高速列车横风气动力数值计算研究

采用雷诺平均的方法对高速列车横风稳定性进行了数值模拟,重点研究了列车在侧偏角为8.77°下的横风特性。研究对象为高速列车的风洞缩比模型,将数值计算结果与实验值进行了对比。鉴于当前各类软件针对复杂列车车体横风稳定性的计算仍然不成熟,首先进行了三类商用软件的数值计算比较,分析了不同软件计算结果的精度差异。针对复杂列车外形的网格划分也是数值计算中的重要组成部分,针对两套列车网格进行了分析,研究了网格对计算精度的影响。在与实验值拟合最好结果的基础上,还着重研究了列车在横风作用下的气动特性。背风侧上下侧面拐角位置的流动分离是横风效应的最明显特征,由于流动分离而产生的涡系沿着列车背风侧向下游延伸,并且其强度也不断增强。本文还从气动力角度对横风特性展开了研究。横风条件下列车气动力与无横风相比有较大差异,对列车不同部位的气动力及其组成等进行了分析。     

关于多场耦合问题的几个概念探讨

从湍流脉动的高阶关联项以及湍流的雷诺方程出发,指出了动量场、能量场、质量场等相互耦合现象可以湍流脉动关联项和时均项中同时存在,并提高了脉动合和时间均耦合的概念,指出了在引入湍流模型即对雷诺时均方程使用湍流统计矩方程进行了封闭后,动量,能量及质量之间的耦合现象可由时均耦合来描述。介绍了多相耦合的概念及求解耦合问题的基本思路和方法。     

有曲率影响的湍流流场中几种k-ζ模型的数值

采用圆柱坐标系下简化的高阶各向异性kε模型、标准kε模型和各向异性kε模型分别对有曲率影响的弯管内湍流流动进行数值分析,并与实验数据作比较.结果表明,由于MAKE模型考虑了曲率对雷诺应力的影响,对雷诺应力的预估更与实验值符合.对近壁区主流速度、雷诺应力的计算,MAKE模型比SKE模型、AKE模型有进一步的改善.证明MAKE模型预测有曲率影响的湍流流动行之有效.     

基于IIR型滤波进气动态畸变飞行试验研究

开发集IIR型数字滤波器设计、滤波、紊流度计算为一体进气动态畸变数据处理工具,成功地应用于进气道/发动机相容性飞行试验中评定进气动态畸变。研究表明:1基于幅频特性考虑,采用巴特沃斯法对进气道动态压力滤波,紊流度计算结果比较准确;2滤波器阶数越高,平均紊流度计算结果越准确,建议选择4~6阶;截止频率越高,平均紊流度计算结果越大,截止频率过大或过小均不适宜,应根据实际采样率、发动机扰动频率等综合考虑选取;3飞行速度增大或发动机状态增大,导致进气道出口马赫数和紊流度增大,进气动态畸变程度严重,且呈现出一定的规律性。当飞行速度与发动机状态不匹配时,进气动态畸变会突增。     

流体力学中的动量定理及其推论

以动量定理为基础,把它应用到流体力学中,得到了一般形式的动量方程.由此导出了一系列的重要推论:如纳维——斯托克斯方程、欧拉运动方程、伯努利方程、雷诺湍流方程、边界层方程、…….     

高强驻波声场中的湍流

反射端声压级高于 14 0 d B时 ,驻波管声流旋涡结构会发生变化。利用流动显示和 L DV (L aser DopplerVelocimetry)技术对该问题进行了实验研究。结果表明 ,随着声压级的提高 ,管中规则稳定的旋涡结构逐渐变化 ,出现合并、破裂等现象 ,在高强声下声致流动开始呈现出一定的湍流特性。结果对认识高声强下的声流特性有重要意义。     

计算网格与湍流模型对柴油喷雾多维数值模拟结果的影响

为探明柴油喷雾数值模拟的影响因素，用CFD多维数值分析软件研究了柴油喷雾的油束特性．计算结果表明，网格的划分直接影响计算结果的正确性和油束的几何形状．建立计算网格时，要注意网格均匀一致，避免网格密度突变；特殊几何形状壁面附近局部贴体坐标网格的范围不宜太大，否则会引起计算结果的畸变．对不同湍流模型的计算试验发现，RNG κ-ε湍流模型计算精度高、成本低，适合于柴油机缸内喷雾的数值模拟。     

人工糙管中湍流运动特性的研究——Ⅰ.时均速度分布与脉动速度

以热线风速仪测定了横肋管中时均速度、脉动速度的均方根值。横肋管的几何参数:峰高0.01～0.04,间距10～40,Re=20000～70000。实验结果给出时均速度沿径向、轴向分布,脉动强度沿径向分布,同时获得湍流能谱。分析了粗糙对这些量的影响,粗糙可使湍流强度增大40～50%,而湍流尺度则有所减小,速度分布u~+服从对数律, u~+=2.5lny~++B B值随峰高变化(式中y~+为无因次距离;B为常数)。     

大气紊流仿真算法的改进

在有关飞行的数值仿真中，大气紊流是离散的随机信号，用普通仿真算法得到的结果与理论值存在着一定的偏差，针对这种情况进行了理论分析并提出了算法改进的方法。     

自由空间光通信

自由空间光通信已经成为一种可行的、宽带宽的无线通信方式。相比于光纤通信，自由空间光通信可迅速配置，并且价格低廉。由于信道和天气相关，因此，在大气中光功率的损耗是不确定的，并且难以预测。介绍了大气信道，针对自由空间光通信系统建立当中的问题进行阐述，并提出了解决办法。