液力缓速器三维数值模拟及性能预测

采用标准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,计算结果揭示了流道内湍流流动的速度分布、压力分布和湍动能分布规律,从而分析出该型叶轮流动的特点.在流场分析与计算的基础上,提出了液力缓速器性能预测方法,对规定工况点的性能进行了预测,并分析了预测结果和试验结果差异的原因.     

液力减速器内流场的CFD数值模拟研究

用CFD数值模拟技术对液力减速器内部流场进行研究,得到了不同工况下液力减速器内流场的压力和速度分布特性与制动力矩的大小,并对结果进行处理和分析.模拟结果与试验数据的对比表明,流场计算是准确的.     

液力缓速器内流场三维瞬态数值模拟及特性预测

采用滑动网格理论,将液力缓速器定子和转子之间的接合面定义为网格分界面来传递不同子域间的流动参数.采用标准k-ε模型及SIMPLEC算法,利用FLUENT软件对全充液工况液力缓速器的内流场进行了三维瞬态数值模拟,得到了液力缓速器内流场的速度、压力分布特性.基于流场数值解计算了制动扭矩,其结果与试验结果吻合很好,验证了流场计算方法的正确性.     

不同导风装置对发动机舱热管理的影响

为持续优化某商用车型整车热管理性能,改善整车热流场、优化冷却系统散热性能,利用计算流体动力学（CFD）技术针对不同导风装置对发动机舱流场特性的影响进行了研究。文章在某重型商用车上匹配一款13 L燃气发动机,通过优化发动机定位及护风罩结构,对比分析两种不同型式的护风罩对机舱流场的影响,得到了发动机舱内部压力、速度分布,流经冷却系统各个位置的风量及回流情况,为优化机舱热管理提供参考。结果表明,优化后护风罩在额定工况、大扭矩工况机舱内流场流线更均匀,且冷却模块各个位置的流量均有不同程度的增加,回流均有所减小。     

空气雾化喷嘴内部流场的瞬态研究

为了更加深入了解空气雾化喷嘴内部的流动状况,首先通过建模软件建立了喷嘴的内部三维模型,然后在空气入口压力为0.031 MPa,液体流量为10 L/h、15 L/h、20 L/h的工况下利用Fluent软件中的大涡模拟模型对喷嘴的内部流动的瞬态过程进行数值模拟。通过对喷嘴中心轴线上和不同截面上的压力、速度和气相体积分数等参数进行提取分析,以此得到喷嘴内部流场的流动特征,并为改善空气雾化喷嘴的雾化质量以及研发设计提供理论依据。     

汽油机三元催化器内流场与热应力分析

为了探究汽油机三元催化转化器中流场以及热应力情况,对锥形扩张管净化器内部流场进行计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)计算,得到净化器内部尾气的速度、压力和温度分布。研究结果表明,高流速下,净化器内部流场均匀性差,扩张直管近壁面处流速较高;排气弯管的弧度直接影响进入净化器气流的均匀性以及气固两相共轭传热时,载体温度分布极不均匀。在不考虑化学反应的情况下,基于单向流固耦合数值模拟,发现净化器段管壳所受的热应力较小,热应力较大区域主要集中于进出气端锥上,且进出气端锥圆周处的应力分布很不均匀。     

进气系统的优化设计

FSAE赛车发动机进气系统结构参数影响充气效率。文章利用软件FLUENT对进气系统模型进行流场仿真,分析进气系统流场压力、速度等参数分布规律,研究进气歧管流量分布的均匀性,到达优化进气系统的目的。     

车用歧管式催化器内部流速及压力分析

通过数值模拟和试验验证,分析了歧管式催化器内部气流的速度场、压力场和气流分布状态,并与常规的底盘下催化器进行了比较.结果表明:随入口流量的增大,歧管式催化器内部气流流速增大、压力损失增大、径向分布均匀性降低;气流的径向分布不同于常规催化器集中于轴线的轴对称形式,而是在载体前端面呈比较分散的状态,其中管板复合型歧管式催化...     

