基于离散伴随方法的翼型定常/非定常气动优化设计

为了有效提升翼型的气动性能,本文发展了一种基于离散伴随方法的翼型定常/非定常气动优化设计方法。应用该方法,对给定目标压力下的翼型反设计问题和振荡翼型的时平均阻力优化问题进行了研究,所得结果表明：反设计得到的翼型几何外形与目标翼型高度一致;振荡翼型的阻力优化计算经过12次迭代后,时平均阻力降低了约40%。     

基于伴随方法的动态非定常气动外形优化设计

为实现动态非定常条件下的气动外形优化设计,基于非定常形式的欧拉方程及伴随方程,建立了一套完整的针对非定常动态问题的气动外形优化设计方法,并采用所建立的方法,对俯仰振荡的NACA0012翼型在跨声速(Ma=0.8)及限制条件下进行了翼型时均减阻外形优化. 对优化设计的结果进行了分析. 研究结果表明:该动态非定常气动外形优化设计方法具有较高的可靠性和实用性.      

叶栅叶型正反设计的伴随优化方法

针对基于流场Navier-Stokes方程求解的叶栅叶型正反问题设计优化中,计算量随设计变量数目急剧增加的问题,采用伴随方法建立了集叶片几何参数化、网格生成、流场求解、伴随场求解与优化求解于一体的优化求解方法。针对反问题设计中目标控制参数分布难以给定的问题,通过分析叶栅叶型正问题优化求解结果,给出了反问题优化求解所需的较优目标压力分布。利用自主程序完成了以减弱或消除流动分离、提高叶栅气动性能为目的的叶栅叶型正、反问题自动优化求解,优化后的叶型叶栅总压损失系数分别降低了5.69%、4.50%。研究表明,叶栅叶型吸力面曲率的减小、叶片前加载和中后部逆压梯度的减小,可有效抑制叶片尾缘附近的流动分离。该研究工作对发展高效宽工况叶栅叶型设计技术具有一定的参考价值。     

叶栅气动反问题的伴随优化解法及应用

伴随方法是目前流体机械优化设计领域的研究热点,具有计算量与设计变量数目基本无关的优点。鉴于以往相关研究尚未将伴随方法用于有分离流动条件下的叶栅气动反问题设计,建立了一套集叶片几何参数化、网格生成、流场求解、伴随场求解与优化求解于一体的叶栅气动反问题的优化求解方法,从减弱流动分离的角度出发,通过给定更合适的叶片表面压力分布,完成了叶栅反问题求解。研究表明,所得叶片吸力面型线更为平缓,在所研究的2种攻角下的尾缘附近流动分离较优化前得到了有效缓解。该研究有利于发展高效、宽工况叶栅设计技术,并可为复杂流体机械部件的先进设计奠定理论基础。     

离散涡方法及其工程应用

离散涡方法已成为计算流体力学中倍受人们青睐的一种数值方法．本简述了该方法的理论基础以及我们对该方法中若干关键问题的处理原则;初步介绍了近十余年来,我们在离散涡方法的工程应用研究中所取得的成果．     

考虑短舱安装参数的全机气动外形优化设计

针对跨声速宽体客机机翼、机身、短舱、挂架、平尾、垂尾全机构型中各部件之间存在的气动干扰和力矩耦合问题,采用多块拼接自由变形(FFD)方法进行全机多部件的参数化,利用雷诺平均Navier-Stokes方程(RANS)进行流场求解,结合离散伴随技术和序列二次规划优化算法进行考虑短舱安装参数变化和平尾配平的气动外形优化设计。经过优化之后,短舱附近机翼的压力分布形态变光顺,设计点阻力减小3.82%,并且获得了无激波的压力分布形态。     

紊流风场中桥梁气动导数的识别

提出一种在紊流风场中识别桥梁断面气动导数的新方法，根据随机减量的原理，从风洞中桥梁节段模型的随机响应中提取自由振动信号，再利用时域法对桥梁断面的气动导数进行了总体时域识别，数值仿真结果表明，这一方法具有较高的精度。     

低型损叶栅气动设计方法

从改进气动负荷分布和边界层特性着手,研制了一套可供叶栅的优化设计与改型的计算方法与程序,本方法充分考虑到工程设计的要求,在优化过程中避免采用过多的数学手段,而注重气动分析对叶片设计的指导作用,叶片造型计算由正、反问题交替迭代进行,具有良好的可靠性和直观性。实例计算取得了满意的结果。     

紊流风场中桥梁气动导数的识别

基于作者提出的识别桥梁断面气动导数的新方法———总体最小二乘时域法 ,初步研究了紊流风场中气动导数的识别 .总体最小二乘时域法试验装置简单 ,克服了改进的Ibrahim时域法人为选择时延参数的不足 ,具有很高的精度和收敛性 .由平板理论解和江阴长江公路大桥的全桥气动弹性模型实验结果证实了该方法的正确性 .在模拟的紊流风场中 ,应用这一方法对平板和江阴长江大桥的节段模型进行了试验 ,识别了其气动导数 .试验结果初步表明 ,对具有良好流线型的桥梁断面 ,紊流对气动导数的影响可以忽略     

