圆管平直翅片散热器翅片导热系数对其传热特性影响

圆管翅片式散热器是空调冷凝器、蒸发器常用的一种散热设备.提高该种散热器的传热性能、降低运行阻力可以减少机械能的消耗,减少排放.采用了完全耦合的数值方法对不同翅片材料下散热器在工况、结构不同时的性能进行了研究.分析了努塞尔数Nu、传热系数K随着翅片导热系数、管间距的变化关系.进一步分析了翅片材料、管间距对翅片表面传热性能的影响.     

基于STAR-CCM+的IGBT散热翅片结构设计研究

IGBT元件作为电机控制器的核心元件,其散热性能将直接影响到控制器的稳定性.根据一种IGBT元件的散热要求,在常规矩形散热器的基础上设计了底为3 mm,高为1 mm的等腰三角形散热器和上底为1 mm,下底为3 mm,高为1 mm的等腰梯形散热器.分别对3种散热器的IGBT模块进行了三维建模和理论结温计算,并利用计算流体力学分析软件STAR-CCM+对3种IGBT模块在不同翅片高度、翅片厚度及翅片间距下进行了数值模拟.通过分析IGBT模块的温度场和矢量场,结果表明:仿真结果与理论计算结果误差均在5％左右;且3种散热器下的IGBT模块在翅片高度为34 mm、翅片厚度为2.8 mm以及翅片间距为2.8 mm时,其散热性能能够达到最优.     

计算区域尺寸对列车绕流数值模拟的影响

对于列车绕流数值模拟而言,其计算区域越大,边界条件对计算结果的影响越小,但过大的计算区域会导致计算工作量和计算时间的增加,因此,计算区域尺寸的选取是列车绕流数值模拟的关键之一。通过建立12种不同尺寸的计算区域模型,结合数值模拟方法,研究其对列车压力分布特征及气动性能的影响。研究结果表明:数值计算仿真得到的气动力系数与风洞试验得到的气动力系数的误差4%;当计算区域上游高度≥8倍特征高度时,头车鼻尖驻点压力系数基本稳定在1.0左右。通过对比不同大小计算区域的计算结果可知,流线型高速列车绕流数值仿真的推荐采用最小计算区域尺寸为:高度方向为12倍特征高度,宽度方向为24倍特征高度,长度方向上游为12倍特征高度,下游方向为24倍特征高度。     

基于时变边界屋面积雪分布数值模拟

为了预测风作用下屋面积雪的分布,采用Euler-Euler两相流混合模型,结合最新改进的k-ω模型等数值方法开发分析程序,对风致屋面积雪分布进行了数值模拟.模拟中为考虑积雪对屋面绕流的影响,计算区域边界根据雪深变化采用时变边界.对一典型阶梯形屋面积雪分布进行数值模拟,获得了几种不同状态下屋面积雪分布的时间历程.模拟结果表明:随着时间的发展,屋面积雪分布对屋面绕流产生较大影响,屋面积雪沉积率随之发生变化;模拟时长22 h的计算结果与实测结果基本一致,不考虑积雪对屋面绕流的影响将产生较大误差;不同风速比下模拟的屋面雪深分布形态基本一致,但入流风速比越小,雪深分布系数相对越大,达到近似分布的模拟时间就越短.      

动车组明线运行空调冷凝器进出口压力分布及优化

采用三维定常不可压缩κ-ε湍流模型方程,对某新研制动车组在400 km/h速度等级下明线运行时的空气动力学特性进行了研究,分析空调冷凝器表面进、出风口的压力分布规律,研究了冷凝风机进出口压差,分析对比了三种冷凝器进出风口位置设计方案的性能优劣.计算结果表明,冷凝器中间进风两边出风且加扰流罩的设计方案进出风效果最好.     

