汽车环境风洞和环境舱流场品质的对比研究

汽车环境风洞和环境舱的流场品质直接影响汽车的各项热气动性能测试结果的准确性。采用试验与计算流体动力学（CFD）仿真相结合的方法研究对比了环境风洞和环境舱的流场品质。试验测试了环境风洞和环境舱试验段特定区域的风速均匀性、边界层厚度、轴向静压梯度和动压稳定性等流场参数,使用CFD方法对环境风洞和环境舱进行流场三维数值模拟。通过对比环境风洞和环境舱的整体流场特征,分析了影响环境风洞和环境舱内流场差异的原因。试验和数值仿真结果表明：汽车环境风洞试验段流场的风速均匀性、边界层、轴向静压梯度、动压稳定性以及气流和风速分布等流场品质明显优于汽车环境舱。     

某潜艇模型不同潜深弹性形变阻力误差补偿理论

针对某型水密潜艇模型流体阻力进行研究。对该模型弹性体与刚性体结构流体阻力误差进行对比与分析。利用ANSYS对不同潜深工况下该弹性试验模型的结构形变量展开了分析;利用CFD计算流体力学k-ω湍流模型对该刚性体艇体水阻力特性进行了计算;通过ANSYS有限元与CFD流体分析相互结合,对该实际弹性体模型不同潜深水下变形量与水阻力进行了深入研究;通过数值分析高斯逼近方法建立了该弹性体模型试验阻力误差补偿理论。结果如下:①弹性体试验模型结构力学误差补偿能够较好地提高试验的准确性,在水深0～20 m工况下,最大误差减小1. 347%;②针对试验模型的弹性形变与刚性体的对比分析,首次提出了该弹性模型试验误差补偿理论,为CFD计算流体力学的准确性验证提供了更加准确的标准。     

基于系统仿真和CFD的双系统冷凝器管路优化

将制冷系统仿真与计算流体动力学（CFD）模拟相结合,对一风冷双系统屋顶机的冷凝器进行管路布置的优化研究.CFD模拟空气的流动,得到冷凝器迎风面速度分布.通过制冷系统模型,对管路布置优化前后的冷凝器和制冷系统进行仿真计算.从部件和系统两个层面评价管路布置的改善效果.在部件层面,改进后的管路布置使冷凝器的换热量提高24.1%.在系统层面,单个系统运行时的制冷量增加3.6%,制冷系统性能系数（COP）提高8.1%.本研究思路对于相关产品的优化设计具有参考价值.     

基于系统仿真和计算流体动力学的冷凝器管路优化

将制冷系统仿真与计算流体动力学(CFD)模拟相结合,对一风冷双系统屋顶机的冷凝器进行管路布置的优化研究.CFD模拟空气的流动,得到冷凝器迎风面速度分布.通过制冷系统模型,对管路布置优化前后的冷凝器和制冷系统进行仿真计算.从部件和系统两个层面评价管路布置的改善效果.在部件层面,改进后的管路布置使冷凝器的换热量提高24.1%.在系统层面,单个系统运行时的制冷量增加3.6%,制冷系统性能系数(COP)提高8.1%.本研究思路对于相关产品的优化设计具有参考价值.     

某电动车侧倾性能分析及优化

某小型电动车较原型车质量增加较多,且质心位置和轴荷分配发生了较大变化,其原有状态下侧倾性能较差,不可接受,必须进行优化提升。通过多刚体动力学仿真软件ADAMS,对电动车进行侧倾性能分析,提出并验证电动车侧倾性能提升方案。     

基于CFD方法的地铁通风方案模拟与优化

将CFD方法引入到地铁通风方案的选取上,模拟一个典型侧式站台工况,通过与实际测量数据进行比较,证实了采用CFD方法对地铁通风系统进行仿真是完全可行与有效的.同时确定了最为合理的求解模型和边界条件.     

