Joint Grid System Used in Embedding Technique

The joint grid system, which consists of the developed collar grid, the virtual grid anti other grlas, was used in the embedding technique to solve the problem of finding interpolating cells of the internal and external boundary points near the joint regions. With different boundary plane generated along different fixed surface, the collar grid obtained using hyperbolic partial equations can ensure to generate high-quality grids and to provide real interpolating cells for the boundary points in the blanking regions. The virtual grid was used to convert solid wall boundary conditions into an interface condition, however, no fluid flow computations were conducted within the virtual grid. The computational result of body-strake-wing shows that the current developed embedding technique with joint grid system can effectively treat the geometry and can more accurately predict the flow over complexcon-figuration with intersecting surfaces.     

y+值对MIRA模型气动参数计算精度的影响

为研究量纲为1的参数y+值对车辆气动参数计算精度的影响, 以阶梯背MIRA模型为基础, 在保证模型网格数量与质量相近的情况下调整近壁网格尺寸, 构建不同y+值的流场仿真模型; 考虑到不同的湍流模型对车辆外流场仿真的y+值具有不同的适用范围, 选取SST κ-ω和LES两种常用的湍流模型对阶梯背MIRA模型外流场进行稳态和非稳态仿真分析; 将气动参数仿真结果与试验结果进行对比分析, 得出合适的y+值取值范围; 结合仿真速度云图和车身表面受力曲线分析了边界层首层网格厚度对仿真精度的影响; 建立了方背MIRA模型在2种湍流模型下的外流场仿真模型, 进行不同流速下气动参数的计算, 从而对y+值取值范围进行验证。研究结果表明: 针对车辆外流场数值仿真, 采用SST κ-ω模型时对应的合适平均y+值取值范围为20~50, 而采用LES模型时对应的合适平均y+值取值范围为5~10;当边界层首层近壁网格厚度过大时, 数值仿真无法准确捕捉边界层中速度梯度的变化, 造成边界层流场流动信息丢失, 而当边界层首层近壁网格厚度过小时, 边界层网格会严重畸变, 2种情况下气动参数计算误差都超过5%, 从而影响车辆外流场数值仿真精度; 根据所获得的y+值取值范围, 方背MIRA模型计算的气动参数误差小于5%, 说明了2种湍流模型平均y+值取值范围的正确性。      

基于位移的格子法模拟弹性波传播与应用

基于以位移为变量的弹性波方程,推导了二维格子法的计算公式,并给出一种简单实用的人工边界条件,通过Lamb问题算例验证了该计算方法和人工边界条件的正确性．该方法可以适应不规则的边界,并自然满足自由边界条件．应用上述数值计算方法,研究了在不同填充沟深度条件下的地表各点竖向振幅衰减系数变化情况,结果表明：增加填充沟深度有助于增加隔振的效果,但不改变最小竖向振幅衰减系数点的位置．     

基于120阀仿真的试验台充气检测标准比较分析

铁道部新制动规则要求使用120试验台代替705试验台,两种试验台标准不同,为了提高检修质量有必要研究两种试验标准的对等关系．使用基于气体流动理论的试验台仿真系统,以初充气试验为例,首先通过试验与仿真结果对比证明了仿真结果的可靠性,在此基础上寻找到705试验台边界阀,仿真了该边界阀在120试验台上的性能,找到了两种试验台等效标准．结果表明120试验台副风缸充气标准比705试验台更宽松,会有部分120试验台合格阀在705试验台上不合格．该工作为试验台标准完善提供参考．     

动车组明线运行空气动力学数值仿真

通过采用不可压缩粘性流体的N-S方程和K-ε双方程湍流模型,建立了带有车轮的200 km/h动车组模型,对其明线运行的外流场进行了空气动力学仿真.并对列车壁面附面层网格进行了细分,得出压力、速度的分布规律,针对网格划分对计算结果的影响进行了探讨.得出如下结论：列车的阻力系数为0.436,升力系数为0.014;此型200 km/h动车组车尾的安全避让距离为6 m;当加密附面层网格使y＋从2200减小到55时,阻力系数提高15%.     

挤压铸造计算机模拟软件前处理技术网格剖分的研究

对数值分析对象的(几何)模型进行网格剖分是前处理技术研究的核心内容,它直接关系到后续计算模块以及后处理模块功能的实现.文中以导入的STL文件为输入数据,通过有限差分的方法,将原有的线框模型划分为网格模型.针对网格剖分过程以及显示过程出现的问题,开发了用于自动处理STL文件孔洞以及奇异点问题的错误诊断与容错系统,提出了用于网格显示的表面网格和网格偏移算法.     

