计算流体力学在清扫车仿真分析中的应用研究

为了在生成物理样机前获取高速公路清扫车清扫效果的特性,应用计算流体力学(CFD)技术,实现了对高速公路清扫车气路系统流场的仿真分析。基于有限容积方法采用了非结构网格和k-e湍流模型,给出了气路系统流场的仿真模型和典型气路系统的优化设计,如改变吸盘的水平截面形状,改变料箱的隔板形状和位置,并对优化设计下的CFD仿真结果进行了详细深入的讨论,分析了吸尘系统、除尘系统的设计优化以及二者的相互影响。研究表明利用CFD技术结合具体工程对流场进行仿真,能够有效的对清扫车虚拟样机气路系统进行优化分析。     

虚拟汽车风洞

在求解雷诺平均三维不可压Navier-Stokes方程的基础上采用虚拟现实技术建立了虚拟汽车风洞。虚拟汽车风洞与传统的CFD计算结果可视化的表现手段相比，能够交互式地从各个不同的位置更形象更直观地观察车身外流场的流态。采用这种方法可节省汽车模型制作和风洞实验的巨额资金，缩短新车型的开发周期。     

圆筒式磁流变液制动器内流场数值分析

根据圆筒式磁流变液制动器的结构特点,将磁流变液作为宾汉模型处理,在一定简化条件下建立磁流变液内流场计算模型,应用有限体积法分析不同制动速度和磁场强度且磁流变液处于完全屈服状态时的内流场速度分布,应用积分法得到上述条件下的制动力矩,并与理论分析结果进行比较,结果表明:圆筒式磁流变液制动器磁流变液处于屈服状态时内流场速度沿径向呈近似线性分布;制动力矩表现为恒转矩特性;数值分析值稍小于理论结果;该研究为相关产品设计和控制提供依据。     

基于CFD的坐便器虹吸管道优化设计及实验验证

为研究坐便器冲洗过程流态分布、流体动力学性能,优化虹吸管道而得到节水型坐便器.建立了坐便器的三维模型,应用RNG 紊流模型及VOF方法对坐便器内部三维紊流流动进行了雷诺平均N-S方程的数值模拟,计算结果揭示了坐便器内流场三维流动形态,研究了坐便器虹吸管内流动规律,分析了虹吸管形状对流速分布、压强分布和虹吸性能的影响,以三维紊流场的分析结果为依据,实现了坐便器虹吸管道的优化设计.PIV测试数据验证了三维紊流数值模拟结果的准确性.     

虚拟飞行器风洞的研究与实现

虚拟飞行器风洞是虚拟现实技术和CFD技术在飞行器设计和改型中的应用.阐明了虚拟风洞的组成和实现的基本流程,在求解雷诺平均三维不可压Navier-Stokes方程的基础上,采用有限体积法对其进行离散,并运用比较成熟的SIMPLE算法进行求解,在WTK平台上针对某模型进行仿真计算,而后进行了试验验证.对比分析模拟结果与试验结果,表明采用这种方法与传统的风洞试验相比,能够交互式地从各个不同的方位曼形象更直观地观察飞行器外流场的流态,同时也证明虚拟风洞的计算是真实可信的.     

氢氧发动机湍流两相燃烧三维全尺寸数值仿真

基于离散颗粒模型,采用单元内颗粒源法对某氢氧火箭发动机湍流两相燃烧流场进行了三雏全尺寸数值仿真。液氧雾化液滴采用Rosin-Rammler分布模型,其质量平均直径采用同轴直流喷嘴雾化模型计算;考虑液氧高压蒸发过程;燃烧速率采用湍流脉动机制和Arrhenius机制共同控制。所得液氧喷雾分布和其它流场参数与试车数据吻合,所提方法可应用于其它火箭发动机内流场的数值仿真,为发动机设计提供基础数据。     

基于联合仿真的液力缓速器液压控制系统研究

对某重型车辆的液力缓速器系统进行研究。依据台架试验数据和神经网络理论建立了液力缓速器数学模型。基于AMESim建立了液压控制系统模型。基于MATLAB/Simulink建立整车制动模型和PID控制器模型。通过MATLAB-AMESim联合仿真验证液压控制系统的控制性能。仿真结果表明这套液压控制系统和控制算法具有良好的恒力矩控制性能,与试验结果对比也验证了基于联合仿真的液力缓速器液压控制系统研究方法是具有实用意义的。     

新型牵引-制动型液力变矩器动态特性研究

基于一维束流理论对牵引-制动型液力变矩器的动力学特性进行分析，建立了以能量平衡为基础的牵引动态特性和制动动态特性的数学模型。进行了仿真计算和结果分析，证明模型是合理可行的。     

汽车尾部流场湍流模型数值分析与实验研究

应用CFD方法计算模拟理想形体三维外流场,比较了四种湍流模型数值计算数据,以及风洞实验数据计算Cd值。针对汽车尾部复杂流场,应用粒子图像速度场仪(Particle Image Velocimetry,PIV)对纵对称面的测量数据,与数值计算数据进行比较分析。结果表明,标准k-ε模型有较高的Cd值计算精度,V2F模型则在流场方面较为理想。     

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.     

