皮卡车外流场数值模拟及分析

汽车空气动力学特性对经济性、动力性以及行驶的稳定性有很大的影响。首先利用CFD软件fluent对皮卡车的外流场进行模拟,得到了对称面车身上下表面压力分布和尾流流场结构,数值模拟结果与风洞试验结果吻合较好。然后对皮卡驾驶室顶棚作了改进,得到了满足设计要求的流场性能,为汽车设计开发人员优化产品设计提供了汽车空气动力学方面的依据。     

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。     

汽车尾部外流场数值模拟

汽车尾部造型时汽车空气动力学特性有很大的影响.绕汽车的流场在其尾部形成复杂的尾迹.在原始模型的基础上建立了三种不同尾部造型模型,应用FLUENT软件对不同尾部造型的尾部流场进行了数值模拟,得到了相应的阻力系数和尾部流场特性.通过对不同模型的流速和流线分布、湍流动能及不同横向截面涡系的比较分析,尾迹形状可以分为两类,讨论了不同尾部造型对尾部流场的影响,得出了较理想的尾部造型形式.在计算过程中,采用移动地面条件进行地面效应的模拟,提高了计算精度,结果可以为汽车设计提供参考依据.     

电动方程式赛车外流场的数值模拟

利用CATIA软件建立了HUAT电动方程式赛车的三维模型,基于CFD技术对未装空气动力学套件的赛车外流场进行了数值模拟,利用Profili软件对赛车的尾翼及前翼的翼型进行了选择并确定了其几何参数,在CATIA软件中建立了尾翼及前翼的三维模型,对尾翼的气动特性进行了仿真分析,确定了尾翼第一襟翼的最佳攻角.在此基础上对安装...     

某轿车外流场数值模拟与分析

汽车空气动力学特性对汽车的动力性、经济性和操纵稳定性起着举足轻重的作用.首先利用UG软件对某款轿车进行了建模,然后利用Fluent软件对该轿车车身模型的外流场进行了数值模拟,得到了速度矢量图、压力云图等计算结果,分析了其车身外流场的基本特点;最后根据车身结构要求及尺寸范围,确定了前风窗角度、后风窗角度、前部翘角、尾部翘角等4个对风阻系数Cd值影响较大的参数,在此基础上进行正交试验得出了9种不同的参数模型,以Cd值为评价依据,寻找一组最佳参数值,再以此组参数值建立车身模型,在同样条件下对其进行外流场模拟并与原模型对比分析,验证了优化后车身模型的正确性.     

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。     

轴流泵叶片的参数化造型及多参数优化

为了实现轴流泵水力性能的自动优化,建立了基于I-sight软件的轴流泵叶轮设计优化平台,实现了模型更新、计算域网格划分、数值模拟计算以及数据读写的自驱动.为了避免传统优化过程中出现的反复造型所带来的问题,对基于圆弧法设计的轴流泵叶片通过进、出口角及不同位置的叶片厚度进行参数化解析,据此提出一种轴流泵叶片的参数化造型方法,实现以较少的变量控制叶片的外形.以轴流泵的水力效率为优化目标,以叶片二维截面的进、出口角为优化变量,以表征性能的参数扬程为约束条件,应用多岛遗传算法对一台比转数为1 500的轴流泵进行优化计算.结果表明:通过500次迭代计算,额定工况的水力效率由80.4%提升到82.4%;在(0.8~1.2)Q_BEP,泵的水力效率均有所提高,高效区域得到了扩大.该结论对于叶轮机械的水力优化和工程应用,有一定的价值.     

连续式混凝土搅拌机关键参数及叶片结构分析

强制式搅拌机是随着混凝土及其施工工艺的发展而逐渐发展起来的机型。借助旋转的叶片对物料进行剪切、挤压、翻滚和抛出等强制搅拌作用,使物料在剧烈的相对运动中得到均匀搅拌。这种机型的搅拌机,搅拌作用强烈,搅拌质量好,生产率高,但磨损和功耗大。从搅拌叶片的布局和搅拌机主要参数的设计考虑,通过对搅拌过程的分析,详细阐述了各参数的设计,并给出结论和建议。     