后掠式压气机级的研究

离心式压气机工作叶轮出口处气流速度,沿周向及轴向分布是不均匀的,不但降低了叶轮本身的效率,而且还会增加下游无叶扩压器的附加损失。本文介绍的后掠式压气机采用了前倾后弯的叶片,改善了流场的不均匀性,使压气机具有较高的级效率和较宽的等效范围,而且使喘振线偏向小流量。     

欧洲稳态测试循环工况下微粒捕集器的流场分析

结合欧洲稳态测试循环工况（ESC）,对目前广泛应用的壁流式蜂窝陶瓷微粒捕集器建立CFD仿真模型,研究其静压力分布、速度分布、碳颗粒浓度分布规律,预测其对再生反应的影响,并对比分析ESC几种工况下的流场状况及捕集效率,模拟结果显示高速工况下的微粒捕集器内流场速度和排气背压较大,并拥有较好的捕集效率。     

涡轮增压器气动轴向力的数值计算北大核心

应用计算流体动力学软件,以涡轮增压器自循环全工况性能试验为依据,计算了压气机级和涡轮级所承受的轴向力,并进一步对比了叶轮背盘有无篦齿的轴向力,分析了篦齿对轴向力的影响。研究表明:对于增压器自循环试验而言,大部分工况下涡轮增压器轴向力方向是由涡轮端指向压气机端,在低转速区某些工况,轴向力方向会反向;影响叶轮及涡轮表面压力大小及分布的因素,会对轴向力产生一定影响;由于齿腔对流体的动能有一定的耗散作用,影响了轮背壁面高速旋转所引起的气流速度和压力的径向分布,交错篦齿结构能够抵消部分蜗舌和压气机壳几何周向非均匀性对流动的影响,使轮背压力分布更为均匀。     

离心式压气机可控负速度设计——等临界角速度设计的建议

本文根据离心式压气机工作时,叶轮流道中气体微团的流动的相对速度在垂直于叶轮转轴的径向平面上投影的二元分析,并利用流道中叶片压力面上出现负速度时的叶轮转速与投影在该平面上的气流平均速度、叶轮主要的几何参数的关系式,分析了国内外一些离心式压气机在设计工况下叶轮出口段流道中存在负速度的情况与实验所测得的压气机性能的关系之后,提出离心式压气机叶轮流道出口段可控负速度设计—沿叶轮半径等临界角速度设计的建议。本设计方法可作为详细计算三元流场之前,初估叶轮的几何参数(Z、β_Γ、R_K、b等)之用,这样可以减少验算三元流场的计算方案,节省电算费用。对没有条件进行电算的地区或单位,可以用本方法近似地验算叶轮出口段流场,供选取设计方案时参考。     

脉冲气流条件下离心压气机入口流场测量研究

设计一种可用于压气机入口截面流场测量的高频响应全自动步进式测量装置,可使测量探针在入口任意截面的任意测点进行流场测量。将该测量装置配合一维热线风速仪探针,测量离心压气机入口截面的流场分布。将压气机入口剖面分为均布的54个测点,径向均布9个测点,每个测点间隔9 mm,周向每30°进行一轮径向测量直至完成整周测量试验,从而获取整个截面的速度分布。测量工况分别为40 000 r/min稳态工况近堵塞流量点、最高效率点以及20 Hz频率脉冲背压下近堵塞流量点。结果表明:脉冲背压工况下,离心压气机压比-流量曲线呈现围绕稳态特性的迟滞环;稳态工况下,离心压气机入口截面流场存在显著畸变,速度分布呈现明显的周向非对称性,出现180°～360°周向角范围的高速区;脉冲背压工况下,入口流场呈现较强的非定常特征:在排空段流场存在较强的周向非对称性,但该非对称性在充满段明显减弱。     

The Effects of Fluid-Structure Interaction on the Internal Flow Field and Blade Strength of Hydraulic Torque Converter

利用流固耦合仿真平台,对液力变矩器各工况下的流场进行数值计算,分析其结构与流体之间的耦合作用,得到3个工作轮叶片的应力应变和叶片变形后变矩器内部流场情况;并通过与不考虑流固耦合时流场分布的对比,分析了流固耦合作用对液力变矩器传动效率和叶片强度的影响.结果表明,叶片变形使得流场中涡带增加,紊动加剧,液力变矩器传动效率有所下降;另外,考虑流固耦合作用后,速比0.01时的涡轮叶片最大变形增大了约46.5％,相应的最大应力也增加约45.2％,这意味着忽略叶片弹性高估叶片结构的安全性.     