纤维格栅增强水泥混凝土的弯曲力学特性

为研究纤维格栅类型、纤维格栅表面处理及粗集料最大粒径对水泥混凝土弯曲力学特性的影响,对14组150 mm× 150 mm ×600 mm的水泥混凝土试件进行了四点弯曲试验,分析了试件破坏过程,探讨了纤维格栅与水泥混凝土相互作用的力学机理,提出了纤维格栅使用的若干建议.结果表明:试件属于脆性破坏;纤维格栅明显改善了水泥混凝土的弯曲力学特性,使水泥混凝土的抗弯强度提高6.62％ ～31.40％;与粗集料最大粒径为40mm时相比,粗集料最大粒径为20mm时,水泥混凝土的抗弯强度提高2.72％ ～9.97％;纤维格栅表面经环氧树脂处理后,试件的抗弯强度提高8.30％ ～ 11.88％.     

Method to calculate resistance of high-speed displacement ship taking the effect of dynamic sinkage and trim and fluid viscosity into account

A method is presented to calculate the resistance of a high-speed displacement ship taking the effect of sinkage and trim and viscosity of fluid into account. A free surface flow field is evaluated by solving Reynolds averaged Navier-Stokes (RANS) equations with volume of fluid (VoF) method. The sinkage and trim are computed by equating the vertical force and pitching moment to the hydrostatic restoring force and moment. The software Fluent, Maxsurf and MATLAB are used to implement this method. With dynamic mesh being used, the position of a ship is updated by the motion of ??ship plus boundary layer?? grid zone. The hull factors are introduced for fast calculating the running attitude of a ship. The method has been applied to the ship model INSEAN2340 for different Froude numbers and is found to be efficient for evaluating the flow field, resistance, sinkage and trim.     

基于网格技术的仿真及其应用研究

网格系统的设计是一个复杂的系统工程,它需要考虑由于广域共享所引起的许多问题,比如资源的异构性、动态性及性能等问题.网格仿真技术为帮助网格系统的设计者验证设计方案、测试设计性能提供了极大的便利.通过分析当前一些有代表性的网格仿真工具、仿真网格的体系结构,提出了网格仿真在交通领域的应用前景.     

涡轮增压器叶片扩压器高速流场仿真分析

对增压器叶片扩压器内部三维流场进行数值仿真研究为了提高扩压器效率,首先要了解扩压器内部流场情况,只有这样才能具体分析和优化扩压器性能,在压气机高速工况下对三种不同叶形扩压器内部流场进行了仿真分析.结果表明:直线机翼形叶片扩压器整体性能和内部流场分布优于另外两种扩压器.     

三角翼破裂涡流的非定常特性

为了研究飞机的三角翼前缘涡破裂后,破裂涡流的非定常特性,在风洞中进行了75°后掠三角翼的动态测压实验.实验结果表明:三角翼翼面的压力脉动强度变化和翼面上前缘涡的流态是正相关的,在前缘涡破裂迎角区,上翼面的压力脉动强度最高达到33 Pa,抖振强度随迎角的变化趋势与上翼面的压力脉动随迎角的变化趋势相同.通过对压力信号的分析得出,三角翼翼面上的压力脉动主要是由破裂涡流中的螺旋波引起的,螺旋波产生了三角翼机翼抖振.      

Mesh motion approach based on spring analogy method for unstructured meshes

Mesh motion strategy is one of the key points in many fluid-structure interaction problems. One popular technique used to solve this problem is known as the spring analogy method. In this paper a new mesh update approach based on the spring analogy method is presented for the effective treatment of mesh moving boundary problems. The proposed mesh update technique is developed to avoid the generation of squashed invalid elements and maintain mesh quality by considering each element shape and grid scale to th...     

不可缩球绕流的Navier-Stokes方程的解

一百多年来 ,流体力学虽然发展很快 ,但一直未找到它的基本动力学方程 Navier- Stokes方程的任何真正解 (非简化解 ) ,本文利用自己特有的平衡——待定系数法解决了这一问题 ,证明了其解的存在性。另外 ,在牛顿流体的情况下 ,压强 p不可能为负值 ,但此方程的解适合于整个实数域 ,因此 ,必须对 p的值域进行限制 ( p>0 ) ,这就是本文提出的以分离流动为依据的边界约束条件。此解法是一种通用解法 ,它适合于其它坐标系和比球面边界更复杂的边界条件 ,也可以推广到 3、4维可压缩的粘性流动的研究中。     

基于均匀化方法的无缝线路过渡段多尺度建模

为分析无缝线路过渡段的钢轨应力分布问题,提出了针对路桥过渡段及周围延伸线路的多尺度建模方法. 针对过渡段两端的桥梁和路基所具有的周期性延伸的特点,采用渐进均匀化方法计算周期性结构的宏观等效性能,建立过渡段周围区段的宏观尺度模型. 对于过渡段内部,则采用小尺度建立包含关键细节的局部精细化模型. 不同尺度的局部模型之间按变形状态一致的原则建立边界耦合条件,构成完整的长线路模型. 两端线路的宏观均匀化模型为过渡段的局部状态分析提供完整的边界条件,同时通过对整体线路分层求解,避免了常规有限元模型的高维矩阵运算. 仿真试验表明:采用均匀化方法的多尺度模型比传统有限元模型的计算规模更小,因此求解速度更快;模型结果与京沪高速铁路宿州东站新汴河大桥过渡段的现场实测结果变化趋势一致,在主端刺、桥台支座处的轨道变形与实测数据的相关系数达到0.8.      

