基于CFD技术的液力减速器性能预测研究

基于CFD技术，以一雏束流理论的研究成果为参照，利用混合平面方法，同时采用标准k-ε模型及SIMPLEC算法，对全充液工况液力减速器内流场进行了数值模拟分析，得到了液力减速器的内流场压力、速度分布特性，在此基础上进行了制动力矩计算，其结果与实验结果基本吻合，表明采用CFD方法对液力减速器性能进行预测是可行的。     

基于CFD理论的双飞翼无人机气动特性数值模拟

为了适应发展智能无人机的趋势,在国家大力发展海军远洋战略投送能力之际,对双飞翼无人机进行研究.采用CATIA软件概念设计双飞翼无人机,并基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)理论,数值模拟双飞翼无人机的气动流场特性,并对双飞翼无人机在航母上起飞的性能进行分析.研究结果表明:...     

地下水系统准三维流场数值模拟与流场宏观调控

郑州市长期过量开采地下水致使地下水位大幅度下降,由此引发了一系列水环境问题：１）区域地下水降落漏斗形成并不断扩展;２）大幅度增加供水难度和费用;３）导致水环境质量恶化;４）诱发地面塌陷和沉降．研究区内地下水系统（＜２５０米）可概化为浅层地下水系统和中深层地下水系统,两者通过弱透水层系统发生水力联系．本项研究根据抽象出的研究区地下水系统概念模型,建立了地下水流场准三维模拟模型．经模型校正和识别后对研究区地下水流场做了数值预报,并基于此提出流场宏观调控技术方案     

液压集成块内部孔道流场的CFD仿真分析

针对液压集成块内部孔道中液流的复杂性流动,应用计算流体动力学(CFD)方法对孔道中的流场进行数值模拟。根据孔道的物理模型建立起相应的数值模型,并对数值模型进行求解;模拟结果表明工艺孔冗余容腔对孔道压降产生影响;分析了流场特征与孔道结构的关系,探讨了造成液流压力损失的原因,为孔道结构的改进提供依据。     

Al2O3陶瓷电火花加工温度场数值模拟

建立了Al2O3陶瓷电火花加工过程中温度场的数学模型,并基于有限元理论,利用工程数值模拟软件ANSYS对Al2O3陶瓷电火花加工的温度场分布进行了模拟,对加工后放电坑的深度和宽度进行了预测。仿真结果表明Al2O3陶瓷电火花加工的最高温度为9000℃以上,但高温影响区范围很小;其温度分布在加工区内随着脉冲持续时间的增加而增加,在加工区外温度保持室温不变。试验验证了仿真结果的正确性。     

轿车室内流场的数值模拟研究

轿车室内流场的数值模拟是轿车室内环境空气品质评价与研究的基础.本文选择RNG湍流模型,采用分区域划分网格的方法,并利用Monte Carlo法分析了太阳辐射引起的车体各固面的附加热流变化,对轿车室内空气三维流场和温度场进行了数值模拟研究,为轿车室内环境的舒适性评价和轿车室内通风性能的优化提供了参考.     

不同流道轴面形状的液力缓速器内流场的模拟

为了研究不同流道轴面形状对液力缓速器制动力矩的影响,采用了雷诺时均N-S方程、标准k-ε模型和SIMPLEC算法对液力缓速器内部流场进行了数值模拟,分析了不同轴面形状下液体流动的速度分布、压力分布和湍动能分布规律.以Rothalpy值的变化作为损失分析指标,定量比较不同流道轴面形状对制动力矩的影响,得出长圆形缓速能力最大,扁圆形次之,梨形最小,可为液力缓速器设计理论的完善和后续研究工作提供重要的理论依据.     

基于CFD的两栖车辆水上耐波性能研究初探

基于计算流体动力学理论与刚体动力学理论进行两栖车波浪中运动的数值模拟,解决两栖车辆耐波性能难于准确预报的问题.采用N-S方程结合造波机理论模拟规则波浪,基于线性造波机理论实现仿物理机制造波,通过增加动量源项实现数值消波.采用刚体空间运动方程计算车辆航态,外力项通过积分车体表面应力获得.计算了典型的迎浪直航运动,运动边界采用动网格实现,自由面采用VOF方法处理,流场控制方程采用二阶格式离散.计算结果表明,该方法可以有效地预报车辆在波浪中航行时的阻力、升力、航态.     

Meso-scale级微细电解加工系统设计与运动学分析

微细电解加工技术目前已成为制作微纳米级金属结构的主要工艺方法之一.针对实际工业需求,开展了微细电解加工系统的设计和运动学仿真等方面的研究工作,重点讨论了微细电解加工的工艺特点,微细电解加工系统的硬件设计,控制系统设计并进行了必要的运动学分析.最后对系统的进给传动单元和主轴运动单元等结构进行了静态装配、动态干涉检查并进行了低速和抗干扰特性仿真,仿真结果表明该系统结构设计合理,其低速特性和抗干扰特性能够满足微细电解加工的技术要求.     

人工鱼礁流场效应的数值模拟与仿真研究

人工鱼礁流场流态效应的研究,是鱼礁结构设计的重要理论依据,为此提出一种基于CFI原理的用于预测人工鱼礁流场效应的数值模拟方法,模拟了星体型鱼礁在水中两种不同的摆放形式下的流场效应.结果表明,数值模拟能够反映人工鱼礁流场效应,当鱼礁轴线与流向垂直时流态较好,与理论分析结果基本相符.     

