空气滤清器的空气动力学仿真及优化

采用多孔介质模型,针对某空气滤清器及其管道的空气动力学特性开展数值模拟,分析空气滤清器及其管道的流动阻力损失和空气滤清器滤芯流动均匀性,并进一步研究采用插入管结构、内置挡板结构后的流动特性。研究结果表明:采用进气插入管结构有效地降低流动阻力损失,降低滤芯流动均匀性,随着插入管长度的增加,流动均匀性呈现降低的趋势;采用挡板结构提高流动阻力损失,降低滤芯流动均匀性。进气插入管入口采用斜截面结构流动阻力略有增加,但可以有效地提高滤芯流动均匀性。     

扇形射流的空气动力学特性

基于两种不同的射流孔宽度及宽广的射流参数范围,对扇形射流垂直入射至主流时进行了空气动力学试验研究.测量了不同射流参数下管内的轴向压力分布,并且对不同结构的射流槽的试验结果进行了比较.结果表明:射流出口为锐边时,压力峰值出现在射流下游的稀薄区域;射流出口为圆边时,压力峰值出现在射流入射区.最后,测量了垂直入射时的局部水力损失,发现在高流速比下,水力损失的试验结果明显低于理论计算值.     

汽车起动机前盖的静动力学数值分析

对汽车起动机前盖进行了静力和动力分析，得到该前盖的频率和振型，及前盖的静应力分布.     

高速集装箱平车空气动力学仿真研究

通过采用SST k-ω湍流模型对200km/h高速集装箱平车进行外流场分析,得到了集装箱平车表面压力分布、机车和集装箱受到的阻力以及车间流体速度分布,并对机车和集装箱相对高度差对列车空气阻力的影响进行了分析.研究结果表明：高速集装箱平车所受的空气阻力以压差阻力为主,并随着机车与集装箱平车相对高度的减小而增大.     

旋转阀气力输送空气泄漏特性仿真

为分析旋转阀气力输送的空气泄漏特性和流场变化规律,基于Fluent软件,采用非定常计算,建立旋转阀气力输送系统二维、三维计算模型,对某型旋转阀气力输送系统在纯送风工况下进行数值模拟,研究不同时刻旋转阀气力输送系统的压力分布与空气泄漏量,并对比二维与三维计算模型泄气量的变化规律,获得叶顶间隙、进出口压差对旋转阀泄气量的影响规律.数值计算得到的不同压差下旋转阀泄气量与试验结果对比显示,两者最大相对误差为12.2％,平均相对误差为8.7％.研究表明,二维与三维计算模型的泄气量随旋转时间变化趋势一致,二者平均泄气量偏差为9.8％;旋转阀平均泄气量、高压腔体瞬间泄气量与进出口压差呈线性关系;旋转阀高压腔体瞬间泄气量随叶顶间隙尺寸变化很小,而旋转阀平均泄气量随叶顶间隙呈指数趋势增长.     

燃料电池发动机空气系统特性的仿真

为提高燃料电池发动机效率,需对其空气系统进行研究和优化.针对现有单级增压空气系统的不足,提出了两种采用涡轮增压器的复合式增压空气系统方案(串联式和并联式),建立了仿真模型从压力和过量空气系数这两个关键参数的角度进行对比研究.结果表明,两种复合式增压空气系统方案均能有效提升发动机整体效率和最大净输出功率,其中整体效率可提升5个百分点,最大净输出功率可提升15%, 且串联式方案比并联式方案更具效率优势.     

毛片空气动力学几何参数分析与仿真

为了研究羽毛球飞行空气特性,有必要对羽毛球组成要素进行分析。通过任意选取羽毛球中一片毛片,建立有关毛片参数数学分析模型,给出了相关参数的定义。通过参数表示空气流在毛片上作用产生力的关系,并给出空气流对羽毛球作用产生的切向力和力矩的计算公式,利用公式讨论相关参数对羽毛球切向力和力矩的影响。实验和仿真结果表明,毛片参数是影响羽毛球飞行轨迹因素之一。     

制动器制动过程的空气动力学特性研究

在对气动摩擦制动器制过程台架试验研究的基础上，首次提出了按制动过程中气压变化可将其分为五个阶段，进一步建立了较为准确，又便于工程实际应用的制动过程空气动力学参数的变化规律。通过实验对理论结果进行了验证。为正确设计、使用及维修制动器提供了理论依据。     

非对称转子动力学特性数值模拟

基于ANSYS的非线性瞬态动力学模块,以旋转位移约束模拟转动的方式数值计算了重力作用下径向非对称转子的振动特性,得到了重力引起的低速倍频共振、转子各方向振动相同的结论.外载分别考虑重力和不平衡力,研究了重力和不平衡力对系统振动的影响,结果表明系统的1倍频和2倍频振动不存在相互作用.最后研究了非对称转子的不平衡响应特性,得到了相同轴向位置不同相位的加重,转子的振幅和相位响应差别很大的结论,针对此结论提出了一种简单有效的基于影响系数法的非对称转子动平衡方法.通过实验验证了所采用的计算模型准确性,所得到的结论对卧螺离心机的故障诊断和高速动平衡具有一定的指导意义.     