基于动态流场数据的虚拟港口建模方法

为了实现港口数字化升级，提出了一种基于动态流场数据的虚拟港口建模方法；采用三维重建模型从无人机倾斜摄影影像数据中重建了港口几何特征，获取高精度三维模型；引入了基于二次误差度量的边折叠算法简化模型，以避免数据量过大致使渲染效率低的问题；分析了欧拉法数值计算过程中的高耗时环节，建立了神经网络模型学习流场演化特征，加速投影项计算得到实时变化的流场数据，通过流场数据驱动水流动态渲染，结合光滑粒子流体动力学方法表现水流与船舶、陆地的交互动态，在保证渲染实时性的同时，提高渲染真实感。研究结果表明:重建的港口三维重建模型顶点数量可达3 320 937个，重建的网格模型在Meshlab中渲染频率为78.7 Hz；经过模型简化降低90.0%的模型顶点数量后，模型顶点数量缩减为332 836个，渲染频率提升至108.7 Hz，模型简化后几何误差小于2.0%；在256×256的流场网格下，采用神经网络加速的网格流体计算方法所得水流速度场平均更新间隔约为17 ms，平均仿真精度为88.6%；通过开源图像引擎驱动流场数据和港口三维模型，平均渲染频率可达50.5 Hz。可见，该方法可有效解决高精度实时渲染中的关键问题，以达到仿真精度与渲染效率间的动态平衡，在精度损失较小的情况下实现较高精度的虚拟港口建模与实时动态仿真。      

两列车在隧道中交会期间的压力瞬变的数值计算

以一维可压缩不稳定等熵流理论为基础提出了一个种适用范围较为广泛的计算会车期间压力瞬变的方法。建立了模拟会车期间流动的边界条件方程,提出了一种新的跟踪列车运动的网格系统。通过与实测的会一期间压力瞬变曲线对比,验证了本文中提出了的方法。并对会车期间的压力瞬变的特征进行了讨论和分析。     

基于LCAS虚级联实现EOS及性能分析

对链路容量调整机制（LCAS）实现EOS进行了分析,对低阶虚级联LCAS的复帧结构及实现LCAS过程进行了论述,对虚级联组（VCG）实现多通道虚级联初始化过程、LCAS虚级联稳定工作时状态迁移、链路容量带宽增减的动态调整过程及链路临时删除或恢复进行了研究,给出了LCAS虚级联初始化过程和稳态工作过程流程图.对多通道实现虚级联过程中的时延差进行了剖析.对LCAS的实现、估算多通道的时延差和设计接收缓冲储器容量提供了方法和依据.     

Geometrical design of blade＇s surface and boundary control of Navier-Stokes equations

In this article a new principle of geometric design for blade＇s surface of an impeller is provided. This is an optimal control problem for the boundary geometric shape of flow and the control variable is the surface of the blade. We give a minimal functional depending on the geometry of the blade＇s surface and such that the flow＇s loss achieves minimum. The existence of the solution of the optimal control problem is proved and the Euler-Lagrange equations for the surface of the blade are derived. In addition, under a new curvilinear coordinate system, the flow domain between the two blades becomes a fixed hexahedron, and the surface as a mapping from a bounded domain in R2 into R3 , is explicitly appearing in the objective functional. The Navier-Stokes equations, which include the mapping in their coefficients, can be computed by using operator splitting algorithm. Furthermore, derivatives of the solution of Navier- Stokes equations with respect to the mapping satisfy linearized Navier-Stokes equations which can be solved by using operator splitting algorithms too. Hence, a conjugate gradient method can be used to solve the optimal control problem.     

基于改进遗传算法的接地网优化设计

为减少接地网均压导体数量和提高均压效果，根据短路时地表电压分布建立了接地网不等间距均压带优化布置的数学模型．优化计算采用改进的遗传算法．介绍了青藏铁路牵引变电所接地网的仿真计算．结果表明，该方法可在满足安全电压的条件下，得到接地网不等间距均压带布置形式．与传统的等间距布置形式相比，可以减少近50％的施工量．     

ANSYS软件在有垂直防渗墙的堤坝及地基渗流计算中的应用

鉴于渗流场与温度场微分控制方程的可比拟性,根据渗流场基本方程及定解条件,运用ANSYS软件中"生死"单元技术及网格自适应功能,对具有垂直防渗墙的堤坝及地基的复杂渗流场问题进行计算分析.计算结果表明,该方法可以有效地计算分析复杂边界、多种介质的渗流场.