轿车外流场网格生成策略及数值模拟

采用3种网格策略对某轿车外流场进行数值模拟研究，并应用商业CFD软件STAR—CD进行求解。根据计算过程和结果，分析不同网格策略的效果，论述3种网格策略的特点。数值模拟中考虑了车轮旋转和车轮固定两种边界条件，并将数值计算结果与试验数据进行了对比分析，探讨了高雷诺数k-ε湍流模型的计算精度。     

汽车空气阻力系数的数值模拟及研究

迄今国内外对汽车空气动力性能的研究仍以风洞测试为主,采用CFD软件对汽车外流场进行模拟是用来测试汽车气动阻力系数的一种新方法。本文用FLUENT软件通过对网格质量和地面条件不同的两组模型进行数值计算,结果表明,高质量的网格和采用移动的地面边界条件能很好地提高计算精度。     

气吸式播种机吸嘴外形对外流场形态的影响

采用流体仿真的方法在相对负压2 0 kPa的条件下,根据一种合理方法确定仿真计算域后,对圆锥及圆柱外形吸嘴的外流场进行了探讨,得到了圆锥外形吸嘴的外流场形态为球形、圆柱外形吸嘴的外流场形态为圆锥形以及吸嘴正下方较远处有一圆锥形的反向流动区域等结论。     

地下水源热泵地下水渗流场自适应网格法

快速高效的数值计算方法对于地下水源热泵采能技术的发展及应用具有重要的实际工程意义．地下含水层的边界通常较为复杂,和非结构化网格相比,采用结构化网格计算方法可以有效减小数学方程离散的复杂度,并有利于发展地下水源热泵系统地下水渗流场自适应网格计算方法．为发展结构化网格计算方法,对位于含水层边界处的网格提出了一个在数学上简单有效的预处理方法,在计算过程中采用界面渗透率取代网格自身渗透率参与实际计算,并对含水层边界处网格的界面渗透率给出相应的计算方法．三维验证算例显示,对于非规则边界,即使采用网格尺度较大的正交规则网格,计算解也十分接近收敛解．提出仅对温度梯度变化较大的区域采用较小尺度的精细网格计算,而温度变化较缓的区域则采用不同层次的粗网格计算,利用自适应网格法计算地下水源热泵地下水渗流场,在保持计算精度的同时,计算速度得到了大幅度提高．     

基于ANSYS CFD的厢式货车外流场的数值分析

运用有限元计算流体力学分析软件ANSYS CFX,采用其所带的SST模型,对厢式货车的外流场进行了数值模拟,计算出其气动阻力,与试验结果进行了对比,有较好的模拟精度。分析了厢式货车的压强分布云图和外流场流线图,为其减阻节能技术提供了参考。     

基于CFD的汽车外流场数值模拟的发展概述

介绍了国内外在应用计算流体力学(Calculation Fluid Dynamics)对车身外流场数值模拟的研究发展状况.如今,国外CFD软件正朝全自动划分网格、高速高精度的计算方面发展,而国内对CFD的研究发展还处于一个初级水平.归纳了可用于汽车外流场数值模拟的方法及特点,最后指出了汽车外流场数值模拟目前面临的主要问题和发展趋势.     

基于CFD的汽车外流场数值模拟的发展概述

介绍了国内外在应用计算流体力学（Calculation Fluid Dynamics）对车身外流场数值模拟的研究发展状况：如今，国外CFD软件正朝全自动划分网格、高速高精歧的计算方面发展，而国内对CFD的研究发展还处于一个初级水平．归纳了可用于汽车外流场数值模拟的方法及特点，最后指出了汽车外流场数值模拟目前面临的主要问题和发展趋势．     

喷杆喷雾机风助风筒流场分析与结构优化

针对气流辅助式喷杆喷雾机的风助风筒原始设计中存在耗气量大、效率低、风速变异系数大的缺点,采用计算流体动力学（CFD）对风助风筒内外流场的三维区域进行了仿真。仿真结果表明：原型风筒内流场存在强旋流、流道窄的缺点,并导致工作外流场风速变异系数大。针对上述两种流场的问题,提出改进设计方案：对于外流场风速变异系数大的问题,采用减小出口尺寸和出口间距,可大大减小风速变异系数,但不能从根本上改变流场结构;为克服内流场强旋流、流道窄的不足,在上述结构参数优化基础上,增加导流板装置,减小速度变异较大区域的出口间距,最终优化结果满足设计要求。样机试验表明设计方案实现了高效和风速变异小的风幕。     