缩比模型轮胎转速对整车风阻影响分析

在缩比模型风洞试验中,若车轮转速设置与气体来流相同,会使轮胎旋转角速度倍增,导致缩比模型设计难度增大,同时试验中的不稳定因素也会增加,因此需要对缩比模型风洞试验中轮胎转速对风阻的影响进行分析,以探究轮胎降转速试验的可行性。本文基于某MPV车型,通过风洞试验及计算流体动力学（CFD）仿真方法对轮胎转速对整车风阻的影响进行分析,结果表明：轮胎转速对风阻测试结果有影响;缩比模型车轮速度设定与来流相同时,缩比模型与全尺寸风阻结果更一致。     

近水面飞行器低速气动特性拖曳水池试验方法

为了解决近水面飞行器非常规低速气动特性试验难题,分析了航空拖曳水池试验中空气流场特性,采用试验测试方法和计算流体方法(CFD)对试验区的流场特性进行研究,设计了适用于近水面飞行器低速气动特性试验的拖曳水池试验方法。首先对高速航空水池拖车底部试验区进行了风速增量测试,并将CFD仿真结果与测试结果进行对比。再利用CFD仿真开展了前置试验区试验方法优化设计,对前置试验装置进行试验测试和验证。最后利用前置试验方法开展了某型飞机模型验证试验,将模型前置试验结果与模型安装在拖车底部试验结果进行对比。结果表明:在前置试验区不同高度测量点风速试验值与理想值相差在2%以内,形成了一个风速增量稳定区间;采用前置装置进行模型水池拖曳试验时,试验模型的气动特性与实机气动特性更加接近,试验结果更可信,可利用该试验方法开展在拖曳水池中进行的非常规低速气动特性试验。     

基于PIV试验的水介质液力偶合器涡轮流场仿真评价

为揭示水介质液力偶合器涡轮流场的特征及演化规律,基于计算流体动力学(CFD)技术,采用4种湍流模型(DES、DDES、IDDES、LES)仿真制动和牵引工况下的涡轮流场结构.通过粒子图像测速(PIV)试验,采用静态、动态图像标定方法实测涡轮流场图像.通过PIV流场试验结果与CFD仿真结果的对比评价4种湍流模型的适用性.结果表明:制动工况下,LES模型对主流区域多尺度漩涡流场结构的仿真结果趋于真实,流速为3. 52～3. 81 m/s,涡量为480～540 s-1; IDDES模型对叶片近壁面区域流速场的仿真表现卓越,流速为3. 14～3. 51 m/s,而DES模型对该区域内涡量场的仿真较好,涡量为500～570 s-1.牵引工况下,DDES和IDDES模型的仿真结果失真; DES模型对主流区域漩涡流场结构的仿真效果不如LES模型,但是能够体现多尺度涡旋沿圆周方向运动的基本趋势; LES模型的仿真结果与PIV试验结果吻合,能够体现沿圆周方向运动的多尺度涡旋之间的相互混合作用,流速为1. 40～3. 60 m/s,涡量为30～130 s-1.研究结果可为精确仿真液力偶合器涡轮流场提供一定的技术指导.     

2012-18 科技新闻媒体关注指数排行榜

 自然通风节能技术越来越受人们关注,实现建筑空间通风的唯一途径就是通过建筑开口。目前对建筑开口研究都是从单一方面考虑,并不全面。Hassan通过CFD方法以及风洞实验对单一房间分析不同开口位置对自然通风效果的影响,研究发现自然通风效果与两开口距离有关,开口距离远的通风效果优于开口距离近的通风效果。Favarolo通过CFD方法以及实验方法对单一房间分析不同建筑开口构造对自然通风效果的影响,认为单侧开口通风效果取决于开口的垂直位置以及开口宽度。Dascalaki通过示踪气体方法研究单侧开口风压作用下通过开口处的有效通风量,发现通过开口处的有效通风量与开口处垂直方向风速以及风向有关。殷维通过耦合风压与热压的单侧大开口通风经验公式提出“自然通风等价节约用电度数”,利用中国4个典型气候区,对单侧大开口自然通风利用率与节能效果进行了评估,发现在单侧通风条件下,中国南方城市节能效果比较大。张雯通过DOE-2对杭州地区居住建筑外窗在不同建筑朝向下,对建筑全年能耗值进行模拟计算,发现南北朝向建筑比东西朝向建筑全年能耗小。     