修锉叶片出口对离心泵内流场及叶轮强度的影响

当离心泵扬程略低于实际需求时,可以通过修锉叶片出口提高其水力性能.文中对单级单吸离心泵叶轮进行修锉,对比修锉前后试验发现,扬程、效率分别提高了9.8%和6.7%.同时采用CFX软件对该泵在设计工况下的全流场进行了非定常数值计算,对比分析了修锉前后内流场的变化.基于ANSYS Workbench平台,对叶轮进行单向流固耦合计算,分析了修锉叶片出口对叶轮强度的影响.结果表明:叶片出口修锉后,出口尾迹区的绝对速度增大且相对速度减小,导致扬程上升;修锉后叶片出口边的逆压力梯度明显减小,阻止了边界层的分离,减少了摩擦和分离损失,从而提高了效率;叶轮最大等效应力与修锉前相比,其差别随着相位的不同而不同;各相位下,修锉后的叶轮最大总变形均大于修锉前.研究结果为改善离心泵内流场提供了一种可靠的方法.     

面向加工的轴流式水轮机叶片数字化建模方法研究

对轴流式水轮机叶片的数字化建模方法进行研究。从木模图提供的原始数据出发,结合叶片各组成曲面的型面特点和加工工艺要求,提出了一种用"类似流线"的描述方式来定义叶片的方法,并利用Unigraphics NX(软件构建了叶片空间曲面。叶片表面的光滑性检查和合理性检验结果验证了该方法的可行性,完整的叶片模型为叶片后续的数控加工奠定了基础。     

风电叶片用芯材的应用进展

芯材是风电叶片的关键材料之一,主要用于风电叶片的壳体、腹板和叶根中,为叶片提供刚度和抗剪切作用,提高整个叶片的抗载荷能力。风电叶片作为大型构件,因此芯材需要具有良好的机械性能,另外还需具有良好的工艺性能。针对目前风电叶片所采用的芯材,国内外研究机构及制造商对叶片夹芯材料的应用研究,着重综述了目前应用较多的四种风电叶片芯材(轻木、PVC材料、PET材料、SAN材料)在材料性能方面和加工应用方面的研究进展。     

水平涡轮叶片式精量排肥器设计与试验

为提高排肥均匀性,以大颗粒尿素为研究对象,设计了一种水平涡轮叶片式精量排肥器,对关键参数进行了设计与机理分析,确定了影响排肥均匀性的影响因素和参数范围,并基于离散元仿真软件确定了对数螺旋线叶片曲面参数。以涡轮叶片数量、涡轮转速和排肥口开度为试验因素,进行了排肥量的单因素试验和排肥均匀性的Box-Behnken多因素试验,结果表明,排肥量与转速呈良好的线性关系,决定系数R2不小于0.96,对于确定叶片数量的排肥涡轮,可匹配不同排肥口开度的涡轮底盘并实时控制排肥涡轮转速来调节排肥量,易于实现变量施肥作业,且排量范围内排肥均匀性较好;涡轮叶片数和排肥口开度的交互作用对排肥均匀性影响高度显著,各因素影响的主次顺序为涡轮叶片数、涡轮转速和排肥口开度;当涡轮叶片数为8个、涡轮转速为98r/min、排肥口开度为40°时,排肥均匀性系数为97.24％,实际试验验证结果与优化结果相吻合;对磷酸二胺颗粒肥料的适应性验证试验结果表明,两种颗粒肥料排肥器排肥均匀性系数接近97%,排肥量稳定性变异系数小于2%,排肥器具有较好的排肥均匀性和排量稳定性;对比分析目前常用外槽轮排肥器,设计的水平涡轮叶片式精量排肥器有效地提高了颗粒肥料的排肥均匀性。     

不同叶片后掠角度下轴流泵叶顶区空化流场与性能研究

为研究轴流泵叶片后掠对叶顶区空化流场及性能的影响,以南水北调工程TJ04-ZL-02编号叶轮缩放模型为原型叶轮,将叶片重心积迭线圆周后掠得到后掠20°和后掠40°叶轮。基于ANSYS CFX 软件对全流场进行数值模拟,对比分析原型叶轮与后掠叶轮流道内压力、空泡、流线分布的变化,并对不同空化条件下叶片后掠对叶顶区漩涡强度、涡量和速度场的影响进行分析。研究表明：后掠叶轮临界空化余量降低,后掠叶片吸力面空化面积及空泡体积分数均低于原型叶片。在空化工况下,叶片后掠减小吸力面侧低压区域,有效抑制叶顶区三角形空化云的发展。由于叶片后掠减小叶顶区压差,导致叶顶泄漏量减小,TLV核心区漩涡强度和涡量随后掠角度的增大而减小,随着空化程度加剧,TLV漩涡强度和涡量均变大,叶顶区流场更加复杂紊乱。     