模拟退火算法在透平叶栅多目标优化设计中的应用

将模拟退炎算法与透平叶栅跨音速粘流气动计算相结合,并将其应用于透平叶栅的多目标优化设计。在多目标优化设计中,采用最小偏差法,并以叶栅的损失系数和做功能力为目标函数进行了优化设计。优化结果表明,此方法能够克服传统优化算法及易降入局部极值的缺点,因而得到了比传统算法更优的设计方案。     

基于合作博弈理论的汽车概念设计优化方法

将质量功能展开(QFD)与合作博弈理论相结合,提出一种汽车产品顾客满意度和成本优化设计的新方法.该方法主要包括:通过市场调查和QFD分析,获取顾客需求并转化为技术需求,建立顾客满意度水平评价模型;再通过确定博弈方、博弈效用和博弈策略分组,将顾客满意度和成本的多目标优化问题转化为合作博弈理论模型;然后采用联盟博弈的Shapley值法求解最优值.最后,通过某汽车车门开发示例计算与传统方法进行对比,验证了本文所提出方法的有效性.     

基于可拓学理论的盾构隧道结构健康诊断方法

针对目前世界最大直径的长距离盾构隧道,基于可拓学理论的物元可拓性和菱形思维方法,将研究对象、评判指标和指标特征值结合成为物元,通过物元表述关系式建立隧道健康诊断的物元模型,确立健康诊断指标体系和指标评判基准,提出了基于熵和乘积标度的融合赋权方法,并依据非对称贴近度原则进行了上海长江隧道(崇明越江通道)健康诊断的研究工作,同时也给出了可拓学健康诊断方法的具体实现步骤.研究结果表明:隧道健康诊断的可拓学法能全面系统地反映隧道结构的整体健康状态,且健康诊断结果可靠合理,其作为新的健康诊断思路和方法可为隧道长期健康服役和及时合理的养护维修提供科学的理论支撑与技术指导.     

基于圆柱绕流的气动声源识别方法

以气流流经固体壁面产生的气动声源为研究对象,以力点源对应的偶极子气动声源声波动方程的声压解为基础,利用流场中声源辐射声压和脉动力、脉动力和压力梯度的关系,建立偶极子气动声源辐射声压与流场压力梯度的关系式;利用两偶极子声源可组成一四极子声源的概念,建立四极子气动声源辐射声压与流场脉动速度的关系式。最后,以圆柱绕流为研究对象,采用上述两关系式并结合数值仿真计算方法,得到圆柱绕流的偶极子和四极子气动声源大小和分布特征。结果表明：偶极子气动声源向远场的声辐射声压由??p?t决定,四极子气动声源向远场的声辐射声压由?2ur2?t2决定。     

机舱通风口冲击射流湍流特征分析及验证

以机舱个性化通风口为背景,对自由射流加壁面冲击射流,采用几种湍流模型数值分析了10倍冲击高度、雷诺数为9,000的气流遇到冲击板后湍流脉动、流动转折等流动特征.探讨了湍流模型对冲击射流关键位置平均速度、脉动速度以及雷诺应力等流动参数特征的模拟能力,通过与实验测量结果的对比,确定了湍流模型在冲击射流中的适用性和局限性.综合来看,Relizable k-ε模型可以得到与实验值较好的符合度,但在近壁面区域会略有偏差.分析结果认为将RANS和LES组合将是开展实际机舱内通风口射流研究的最佳策略.     

基于离散灰色模型的优化方法研究

为了改进离散灰色模型的预测精度,对离散灰色模型进行了修正,建立了离散灰色优化模型。离散灰色优化模型的核心在于对1阶累加生成序列(first order-accumulating generator operator(1-AGO)sequence)的平移变换。其中,最佳平移值可以通过最优化方法得到。算例的对比结果显示,DGOM(1,1)模型的模拟精度高于DGM(1,1)模型的模拟精度。进一步的研究表明,将DGOM(1,1)模型与其他优化模型相结合,可以使模型的模拟精度更高。文中讨论了DGOM(1,1)模型的特征,包括平移变换提升模拟精度的机理、DGOM(1,1)模型与其他优化模型之间的关系等。工作丰富了灰色预测理论,并且提出了一些新的灰色预测模型。     

基于EDEM FLUENT的液力湍流磨内部流场的数值模拟

为了细化物料细度及有效提高磨机研磨效率,建立基于EDEM软件的液力湍流磨颗粒离散元模型,通过EDEM FLUENT耦合仿真,获得涡轮叶片主要参数影响筒内流速机湍流强度的相关数据,进而分析磨介物料在筒内的运动和湍流状态.试验结果得出,磨介颗粒分布主要位于中下方,筒内顶部两侧的磨介颗粒数目较少.筒内产生了明显的涡流现象,产...     

溢流坝面明流流动水力特性数值分析

采用正交曲线坐标系下曲率修正的紊注数学模型,计算了龙抬头泄洪洞明流流动的水力要素;计算结果表明,具有明显曲率影响的泄水建筑物反反水流的数值计算,必须计入流线弯曲的影响;本文建立曲率修正紊流为模型较好地预测具有明显曲率影响的复杂水流的水力特性。     

注塑模流动模拟的数值方法及实验验证

本文采用有限元法和有限差分法的混合解法,对非牛顿流体非等温流动的数学模型,编制了塑料熔体在三维薄壁型腔内流动的模拟程序,并将程序的预测值和实验测量结果进行了比较.