鸭式气动布局导弹流场数值模拟

采用以N-S方程为主控方程的数值模拟方法,进行固定尾翼鸭式气动布局导弹的气动特性和流场数值模拟。系统介绍了文中所用的数值仿真方法。基于气动特性和流场分析研究了固定尾翼鸭式气动布局导弹的流场特性和气动特性,分析结果显示,在尾翼固定的状态下利用鸭舵的差动偏转进行滚转控制效率较低,基于流场仿真结果分析了鸭舵-尾翼间的滚转耦合机理。     

The Numerical Simulation of Flow Field of Jet System

In this paper, the internal fluid motion of a jet system is described by the Navier Stokes mechanics equations. For the simulation of the motion, the penalty function finite element method is used, and the velocity vectors and stream function curves are obtained. Using the Prandtl theory, this paper derives the free jet velocity and the jet bunch width in a half-space, the latter of which is amended by experiment. The results obtained in this paper are applied to micro-type high pressure water jet cleaner and the ejector of rocket engine.     

推力矢量发动机气固两相内流场数值模拟

采用欧拉-拉格朗日模型,对固体火箭发动机气固两相内流场进行了深入研究,通过数值模拟得到了不同直径粒子的轨道及其温度等值线云图,及其对应情况下喷管轴线上的温度、压力和马赫数变化曲线,详细分析了粒子大小对流场的影响。结果表明:(1)粒子通过喷管扩张段时形成的轨道随着粒子直径的增大先向轴线靠拢集中,直径超过一定值时,出现两条轨道带,轨道带的夹角随直径的进一步增大而增大;(2)粒子的加入对燃气温度具有滞后作用;(3)在收敛段和直线段对应的喷管轴线上,粒子的直径对温度和马赫数影响不大,但是在扩张段,影响较大。     

基于有限元分析的高速切削温度场建模与仿真

为了研究高速切削加工过程中的温度场分布情况,根据金属切削平面应变原理及温度场的有限元理论,通过对材料本构模型、刀-屑接触摩擦等关键物理环节建模,建立了正交切削有限元模型.采用伴随刀具行程移动的网格窗口描述切削区的局部大变形,使用摩擦窗口表述刀/屑间的摩擦关系,设定合适的热边界条件和形变边界条件对高速切削AISI-1045钢的温度场进行数值模拟.研究表明,最高温度集中在刀/屑接触面上刀尖附近的局部区域;刀具最高温度点位于前刀面上距刀尖不远处;工件内部温度几乎不变,仅表面的薄层发生温度变化;切削速度对切削温度影响很大,高速时温升变缓;切削厚度对切削温度影响较小.     

基于神经网络的空间流场智能模拟

基于作者提出的水流智能模型思想,运用人工神经网络方法对透水框架式四面体的尾流场进行智能模拟,为复杂水流的空间流场仿真提供一种新的研究途径。通过水槽实验,借助声学多普勒流速仪(ADV)自动测量分析系统测得四面体九种工况下的空间尾流场,作为四面体水流智能模型的学习样本和测试样本,经过训练获得智能模型的工作表达式,预测流场与实测流场基本吻合。研究结果表明,基于神经网络的水流智能模型,仿真速度快,外延泛化能力和容错能力强,且精度较高,因此具有广阔的应用前景。     

汽车外流场典型湍流模型比较研究(英文)

在三方程(k-ε-v2)涡粘系数(μt)的计算中,不仅考虑了湍流空间尺度对涡粘系数的影响,而且考虑了湍流时间尺度对涡粘系数的影响,即在模型中更多的湍流输运的物理机理得到了描述,因此,三方程(k-ε-v2)有着比二方程:SST和标准的k-ε等模型更高的计算精度,它是汽车外流场计算中较为理想的湍流模型。通过Ahmed类车体和汽车两个算例的阻力系数计算值与风洞试验数据的对比证实了这点。另外使用k-ε-v2、SST和标准的k-ε模型计算的汽车的纵对称面的压力分布曲线与风洞试验值相比,三方程k-ε-v2模型更接近试验值。     

基于CFD的高炉仿真研究

针对高炉炼铁的复杂过程，基于计算流体动力学（CFD；Computational Fluid Dynamics）技术建立一种二堆数学模型，模拟了多相流在高炉中运动及热传递情况．模型中包括气、液、颗粒和粉四种相态，并对高炉中存在的主要化学反应做了简化处理．其充分考虑了各个相态之间的耦合作用，分析它们之间相互关系，因此能够预测当一种相态参数变化时，其它各相产生的相应变化。应用所建模型计算得到了各个相态的稳态速度、温度等结果，尤其可仿真软熔带、回旋区等关键区域的情况，为高炉仿真做了很有意义的尝试，也为指导高炉运行提供了新的方法。     

切削加工仿真建模技术研究

切削加工仿真是计算机仿真技术在机械制造业的重要应用领域之一。该技术对减少制造成本、缩短产品制造周期和提高产品质量意义重大。仿真模型的建立是实现切削加工仿真的关键环节，也是评价仿真系统优劣的重要指标之一。目前存在的切削加工仿真建模方法主要有三种：解析法、有限元法和分子动力学法。重点介绍了上述建模方法的实现原理和发展现状，并对其优缺点和适用范围加以评述。在此基础上，对切削加工仿真建模技术发展趋势做了进一步探讨。