基于DoE分析的增压器涡轮叶形优化设计方法

以提高增压器涡轮等熵效率为目标,提出使用基于试验设计(Design of experiment,DoE)的优化设计方法,进行涡轮叶片优化设计研究。对现有增压器涡轮选取合理的特征型线方案,建立了涡轮参数化模型;在现有增压器的基础上建立了计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)仿真模型,并通过涡轮热吹试验台架验证了模型的可靠性;选取14个描述叶形的叶片截面控制参数作为设计变量,运用正交矩阵法对设计空间进行析因分析和仿真计算,根据计算结果选取了5个敏感度较高的控制参数,使用最优拉丁超立方方法建立了响应面近似模型;采用基于多岛遗传算法和序列二次规划算法的组合优化方法进行寻优计算。结果表明:优化后的涡轮流道中的涡旋强度降低,流场分布更加均匀,流动损失有所降低,等熵效率为74.04%,较原始涡轮提升2.16个百分点。     

环流风机布置对温室内流场影响的CFD模拟

为了解大肩高连栋玻璃温室夏季机械通风时室内流场分布,提高机械通风的降温效果,建立了6m肩高温室机械通风工况下的CFD模型,并对模拟结果进行了试验验证,结果表明:模拟值和试验值的最大相对误差为6. 70%,平均相对误差为2. 87%,显示CFD数值模型有效。在CFD模型基础上,进一步对不同环流风机布置下机械通风的降温效果进行了分析,结果表明:使用环流风机可提高机械通风的降温范围,在湿帘风机方向上实现气流的"接力",温室作物冠层南北温度差减小0. 5℃,32℃以下区域增加了20%;在环流风机安装方向上,不同横向截面上反向布置时室内冷热空气混合更好,室内温度分布更加均匀。     

混流式水轮机尾水管近壁湍流特性和流场结构研究

采用滑移网格技术以及基于Vreman亚格子模型的全局动态大涡模拟方法,得到了HLA551-LJ-43型水轮机小开度工况下全流道内速度、压力以及涡量的分布,同时捕捉到尾水区域高强度的近壁湍流特性以及独特的分离流动现象。计算结果表明,当高转速、小开度工况时,流道内流体的圆周速度占有绝对优势,流体进入尾水管后被甩出呈旋转下泄趋势,在锥管段和弯管段内产生了明显的分流,同时在尾水管中心区域形成一个较大的空腔涡带。该涡带的流动形式与常规工况差异较大,反映出小开度工况偏离最优工况最远,流道中流体的漩涡、脱流、分离间断和回流等各种水力不稳定现象更为剧烈和复杂,具有独特的流动形式,容易导致机组异常振动的发生。     

一体化泵站自清洁流动特性研究及优化

【目的】研究不同底部结构形式对一体化泵站内泥沙淤积的影响。【方法】基于多相流计算理论采用CFX软件对一体化泵站内流动特性进行固液两相流数值模拟。根据一体化泵站底部流场结构特点,设计了平底底部、锥形底部、台形底部和椭圆形底部等4种底部结构形式,计算结果得到试验的验证。【结果】采用平底底部（方案一）和椭圆形底部（方案四）的一体化泵站内存在明显的泥沙淤积,采用锥形底部（方案二）和台形底部（方案三）一体化泵站内未见明显泥沙淤积。在设计流量工况下方案一至方案四中叶轮进口的流速均匀度分别为86.5%、90.7%、94.3%和88.3%。【结论】方案三中台形底部结构一体化泵站泥沙淤积最少,综合性能最高,底部几何结构最合适,能实现一体化泵站的自清洁。     

全射流喷头内部流场计算流体动力学数值模拟

建立了全射流喷头内部流场的CFD数值模型,并对喷头的流量压力关系、喷头附壁情况下附壁点的位置进行了数值模拟计算。CFD计算值与实验测量值对比结果表明,CFD计算得到的3种喷头流量值与实验测量值的平均偏差小于5％,附壁点计算值与实验测量值平均偏差小于5％。说明采用CFD方法能较好地反映喷头的内部流动情况,根据数值模拟最终得到全射流喷头内部流场在直射和附壁状态下的速度矢量图。