基于仿真优化的集装箱港口大门作业调度研究

提出基于仿真优化的集装箱港口大门通道作业的调度优化方法.首先,建立了大门作业的离散事件仿真模型和调度优化数学模型;其次,设计了启发式Tabu搜索算法和仿真模型相结合的仿真优化方法;然后,结合仿真自动化方法和在线数据库实现了仿真优化系统;最后,用实例验证并分析了本方法的有效性及效率问题.结果表明了本方法对在线、实时作业调度优化问题的适用性.     

基于HLA的协同仿真运行研究

对应基于HLA的多领域建模，提出基于HLA的协同仿真运行。对HLA的标准MOM交互类进行扩充，增加有关仿真运行暂停、继续，仿真撤销，仿真结束的交互类；定义用于仿真运行启动的CORBA接口；对仿真运行管理器增加判断参与仿真联邦执行的所有成员是否正常加入的功能，并管理三个仿真联邦同步点，以保证协同仿真运行。     

基于HLA编队协同作战仿真研究

简要介绍了基于HIA的协同仿真平台（COSIM）的两种开发机制：COSIM开发机制和非COSIM开发机制。基于该平台构建了编队协同作战仿真系统，介绍了系统的体系结构及各节点的功能，完成了各个联邦成员的对象类和交互类设计，研究了非COSIM机制下的系统开发过程．开发过程表明：该机制在较大程度上封装了HLA／RTI的开发细节，能降低系统的开发难度，使开发过程变得简单。通过仿真实验验证了所构建仿真系统的可行性和正确性。所构建的仿真系统为编队协同作战能力（CEC）系统应用到水下防御领域的概念论证提供了依据，且为相关理论的研究提供了试验平台。     

基于Simulink的XCP仿真研究

针对NS-2仿真消耗大量运算时间,占用大量存储空间的缺点,利用Simulink构建XCP 的连续模型,并在此基础上构建多个XCP连接竞争一条瓶颈链路的仿真场景.对比实验表明,该模型能够真实再现XCP的收敛特性,并且运算时间在秒级,存储空间在KB级.     

基于脆性的复杂系统研究

针对开放的复杂系统进行研究,首次提出并论证了脆性是复杂系统的一个基本特性．以子系统之间的脆性联系为出发点,建立了研究复杂系统脆性的理论基础．根据脆性的定义、特点,定义了复杂系统的脆性基元、子系统间的脆性联系函数、脆性联系熵和脆性正交的概念,同时将非合作博弈的理论和方法引入到复杂系统的脆性的研究中．并以道路交通系统为例,进行了脆性分析。     

连续对策上的计策理论

引进连续对策上的计策的概念，分别研究一个局中人中另一个局中人的概率和识破这个局中人的计策的概率，给出局中人的判断的准确性的一种度量。     

基于STAGE的单舰防空反导仿真实现

单舰防空反导是现代海战中舰艇作战使用研究的重点和难点,也是舰艇战斗力形成的关键。在对舰艇防空反导仿真进行深入研究的基础上,提出了运用STAGE构建单舰防空反导仿真系统的基本框架,并详细描述了系统仿真模型的构建以及运用STAGE的实现方法。     

基于HLA的多领域建模研究

针对目前缺乏一种具有标准性、开放性、可扩充性，支持分布式仿真，基于商用仿真软件的多领域建模方法，提出基于HLA的多领域建模。首先提出将一个模型的输出变量映射到另一个模型输入变量的原则和实现方法，然后提出HLA应用层程序框架，以支持将各领域仿真软件开发的模型方便、准确地实现成为联邦成员，同时给出了商用仿真软件参与多领域建模所必须提供的与HLA应用层程序框架接口的五个方法。     

基于Windows平台的仿真支撑系统的研究

对可运行于Windows平台的仿真支持系统进行了研究,并加以了具体地实现,针对微机系统的特点,采用了客户／服务器方式,对大型网络实时数据库进行了精心设计,实现了利用微机群构成大型仿真系统,对模型的编写、编译、连接、调试、运行和结果分析等全过程提供支持。并将指导员台,就地操作,工程师站等功能有机地进行了集成。同时,作为一个开放的系统,还提供了应用程序编程接口,为用户的进一步开发提供了方便。在多个仿真系统的实际使用表明,本研究成果为基于Windows平台的仿真系统的开发、运行和研究提供了良好的基础。     

基于Agent的协同关系模型研究

在分析协同环境中Agent之间协同关系特征的基础上，本文提出并定义了一种基于Agent的协同关系模型(ACRM)，该模型引入了时间和空间的机制，用于描述现实世界的协同环境中Agent动态协同过程。通过应用实例说明该模型解决了动态协同过程中协同关系变化等问题。