建筑结构非定常绕流风场的数值模拟方法

给出了一种适用于计算建筑结构非定常绕流风场的大涡数值模拟算法．该算法基于有限差分法,采用曲线坐标结构网格,能精确描述形状复杂的物面边界,为下一步准确模拟含有因结构受风变形所致运动边界的绕流场奠定了基础．该算法采用投影法解耦纳维一斯托克斯方程中的压力和速度,对非定常流场的时间步进采用二阶Adams—Bashforth方法．采用同位网格以减少计算所需内存,为了平抑同位网格下中心差分格式导致的固有压力波动现象,计算对流速度时采用Rhie—Chow动量插值方法,利用编制的曲线坐标系下大涡模拟数值计算程序,对德州理工大学（TTU）建筑足尺模型绕流风场进行了模拟,所得结果与现场实测和风洞试验结果进行了比较,结果表明,本文算法是建筑结构非定常绕流风场数值模拟的有效方法．     

基于XFlow的涡激振动压电能量收集数值研究

基于格子波尔兹曼无网格方法,利用XFlow对低质量阻尼比的单圆柱进行了涡激振动的数值模拟,数值计算结果与实验结果吻合较好。利用XFlow与Open Modelica建立流-机-电耦合计算模型求解涡激振动与高斯定律联立方程,对涡激振动压电能量收集进行了数值分析,得到不同电阻下的电压及功率输出。通过对振幅及电压时程曲线的比较得到两者相位差的变化规律。结果表明:输出电压随着电阻的增大而增大,输出功率在特定来流速度和电阻时最大。     

局部气垫双体船阻力性能及片体间距优化研究

基于流体计算软件STAR-CCM＋,使用VOF法模拟自由液面,联立求解N-S方程及运动方程,并结合湍流模型RNGk-ε及DFBI六自由度模型,对局部气垫双体船型阻力性能进行数值模拟计算,计算结果与船模水池试验结果吻合,精度可信,验证了此该数值方案的可行性.在此基础上,针对局部气垫双体船的片体间距对阻力性能的影响进行数值仿真计算,并对结果进行对比分析,得到了不同片体间距下的阻力变化趋势.针对该局部气垫双体船,综合考虑越峰性能及高速段、低速段阻力性能对片体间距进行选取,认为0.34m的片体间距较为合理.文中使用的CFD方法能够有效模拟局部气垫双体船的阻力性能,可用于船型优化设计.     

不同计算方法所得扁管直翅换热器翅片肋效率的比较

采用数值计算方法对翅片管管片式换热器的肋效率进行了计算和分析,研究扁管肋片厚度、导热系数等因素对肋效率的影响,得出翅片管管片在局部换热系数和平均换热系数下,肋效率的对比分析.     

基于颗粒流离散元方法的行人动力学 模型及仿真研究

离散元方法是分析和求解复杂离散颗粒系统问题的一种高效力学数值模拟方 法,对于提高目前行人动力学模型中的求解效率,细致刻画行人运动中的力学关系具有 优势.本文利用颗粒接触理论中的软球模型描述行人的接触及挤压行为,以现有社会力模 型中的主观运动力作为外部输入,构建了基于颗粒流理论的行人运动模型,并在离散元 EDEM仿真平台上实现.通过对不同密度条件下行人运动行为及平均速度的仿真及统计, 对比实测数据,验证了模型的有效性;通过对比不同仿真平台的计算速度,验证了算法的 高效性.研究结果表明：模拟得到的行人流在不同密度下的行为符合现场观测,模拟所得 行人平均速度数据与实测数据基本吻合,所建模型具有较高计算效率.因此,基于颗粒流 理论的离散元方法能够实现对行人运动的模拟,且具有进一步的研究价值.     

多品种流中特定品种在结点上的流量有要求的最大流算法设计

本文首先分析多品种流交通网络的特性,在借鉴Ford-Fulkerson算法的基础上构造了求多品种问题最大流的基于多品种流的Ford-Fulkerson算法。然后分析了多品种流交通网络对特定品种在结点上的流量有要求的几种情况,并设计了这几种情况下交通网络求最大流的算法。在实际交通网络中多品种流问题普遍存在,对特定结点的品种的流量有要求的多品种问题更是不胜枚举,本文的算法为解决实际问题提供了应用基础。     

多品种流交通网络的最大流算法研究

基于Ford-Fulkerson算法在单一品种网络中最大流量分配的思路,通过对多品种交通网络的网络特性进行分析,作者将多源多汇的交通网络构建成单源单汇的形式。在保证符合流量约束的条件下,设计了适用于多品种交通网络的最大流分配算法。在交通网络的实际应用领域里,多品种交通网络的问题普遍存在,因此该算法为解决实际交通网络的相关问题提供了基础。     

绕流涡街及涡街流量计流场数值仿真

基于涡街理论,分别对圆形阻流体、正方形阻流体和三角形阻流体所形成的涡街场进行仿真研究,同时对三种阻流体对应的涡街流量计进行数值仿真,分析流量计中应变片对三种阻流体流场压力和速度的影响.结果表明,应变片改变了流场振荡的频率,三角形涡街流量计的压力损失最小.     