汽车风洞实际流场对声源识别的干扰与修正

为了提高汽车风洞外场声源识别精度,对因实际流场与空风洞之间区别产生的偏差进行分析.关注汽车绕流场与射流剪切层的速度分布,分别对车辆所在自由空间、空风洞与带实际车辆的风洞3种流场进行数值仿真及试验验证.通过无限薄剪切层及实际流场分层声传播模型,预测有无车辆两种风洞状态下的声漂移量,并与实际整车声学风洞声传播试验结果进行比较.结果表明,放入车辆后,风洞势流核心区因受汽车阻塞而流场速度分布不均匀,进而剪切层区域流场受到汽车绕流场干扰而外扩.进行实际流场分层修正后,车表后方声源漂移结果精度大幅提高,能有效提高实际风洞外场声源识别精度.     

驻车通风参数对驾驶室热浸降温效果的影响

为获得有利于增强驻车通风效果的参数,对驻车通风过程中的相关参数进行研究。首先通过模型试验验证了计算流体动力学(CFD)仿真方法在热浸和通风降温模拟中的准确性;然后参照模型试验条件,对驾驶室热浸及通风降温的过程进行仿真,对比了不同驻车通风参数下驾驶室的降温成效。结果表明:驾驶室热浸后,前3 min的降温效果较明显,且风量增加有助于降温,但风速大于250 m3/h时,降温效果不明显;调节风量分配比例,增加向上偏转吹脸气流有助于驾驶室降温。     

平衡大气边界层的数值模拟和风洞实验

通过了风洞实验和计算流体动力学(CFD)模拟的对比,结果显示CFD模拟风特性剖面与实验结果吻合情况符合工程应用的精度要求,说明CFD模拟的有效性和准确性.在进行与风洞试验对比的数值模拟时,研究了壁面Y+值对模拟结果的影响,说明了数值模拟的准确性需要精细的壁面网格的支持.另外,通过CFD数值模拟无限长风洞构造满足水平均匀性要求的大气边界层流场,模拟结果显示模拟满足水平均匀性要求的大气边界层风剖面与计算风工程中通常使用的风剖面有一定的差异,因此针对此问题需要进一步的研究.     

一种光伏一热通风装置的热特性试验研究

提出一种新型的光伏/热通风装置,利用CFD仿真对比分析了底板进气和侧板进气两种不同形式下装置内温度分布情况.试验结果表明底板进气可有效降低装置内最高温度,并使装置内温度分布更加均匀.对新型光伏-热通风装置进行了室内稳态试验,通过改变加热功率、风速及底板通风孔个数,分析不同工况下装置的热特性.结果表明:出风口温度和装置内最高温度随着加热功率的增加而增加,但装置热效率随着加热功率的升高而降低,减少底板孔数后装置内温度分布更均匀;定加热功率试验表明风速越大装置效率越高.此基础上对新型光伏-热通风装置进行室外实际天气条件下性能试验.结果表明装置对空气的加热功率变化趋势与辐照度的变化趋势接近,整个装置在中午时热量利用率最高.      

