基于CFD技术的赛车气动特性仿真与分析

赛车的车身造型对其空气阻力、操纵稳定性、加速性及燃油经济性等性能有着很大的影响。运用CATIA软件根据FSEC赛车规则对车身进行造型设计,并利用CFD技术建立其外流场模型进行数值模拟分析,获得其压力云图、速度矢量图等。总结该赛车造型的气动特性的优缺点,为后期赛车车身的设计定型提供理论依据。     

基于ANSYS的FSC赛车车架有限元分析

车架为车手提供保护,同时还是赛车最主要的承载结构,车架应有足够的强度和刚度。应用ANSYS软件对赛车车架进行有限元分析,首先在ANSYS软件中建立车架的有限元模型,然后用ANSYS软件对车架模型进行了不同工况下的强度分析和扭转刚度分析。结果表明,车架强度可满足要求,而扭转刚度不足。据此,提出提高车架扭转刚度的措施。最后对车架进行模态分析,证明其不会与路面激励或赛车其他部件发生共振。     

电动换挡系统在FSC赛车上的应用

在传统的FSC赛车制作过程中,换挡主要采用手动机械结构换挡,而手动换挡反应速度较慢,频繁换挡对车手开车造成很大不便,针对这种问题,设计和开发FSC赛车电动换挡系统,减轻车手开车的压力,提高车手驾驶效率和发挥赛车性能.     

基于驾驶模拟器的FSC赛车操纵稳定性主观评价研究

针对FSC赛车开发过程中的操纵稳定性分析,基于驾驶模拟器对FSC赛车进行了主观评价研究。应用Car Sim建立了包含车体、轮胎、转向系统、悬架系统、制动系统及传动系统的驾驶模拟器FSC赛车仿真模型,并应用3D软件绘制三维车身、尾翼和发动机模型导入到Car Sim中实现整车动画仿真。制定了评价指标,在驾驶模拟器上设计试验工况,选取FSC赛车车手进行试验和做主观评价。结果表明,开发的FSC赛车具有良好的操纵稳定性。     

基于拓扑优化的FSC镂空链轮设计

为满足FSC大赛高效传动及轻量化要求,设计了一种对称结构镂空式链传动结构,对传动比、传动大小齿轮等关键参数进行设计并运用了一种二次拓扑优化方法对其进行优化,使用Workbench+Shape Optimization和ANSYS静态分析等软件仿真结果表明,优化后链轮结构减重48.2%,传动比经设计校核确定为3.54,大、小链轮在极限工况下的形变量和所受应力均符合设计要求。经实车验证,该设计满足实际需求。     

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．     

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的内附翼无人机的气动设计与验证

本研究基于CFD数值优化从翼地效应扩展到应用于飞机机翼的设计,从外部看仍是一个机翼,但是前缘和后缘都是没有封闭的.通过Fluent软件分别计算了中间翼型距离上翼型距离H为1.5~10.5cm,取攻角为0度、4度和8度,共计21种参数组合工况,且计算0度迎角下单个翼型和大间距的内附翼的情况,计算结果表明内附翼的气动性能具有较大潜力,当中间翼型距离上翼型距离为10.5cm设计的小间距内附翼气动性能最好.最后通过制作和飞行试验证明其性能优越.     

基于CFD技术脱硫泵的设计与试验

采用经验系数设计法对脱硫泵进行水力设计,适当增大叶片出口宽度,以改善颗粒通过性和叶轮出口的磨损情况.应用FLUENT软件,采用欧拉多相流模型,分别计算了颗粒直径为0.06,0.08和0.10 mm,体积浓度为11%工况下脱硫泵的两相流内部流场.得到以下结论：叶轮流道内,工作面上的静压值明显高于背面上的静压值;最低压力点出现在叶片进口背面侧,容易发生汽蚀;随着粒径的增大,颗粒逐渐向叶片工作面迁移.叶片的磨损主要发生在叶片进口处和叶片的出口段.通过试验验证：设计的脱硫泵效率为82.0%,性能曲线平坦,高效范围宽,各项技术指标均满足设计要求.     

基于CFD的轴流泵针对性设计与试验

凌城抽水站各运行工况下的扬程范围变化比较大,在对该泵站轴流泵选型分析时发现,南水北调同台测试中的水力模型能够满足其运行的基本要求,但均有其不合理性:高效区扬程满足设计扬程时,最高扬程缺少安全余量;最高扬程满足时,高效区扬程偏离设计扬程,效率偏低。基于CFD计算对凌城站水力模型进行针对性设计,通过改变叶栅稠密度和翼型安放角,采用多工况优化设计的方法,使得最终设计方案能够满足凌城站的运行要求。然后对水力模型的最终设计方案进行泵段数值模拟研究,数值模拟结果表明该针对性设计的水力模型效率较高,同时兼顾到凌城站最高扬程的要求。最后对针对性设计的水力模型进行泵段试验,试验结果表明基于CFD的轴流泵水力模型的针对性设计是准确的、可靠的,针对凌城站设计的水力模型确实能够更好地满足该泵站的特殊水位要求。同时也说明,对于大型泵站的更新改造,水泵水力模型的针对性设计研究是必要的。     

太阳能干燥室内部气流场分布CFD数值模拟

为研究太阳能干燥室内气流场分布和构建气流运动模型,基于计算流体动力学(CFD)技术,运用标准k-ε模型对给定的不同气流速度对干燥室内气流分布的影响进行数值模拟.结果表明,与气流速度2 m/s和10 m/s相比,气流速度为6 m/s时干燥室内的速度分布满足要求,且气流分布更为均匀.     

