(shù)學(xué)建模；
（2）、噴嘴霧場的數(shù)值模擬及結(jié)構(gòu)分析；
（3）、噴嘴結(jié)構(gòu)分析與改進、結(jié)構(gòu)優(yōu)化與生產(chǎn)實踐的應(yīng)用。
二、設(shè)計/論文的目的、要求、思路與預(yù)期成果
（一） 設(shè)計論文的目的
利用有限元軟件ANSYS10.0的CFD分析模塊對噴霧器噴嘴進行有限元分析。通過建立噴霧器噴嘴的幾何模型、有限元模型，對分析模型進行流體力學(xué)分析和流場分析，學(xué)會對有限元分析結(jié)果進行分析和優(yōu)化。
通過建立噴霧器噴嘴內(nèi)流體流動的計算模型，分析了計算流體力學(xué)方法（CFD）在模擬噴嘴流場方面的應(yīng)用。比較了不同噴嘴結(jié)構(gòu)形式下流體的流動特征，研究噴嘴突出長度、入口速度以及輸入管內(nèi)徑對噴嘴霧化質(zhì)量的影響。結(jié)果表明這些參數(shù)相互配合，存在最優(yōu)值，為噴嘴結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供信息及依據(jù)，對實際生產(chǎn)也具有指導(dǎo)意義。
（二） 設(shè)計論文的要求
1、綜合運用、鞏固與擴展所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，培養(yǎng)學(xué)生獨立分析、解決實際問題能力；查閱噴霧器噴嘴的相關(guān)信息，分析編寫零件各技術(shù)要求。
2、正確的理論聯(lián)系實際，嚴肅認真的學(xué)業(yè)態(tài)度；
3、進行社會調(diào)查研究；文獻資料收集、閱讀和整理、使用；提出論點、綜合論證、總結(jié)寫作等基本技能。完善設(shè)計骨架，匯整豐富說明書內(nèi)容，最后對格式進行標準化處理，檢索并翻譯外文資料。
（三） 設(shè)計論文的思路
噴霧器噴霧的原理是通過壓力將氣流和液流通過一較小的噴嘴噴出的，從而形成較小的霧滴，常用噴霧器有電動噴霧器、手動噴霧器和超聲波噴霧器，不同類型的噴霧器產(chǎn)生的粒子大小不一致。
噴嘴是噴霧裝置的重要組件，它的好壞直接影響噴霧裝置工作的性能。
1、利用軟件進行繪制噴霧器噴嘴的二維、三維零件圖；
2、對噴霧器噴嘴的零件進行進一步的分析、計算；
3、噴霧器噴嘴設(shè)計；
4、擬定噴霧器噴嘴總體設(shè)計的初步方案；
5、方案的討論與論證；
6、完成對應(yīng)噴霧器噴嘴總圖設(shè)計，包含零件序號及零件明細表等；
7、完成噴霧器噴嘴指定零件的造型設(shè)計，按制圖標準標注尺寸、公差、形位公差及表面粗糙度等；
8、對噴霧器噴嘴零件的潤滑、流場等設(shè)計進行分析；
9、選擇一至二個噴霧器噴嘴內(nèi)部零件進行制造工藝設(shè)計，撰寫標準制造工藝卡；
10、整理、完善文獻并撰寫一篇反映課題內(nèi)容的文獻綜述；
11、論文匯編的所有資料的格式進行標準化處理。
（四） 設(shè)計論文的預(yù)期成果
1、英文文獻2篇；
2、噴霧器內(nèi)部零件總圖一份；
3、噴霧器主要零件2D圖；
4、噴霧器3D模型圖一份；
5、幾個成型零件制造工藝卡；
6、反應(yīng)課題內(nèi)容的文獻綜述。
三、利用ANSYS對噴霧器噴嘴分析模型進行流場分析
通過對噴嘴結(jié)構(gòu)的分析，確定研究對象為噴嘴、閥桿與閥針組成的流體有效通徑。利用流體分析軟件ANSYS提供的計算分析與網(wǎng)絡(luò)劃分功能，對噴霧器噴嘴噴霧過程進行分析。
四、噴嘴流場APDL編程
對噴霧器噴嘴霧化效果分析和模擬過程也是一個反復(fù)建模、加載和計算的過程，在這個過程中，噴嘴霧化模型的結(jié)構(gòu)大體一致，只是相對位置發(fā)生變化，它受到的載荷的個數(shù)兵沒有增加，而卻作用點和方向沒有改變，只是載荷的大小發(fā)生了變化，進而用APDL語言編寫的程序加載。
五、任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時間安排
1、翻譯2篇與設(shè)計課程內(nèi)容相關(guān)的最新英文文獻，文獻翻譯要求在2000字以上——10.11
2、噴霧器噴嘴流場研究——10.11-10.18
3、噴霧器噴嘴設(shè)計——10.19-10.25
4、擬定噴霧器噴嘴流場總體設(shè)計的初步方案——10.26-11.8
5、繪制噴霧器噴嘴總裝圖、零件圖——11.10-11.30
6、檢查完善論文——12.1-12.3
7、提交準備答辯——12.3-12.10
六、完成設(shè)計論文要解決的問題
噴霧器噴嘴流場仿真研究依據(jù)其工作原理和技術(shù)性能，對噴霧器噴嘴進行分開設(shè)計。設(shè)計過程中包括零件圖、有限元分析、總裝備圖等等，對其進行擬定詳細的工作計劃，然后進行具體設(shè)計，最后對其進行調(diào)試、測試，達到所需要的功能。
七、參考資料
[1]《機械設(shè)計實用手冊》，機床設(shè)計手冊編寫組主編，北京：機械工業(yè)出版社，2000.5
[2]《ANSYS結(jié)構(gòu)有限元高級分析方法與范例應(yīng)用(第2版) 》，尚曉江 邱峰等，中國水利水電出版社，2003
[3]《ANSYS工程結(jié)構(gòu)數(shù)值分析》，王新敏，人民交通出版社，2002
[4]《機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計寶典》，孫波主編，西安電子科技大學(xué)出版社，2005
[5]《ANSYS高級工程應(yīng)用實例分析與二次開發(fā)(附光盤)》，闞前華 譚長建等，電子工業(yè)出版社，2000
[7]顧曉勤.工程力學(xué)ⅠⅡ[M]. 北京：機械工業(yè)出版社,2008．
[8]盧秉恒.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M] ．北京：機械工業(yè)出版社,2008．
[9]侯凌云，侯曉春 噴嘴技術(shù)手冊[M] 北京：中國石化出版社，2002
[10]鄧凡平 ANSYS10.0有限元分析手冊[M] 北京：人民郵電出版社，2007
[11]現(xiàn)代工程分析技術(shù) 第三屆中國CAE工程分析技術(shù)年會[C] 大連：中國機械工程學(xué)會，2007
[12]張博、沈勝強、李海軍 二維流動模型用于噴射器關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計分析[J] 大連理工學(xué)報，2004
[13]劉耀林，張舜德，李華 噴霧器噴嘴流場仿真研究[J] 輕工機械，2008年第二期
[14]劉耀林，賈濤，任麗華 數(shù)值模擬技術(shù)在噴嘴霧化中的應(yīng)用[J] 現(xiàn)代機械，2008年第四期
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