搅拌机布置方式对生化池流场的影响及优化

针对某缺氧池混合液搅拌效果的好坏不仅与设备自身设计有关,更受到搅拌机布置方式影响的问题,研究搅拌机布置方式对生化池流场的影响.基于Star-ccm+虚拟仿真平台,对缺氧池及搅拌机区域进行多面体网格划分,采用K-Epsilon湍流模型进行全流场数值模拟,剖析池内流场物理结构.根据搅拌机搅拌形成的环流布局,设计整体推流和分布推流2种布置方式,最终获得最佳安放角度和位置.计算结果表明:该缺氧池采用整体推流能有效减小低速区域面积,提高平均搅拌速度;当2台搅拌机与壁面呈一定角安放时,更利于推流的扩散和死角区域的改善.根据优化结果对现场进行布置,试验结果与数值模拟接近.因此,采用多面体网格计算,具有较好的收敛速度和计算精度,可为生化池流场中搅拌机布置提供参考.     

CFD仿真在客车外流场分析方面的应用研究

通过CFD仿真,对两个客车车型的外流场的计算结果进行比较分析,找到外形特征对客车空气动力性的影响因素;根据对比提出改进方案,并得到验证。     

基于Fluent流场分析的拖拉机齿轮泵结构优化设计

由于工作压力和成本相对较低,齿轮泵被广泛用于农业机械中,包括拖拉机、收割机等机械的液压传动系统中。为了准确地捕捉拖拉机齿轮泵内流场的变化,将Fluent仿真软件引入到了齿轮泵的仿真模拟计算过程中,并采用UDF编程动网格技术对齿轮泵进行动了态数值模拟,分析了齿轮泵在齿轮旋转情况下的内部流场的变化。数值仿真模拟计算结果表明:采用Fluent软件和动网格技术,可以实现拖拉机齿轮泵的动态仿真模拟过程,且采用软件模拟的镜像技术可以有效地降低计算量,提高计算精度,为新型拖拉机齿轮泵的结构优化设计提供了借鉴。     

基于自适应有限元分析的收割机行走机构建模与仿真

在收割机行走机构复杂机械结构和物理场分析中引入了有限元方法,为有效地控制计算误差,提出了一种自适应有限元网格划分方法,对网格进行均匀化和加密处理,从而大大提高了计算的精度和效率。在网格的划分过程中,采用均匀尺寸网格首先对整体区域进行划分,得到一个合适的初始均匀网格尺寸,在变密度细分的过程中对网格进行细化操作,利用上一次迭代的结果对曲边三角形内部进行局部细化,保证了全局网格的合理分布,使尺寸不同的网格之间可以光滑衔接在一起,提高了网格的质量。为了验证算法的有效性和可靠性,利用ANSYS软件,采用上述网格划分方法对收割机的行走机构进行了建模和仿真分析,结果表明:该方法计算稳定可靠,数次迭代即可快速收敛。同时,通过计算得到了收割机行走机构的应力和应变云图,并得到了应力集中和变形较大的位置,为行走机构结构参数的优化提供了理论参考。     

不同阻塞比对某SUV外流场影响分析研究

以某SUV的1/4比例模型作为研究对象,在CFD软件中,建立11个不同阻塞比模型进行外流场分析。以风洞试验结果为基准,对比不同阻塞比模型风阻系数的变化,对其压力和尾流等空气动力学特性也进行了对比分析。综合对不同工况的仿真结果对比分析表明,在CFD仿真中,阻塞比≤2%可以保证仿真结果的精度,提高计算效率。     

农机发动机叶片复杂零件的有限元网格生成方法研究

随着现代农机体积的不断增大,发动机的功率和散热问题成为制约农机发展的主要因素之一。为了提高农机发动机的散热效率,提出了一种基于有限元仿真的发动机风扇优化方法。由于发动机风扇属于复杂零件,引入了一种复杂零件的三维六面体网格划分方法,主要采用有限元模型和网格规划的原理,对复杂模型进行网格分块,最后通过网格整合有效地提高了有限元网格划分的效率和精度。为了验证网格划分方法对复杂机械零部件有限元网格划分的可靠性,以重型农机发动机散热风扇叶片的有限元网格划分和仿真模拟为例,对网格划分方法的可靠性进行了验证。有限元仿真表明:采用这种网格划分方法可以有效地实现复杂零件的三维网格划分。同时,将生成的网格代入到有限元软件中进行了仿真计算,将计算结果和实验测试结果进行了对比发现:仿真结果和实验结果基本吻合,从而验证了网格划分的可靠性。     