结合人工神经网络的冷凝器稳态分布参数模型

为了克服由于实际装置的复杂性及生产工艺的差异对冷凝器稳态仿真精度的影响 ,提高冷凝器仿真模型的通用性和准确性 ,提出了冷凝器基本模型结合人工神经网络的仿真思路 .以相区划分和制冷剂出口焓值迭代为基础 ,提出了一种稳定的逆流型冷凝器仿真分布参数模型和算法 ,建立了冷凝器仿真的基本模型 .其计算结果与实验数据的变化趋势一致 ,能够在定性上反映实际物理过程的基本特性 .通过对部分实验数据的学习 ,进一步建立了与基本模型相结合的人工神经网络 .利用其非线性映射能力进行模型修正 ,显著提高了冷凝器的仿真精度 ,从而为同时提高冷凝器仿真的通用性和准确性提供了一种有效的工程应用方法     

基于CFD的某商用车发动机舱的改进设计

为解决某商用车在夏季高温怠速工况下冷凝器温度偏高以及发动机舱整体热环境较差的问题,在有限元软件中,采用多孔介质模型和多重参考坐标系法简化换热器和风扇,建立了可用于热分析的CFD模型.运用CFD分析软件对发动机舱内流场与温度场的分布进行了数值模拟,同时考虑了热对流、热辐射对发动机舱热环境的影响.根据流场与温度场的仿真结果,确定机舱中热回流的位置以及形成发动机舱内的高温热害的原因,结合整个发动机舱的布局和考虑开发成本,提出了在冷凝器侧边增加阻流板以及冷凝器下端增加导流板的改进方案,并对改进方案进行仿真验证.结果表明:增加阻流板和导流板的改进方案可以有效减轻热回流现象,明显改善了发动机的散热环境.     

HEV后碰撞安全性仿真和试验研究

针对国内某款混合动力电动汽车(HEV)的结构特点,建立了车辆后碰撞有限元仿真模型,利用有限元理论分析和优化车辆的安全性能方案,对比新能源车和原型车的弯曲模态、扭转模态和扭转刚度,并通过控制动力电池箱的X向位移和后排座椅靠背上部 的Z向挂钩位移,对现有的结构方案和整车后碰撞安全性进行优化和改进.结果表明,该HEV的...     

FL-61风洞壳体有限元分析与气压试验

基于有限元理论,应用Patran软件创建FL-61风洞壳体的有限元模型,分析其在极限压力工况下整体结构的刚强度情况;并与气压试验结果进行了对比。结果表明:在气压试验载荷作用下,风洞壳体的变形及应力计算结果与试验结果基本吻合。验证了有限元计算中对风洞模型进行的简化处理、选用的单元类型、边界和载荷条件的施加合理可行,风洞壳体的刚强度满足设计使用要求。     

连栋塑料温室多工况下风压的数值模拟

主要探讨应用计算流体力学(CFD)数值风洞方法,研究确定塑料温室表面的风压分布.CFD湍流模型采用Realize k-ε模型,在构建的数值风洞中,对全尺度三连栋的塑料温室模型进行多工况分析.计算得到的表面风压值经换算成体型系数后,与国内外相关标准作比较分析.在完全封闭工况下,温室表面风压的总分布特征以及在迎风面与前缘部位的数值具有很好的参考性;在侧窗不同开度的工况下,由风致内压而引起风压值的改变,其变化值与规范建议范围相一致.结果表明:温室CFD数值风洞模拟,可提供具有参考价值的风压值与分布特征,为风压在规范建议值范围内进行明确取值提供依据.     

汽车风阻系数试验与数值模拟的对比分析

汽车风阻系数（C_d）可以通过道路滑行试验、风洞试验和数值模拟获得。其中，滑行试验最接近实际使用工况，但受环境因素影响较大，风阻系数重复性稍差；风洞试验重复性最好；数值模拟具有不确定性，其原因在于湍流模型、网格策略等的选择对结果可能产生直接影响。为此，对15款乘用车滑行试验、风洞试验和数值拟模结果进行分析，结果发现以滑行试验作为对比基准，其结果大多介于风洞试验和数值模拟的0°~5°偏航角之间。此外，通过对以滑行为代表的道路行驶工况、风洞试验与数值模拟的差异点进行讨论，并对某款电动车车型使用3种方法获得的风阻系数进行对比分析，对误差产生原因进行初步解析。