离合器接合过程的空气动力学特性研究

首次提出根据气动摩擦离合器接合过程中缸内气压变化的状况可将接合过程按阶段进行划分，并依此建立了准确且实用的描述接合过程空气动力学参数变化规律的数学模型，通过台架试验，证明了上述理论分析与试验结果相当吻合。     

弹性发射系统的动力学特性仿真分析

基于弹性发射系统力学模型，对以膨胀橡胶曲面的收缩释能过程为代表的系统弹性动力学特性进行了深入分析。采用逆解法解决了系统的弹性面-水流体耦合的动力学求解问题。利用某特种橡胶材料模量试验数据以及已知的有关参数值，通过动力学核模型的仿真得出以载体出管速度为代表的系统主要性能指标的估计。同时探讨了参数的变化对系统主要性能的影响程度。结果表明，弹性发射性能优良，是一种可开发研制的新型发射技术。     

空气动力学仿真在摩托车造型开发中的应用

摩托车空气动力学特性对摩托车的动力性、经济性和操作稳定性有直接影响。由于国内没有摩托车专用风洞,道路滑行试验无法适用于所有车型,所以在一款新型巡航车造型开发阶段,采用空气动力学仿真方法分析实车模型的空气动力学特性,在此基础上指导多个部件优化设计,并对优化后提供的两个挡风板安装方案分别进行了整车仿真分析。仿真结果显示,优化后的两方案整车阻力系数Cd值均降低,两挡风板安装方案的空气动力学性能对比为进一步选型提供了参考依据。     

汽车操纵稳定性与空气动力学特性的关系

分析了作用于汽车上的空气动力对汽车直线行驶及横向稳定性的影响，介绍了减少汽车空气升力及横摆力矩的方法．     

自动机械动力学特性数值实验系统

利用计算机技术，将自动机运动学／动力学计算，全枪动力不数值分析评估，图形模拟等模块有机地集成，完成分析轻武器主要动力学特性的任务。实现对轻武器系统的“设计－分析评价－再设计”的基本控制策略。该文讨论了轻武器动力学特性数值实验系统集成原理及过程，利用高级语言设计了中文支撑下的菜单显示模式，解决了混合语言事的数据流问题，以“外松内紧”为软件的组织原则，使数值实验系统的综合运行效果达到了预期目的。     

空泡运动非线性动力学特性的数值研究

在考虑了液体可压缩性的影响后,对空泡径向运动的非线性动力学特性进行了数值研究。结果表明空泡运动呈现强烈的非线性动力学特性,倍周期分岔是空泡运动达到混沌的途径之一,揭示了空泡运动规律所具有的不确定性。     

圆柱绕流水动力学特性的数值模拟

应用计算流体动力学软件FLUENT对低雷诺数(Re)(Re≤300)下圆柱绕流问题进行数值模拟。采用分区结构化网格及层流模型求解不可压缩Navier-Stokes方程,在未施加任何扰动的条件下获得了圆柱绕流2种特殊的绕流场,系统分析了壁面压力系数、平均阻力系数、脉动阻力、升力系数及旋涡脱落频率等水动力学特性参数随Re数变化的规律,结果与实验研究吻合较好。     

汽车动力学仿真的轮胎翻倾力矩特性动力学模型

轮胎翻倾力矩特性对汽车烦翻的研究有重要影响,也是导致轮胎有效侧倾角的主要因素,对轮胎力学特性理论建模有重要意义。从理论及试验两个方面阐明了翻倾力矩的产生机理,推导了轮胎翻倾力矩的理论模型,进行了模型参数的试验辨识,给出了模型计算结果与试验数据的对比曲线。     

杆式射流微元应力特性数值仿真

应用LS-DYNA动力学仿真软件及示踪点测试技术,对球缺型罩形成杆式射流的过程及不同位置微元所受应力随时间变化的规律进行了仿真研究. 通过分析药型罩顶部微元受轴向应力的二次峰值及持续时间、射流与杵体交界处微元等效应力、药型罩轴线上外侧微元与内侧微元应力差等参数,得到罩微元应力分布与杆式射流成型性的关系. 结果表明当罩锥角在100°~110°时,药型罩壁厚取0.07d时可得到成型性较好的杆式射流.     

基于空气弹簧非线性横向刚度的高速客车动力学仿真

运用非线性有限元分析技术，研究了由多层正交异性复合材料组成的高速客车空气弹簧的非线性横向刚度特性，分析考虑了大变形的几何非线性和胶囊与金属裙板形成的接触非线性，得到了空气弹簧横向刚度非线性特性较为精确的描述，基于这一横向刚度，对安装空气弹簧的高速客车转向架进行了非线性暂态曲线通过的动力学仿真，获得了较为精确的结果。     

空气动力学的新问题

空气动力学是力学的一个分支,是航空航天技术的基础之一.自20世纪30年代开始,从当时的传统流体力学逐步分离出来.随着航空航天技术发展的需求,空气动力学的发展也十分迅速.在很多国家,特别是大国,在流体力学,甚至在整个力学领域的各个分支中,投入到空气动力学研究的人力和物力,都是最大的.而空气动力学自身也已形成了一个庞大的体系.但近来,近空间飞行器的研发已受到越来越多的关注,其飞行高度一般在40–70 km的高空,飞行速度一般在5–20倍声速的范围,已超出人们熟知的范围.因此人们自然要问,是否会有新的重要的空气动力学领域需要我们去开发和研究,其核心科学问题又是什么.本文将试图回答这一问题.