厢式货车外部三维流场数值模拟的研究

通过三维数值模拟研究了厢式货车加装导流罩前后的外部流场 ,获得了导流罩的减阻机理。采用RNG kε紊流模型进行计算 ,提高了数值模拟的精度 ,阻力系数的计算采用动量法 ,使计算结果和试验结果更具可比性和科学性。获得的流动图谱为厢式货车外流场的研究提供了可靠材料 ,计算结果为厢式货车减阻节能技术的研究提供了参考。     

基于ADAMS的双横臂扭杆弹簧独立悬架线刚度计算

运用空间机构运动学方法建立某皮卡车双横臂扭杆弹簧独立悬架的数学模型,根据力学分析给出其垂直线刚度的计算方法。同时还应用ADAMS软件建立同种悬架的多体动力学模型,对双横臂扭杆弹簧独立悬架垂直线刚度随车轮上下摆动的变化进行动态仿真分析。采用两种方法计算、仿真结果的一致性表明这两种方法都是分析双横臂扭杆弹簧悬架垂直线刚度行之有效的方法,也说明了文中所建的模型和提出的计算方法都是正确的。     

台阶式溢洪道数值模拟计算精度评价方法

随着CFD领域和计算机技术的发展，许多学者开始采用数值模拟的方法对台阶式溢洪道的水力特性进行细致研究，但学界并没有评价其计算精度的一致方法。采用从致密至粗糙3种网格尺寸，利用Flow 3D^?软件对台阶式溢洪道上的水汽二相流进行数值模拟，提供评价其计算精度的一般方法。首先通过计算网格收敛指数法(GCI)以优选网格尺寸，在保证计算精度的同时缩短计算时长；再以物模试验测量结果作为参照，评价在推荐网格尺寸下数值模拟计算结果的精确性。结果表明：使用相同的网格加密因子可以大幅简化GCI的计算过程，推荐采用全局GCI小于5%的网格尺寸；Flow 3D^?软件对台阶式溢洪道上关键水力学参数的计算精度较高，且对纯水流的计算精度优于对水汽二相流的计算精度。     

液力变矩器导轮流场数值模拟与试验

利用CFD分析软件对W305型液力变矩器的内部流场进行了仿真计算。采用混合平面理论处理旋转速度不同的各叶轮之间的相互作用。基于仿真计算结果,重点分析了导轮内流场的速度和压力分布情况,并将导轮内流场计算结果与试验结果进行了对比分析,结果表明流场计算结果具有较高的精度。     

基于PIV的低比转数离心泵网格无关性

针对小流量工况采用计算流体动力学(CFD)对离心泵的性能进行数值模拟的精度问题,以一低比转数离心泵为例对其进行整体结构化网格划分,采用ANSYS CFX 14.5软件对模型离心泵的进口管路流道、叶轮流道以及蜗壳流道组成的流场进行定常数值计算.从改变整体网络数量与叶轮网格数量的角度分别进行网格无关性验证对0.6及1.0倍设计流量下的模拟精度进行比较研究.准确性评价指标采用外部特性扬程值及PIV得到的叶轮和蜗壳内部分区域的绝对速度,具有较强的说服性.分析表明:对总体网格数增加的方法进行的无关性分析即可满足要求;网格数量的增加对叶轮内绝对速度影响较大,而对蜗壳内绝对速度影响很小;在设计工况下蜗壳和叶轮内部绝对速度的预测精度都比0.6Q_d工况下的高些,因而在进一步小流量流动特性分析时,需要更精密的网格.通过对外特性和内流场速度的对比,最终选择网格模型为网格IGD.     

基于最优控制的四自由度汽车主动悬架控制器

为改善某皮卡车悬架的性能，在该车四自由度1／2车体被动悬架的模型上并联控制器，并利用最优控制理论，采用一种新的控制算法对该控制器进行设计，建立了并联式主动悬架的理论模型。计算机仿真表明，与被动悬架相比较，采用所设计控制器的并联式主动悬架系统的汽车平顺性、车轮地面附着性有明显的改善。