基于CFD的FSE赛车空气动力学套件研究

利用CFD技术对FSE电动赛车进行车身外流场的仿真分析,对比加装空气动力学套件前后车身表面的气流情况。在确定空气动力学套件产生下压力的大小和对整车气流的影响后,根据FSC的比赛规则确定适合不同比赛项目的尾翼攻角组合。最后按一定的变化梯度改变尾翼襟翼的攻角,探究赛车气动参数随攻角改变的变化规律,为后续可调尾翼系统的开发提供参考。     

基于CFD畜禽车厢体内温度场和速度场的模拟

为避免畜禽运输车在运输过程中因气流不均导致家禽损失,利用CFD模拟方法对畜禽运输车封闭式厢体内的温度场和速度场进行仿真分析。模拟结果表明,温度、风速较大的区域主要集中在每一层的第3、第4栏中,速度分布模拟值与实测值的相对误差范围为2.7%~5.1%,温度分布模拟值与实测值相对误差为1.2%~4.1%。模拟的气流速度和温度与实测的气流速度和温度值有着相同的变化规律,其中实测值与模拟值的最大误差不超过2℃,但由于气流的不均匀,高温仍集中在每一层的尾部。使用CFD模拟方法能够真实表达畜禽运输车厢体内气流状态,对厢体内温度场和气流场的模拟是一种有效的方法。     

基于逆向工程的汽车车身造型研究

以某款轿车车身造型设计为研究对象,通过激光扫描仪的非接触测量获取零件表面的云状数据,并利用Imageware软件对测量数据进行处理,且基于NURBS曲面重构理论进行车身造型表面重构,最终实现了车身零部件的曲面重构。与传统的车身造型设计方法相比,该方法提高了工作效率,缩短了新产品的开发周期。     

基于CFD的循环生物絮团系统涡旋分离器结构参数优化

为提高循环生物絮团系统涡旋分离器分离效率,以欧拉-欧拉多相湍流模型为理论框架,运用计算流体力学技术,对3种不同筒径比α涡旋分离器内固液两相三维流动进行了数值模拟,并分析了相关速度云图、速度矢量云图、流体迹线云图、内部固相分布以及出口处固相体积分数变化等。模拟结果表明:在进水口进水速度为0.36 m/s时,随着筒径比α的增大,3种涡旋分离器套筒外侧以及进水口以下部分速度流场差别较小,但套筒内流场湍流逐渐加剧,同时,套筒外侧附近和套筒内部,涡旋逐渐加剧,增加能耗,且不利于固体颗粒的沉积,总体而言,涡旋分离器在α为1.5之后分离效率下降,并保持相对稳定,具体表现为,当涡旋分离器α为1.5时,内部固相体积分数相对较高,而出口处固相体积分数较低,随着α增大,其分离效率由α为1.5时的27%降至α为2.0时的17%,并随着α再次增至2.5时,分离效率保持基本不变。涡旋分离器流场速度的实测结果与模拟结果基本一致,而分离效率存在一定差异,但是变化规律相同,表明数值模拟在优化涡旋分离器结构方面是可行的。     

基于CATIA的汽车车身焊装夹具设计

汽车车身是汽车重要的零部件之一,提高其制造质量是提高汽车整体竞争力的重要手段。焊装夹具是构成车身焊装生产线的核心部分,是保证车身焊接质量的重要因素,影响整个汽车的制造精度和生产周期。介绍用CATIA软件进行典型的焊装夹具设计的步骤,并提出设计前的注意事项和准备工作,以期为更快更准确地进行设计提供参考。     

基于CFD的多风道风送喷雾流场数值分析与试验研究

为研究果园喷雾机的气流和雾滴沉积分布情况,通过数值分析与试验相结合的方法,研究了一种适用于果园植保的多风道风送喷雾系统气流场和气液两相流场分布规律。研究结果显示,该多风道风送喷雾系统的外部气流场分布较为均匀,喷射出风口出口处的气流速度试验值与仿真值相对误差＜13.7%,随着测量距离增大,气流速度逐渐衰减,其绝对误差基本在0~2 m/s。雾滴场在-0.6~0.6 m喷雾区域内雾滴沉积量（百分比）的仿真值和试验值相对误差＜14%,数值分析结果较为准确地反映风送喷雾系统的气流分布和雾滴沉积特征。      

轴流式通风机气动特性数值模拟

轴流式通风机被广泛应用于国民经济的各大领域。在思考如何能够设计和制造出更高效率、更加节能以及高效工作区更大的轴流式通风机时,CFD(计算流体力学)技术应运而生。鉴于此,以最为常见的轴流式通风机为例,利用Icepak仿真软件对轴流式通风机进行气动数值模拟。直接对简化修复后的通风机三维模型进行数值分析,可以即时查看通风机叶片的速度矢量图和流经通风机叶片的真实迹线分布等结果,为设计人员进行通风机模型的进一步优化提供了验证。     

基于CFD的混流泵空化特性研究

应用剪切应力输运(SST)湍流模型和基于Rayleigh-Plesset方程的混合物均相流空化模型,求解雷诺时均Navier-Stokes方程,对某混流泵在设计工况时的流场进行数值模拟.根据计算结果获取了泵的扬程衰减曲线,捕捉到泵内空化的发生、发展过程,对轻微空化、临界空化和严重空化3种工况下叶轮内空泡体积分布特性做对比分析.模拟结果表明:该泵空化性能满足设计要求;叶轮内空泡最初发生在叶片吸力面进水边靠近轮缘处,该空泡区随汽蚀余量降低逐渐向轮毂方向和叶轮出口方向延伸;轮缘空泡初生于叶片进水边,沿着叶缘翼型逐渐发展成一条长带;轮毂空泡集中于叶根翼型尾部,轮毂空泡体积分数明显大于轮缘;叶片各通道间空泡分布相似,严重空化时空泡造成叶片通道严重阻塞致使泵扬程急剧下降.