论异节拍流水施工中流水工期差异的实质

基于异节拍流水施工可以按照不窝工有间歇(即分别流水)或不间歇有窝工的形式组织,研究了异节拍流水施工中流水节拍产生两种流水工期差异的条件,及差异值与流水节拍值的关系。结果表明:流水工期差异为当m个施工段需要n道工序进行流水施工时,任意连续的3个流水节拍值中,若位于中间的流水节拍值为最小值,不窝工有间歇的流水工期(T)与不间歇有窝工的流水工期(T')的关系是T>T',并且其工期差值与3个连续流水节拍中的最小值和另一侧的流水节拍最大值的差值有关,是m-1的倍数;否则,T=T'。     

射流作用下的吸气流动流场特性

为了降低射流作用下吸气流动控制污染物所需的射流量,达到节能的目的,研究了射流作用下吸气流场的特性.通过数值模拟技术研究了射流与吸气流动夹角在90~60变化时形成稳定吹吸流场的条件,以及汇流场轴心速度和控制范围的变化规律;同时,以数值模拟的计算结果为基础,结合对轴心速度和控制距离影响因素的分析,得出了射流和吸气流夹角取不同值时的轴心速度衰减计算式和汇流场控制范围计算式.研究结果表明,在角小于70时不能形成稳定的吸气流场;当在90~70变化时,随着送风和排风动量比的增大,汇流场轴心速度增加的趋势减缓;随着角度的减小,汇流场轴心速度增加的趋势加剧.因此,可以通过减小来增强吸气流场,实现对污染物的有效控制.      

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随着交通信息化的快速发展,可供分析的交通流数据量越来越大,如何利用大规模交通流数据进行交通预测分析是智能交通的重要研究内容.为解决大规模交通流数据预测问题,本文提出了一种基于分层抽样与k均值聚类相结合的抽样方法,并与基于序贯最小优化方法的支持向量机结合,进行大规模交通流预测.实例分析结果表明,本文提出的聚类方法比现有抽样方法的抽样质量有所提高,基于序贯最小优化方法的支持向量机可有效提高交通流预测的精度.因此,本文提出的方法对于大规模交通流预测是有效的.     

基于分相流模型的三相流管道压降计算

以气液两相流为基础,依据稳定一维均流流的基本方程推导出了三相流管道输送分相流模型的压降计算式,并给出了水平管的压降计算实例,总结出了气相含量与压降的关系,得出了三相流管道中气体对管道压降影响很小的结论。     

掺气分流墩三维流场数值模拟

采用RNGk-ε三维紊流模型和VOF方法,1:1几何建模,对柘林水电站左岸泄洪洞下游掺气分流墩的三维流场进行了数值模拟.在与原型观测试验对比验证的基础上,对该流场的流态、水面、流速分布和压强分布进行了分析.结果表明:流态模拟正确,水面、流速与原型观测结果均能较好吻合;联合作用下的流场,在三维涡体的形成、增强掺气效果和空化空蚀的防止等方面均明显优于无掺气分流墩的流场;三维涡体主要由两股入水主流与池内前部淹没水跃的水体相互摩擦形成;被抛向高空的水翅在下落入水时卷入大量空气,具有较深穿透力,使得波动坎及坎下区域充分掺气,从而破坏空化,防止空蚀.     

一种基于检测流量的微观随机车流发生器研究

车流发生器是交通模拟系统的基本模型之一,用于解决交通流的输入问题.用于描述一定时间内交通流分布规律的离散随机函数包括泊松分布、二项分布、负二项分布等.利用分布函数和检测时段的流量数据,提出了一种建立检测时段内微观时间尺度上车流发生器的研究方法,并对北京市交通数据进行了应用分析,结果表明此方法可以产生与实际观测流量相符的模拟车流序列.     

高速道路流量分配模型

新建高速道路引起网络流量重构分布模式。本文通过分析新建高速路流量生成效应及其与原网络流的关系,建立起高速道路流量在新网上的分配模型。为高速路系统的规划设计和评价提供理论依据。