柴油机进气管瞬态流动均匀性三维数值模拟

运用计算流体力学方法对柴油机进气管瞬态流动过程进行了三维数值模拟,讨论了在进气重叠期内,不同工况下进气管内部流场的变化情况。分析了柴油机进气增压压力、转速以及进气重叠时间对各进气歧管出口空气质量流量、进气分配质量、进气最大不均匀度的动态影响。计算结果表明:柴油机进气增压压力越低,进气最大不均匀度越大;进气重叠角越大,进气最大不均匀度也越大;柴油机低转速工作时的进气最大不均匀度要高于高转速最大不均匀度。通过提高进气增压压力、合理优化进气管几何结构,可以减小柴油机在进气过程中出现的进气分配不均匀现象。     

洗扫车专用风机气动噪声分析与优化设计

针对某型洗扫车风机气动噪声大的问题,以洗扫车专用风机为研究对象,运用ANSYS Fluent软件,基于滑移网格对风机进行三维瞬态数值仿真分析。对比风机实验P-Q曲线,验证仿真模型的合理性。使用F-WH声比拟模型计算风机远场声压级,对比分析原始结构和优化结构风机在额定工况下流场和气动噪声特征。结果表明,风机的蜗舌区域涡流显著,对气动噪声的贡献最大,是气动噪声源;改进结构的叶轮内部流场"射流-尾迹"结构明显减弱,流线分布更均匀,气流顺畅。风机噪声降低约8.5%,实现了降噪目的。     

叶轮出口结构形式对压气机性能及轴向载荷影响分析

采用Numeca数值分析软件分析了3种不同出口结构形式的压气机叶轮性能,等出口大径情况下径流叶轮压比最高,斜流叶轮压比最低,效率方面则是半斜流叶轮最高。通过压气机流场分析发现,各转速小流量下,径流叶轮在叶轮出口轮缘一侧产生大范围的回流,斜流叶轮则在轮毂一侧产生较大范围的回流,而半斜流叶轮兼有径流叶轮和斜流叶轮设计特点,轮毂和轮缘两侧的流场均得到明显改善。在堵塞流量附近工况点,半斜流叶轮和斜流叶轮出口相对马赫数较径流叶轮略小,利于堵塞流量的增加。通过轴向载荷分析发现,由于斜流叶轮和半斜流叶轮相比等直径的径流叶轮压比较低,导致由压气机轮背指向压气机进口的轴向力减小,使得整个增压器转轴有向涡端运动的趋势,由此容易导致止推轴承压端磨损严重;与此同时,转轴移动也会使得叶轮与压气机蜗壳的轴向间隙增大,导致半斜流叶轮与斜流叶轮效率降低。     

应用CFD方法优化某发动机氧传感器位置

氧传感器是控制汽车尾气排放、降低汽车对环境污染、提高汽车发动机燃油燃烧质量的关键传感零件。采用CFD方法,对某发动机低负荷工况下排气系统瞬态工作过程进行模拟,对排气系统中的速度场进行了分析,通过计算一个工作循环内的流场平均速度及速度脉动情况,精确预测了氧传感器的位置,后期试验表明该计算结果推荐的氧传感器位置满足试验要求。另外计算了三元催化转化器内一个工作循环内的瞬态速度均匀性系数值,计算结果表明在任何时刻速度均匀性系数均满足设计要求。     

基于CFD的汽车发动机排气系统噪声分析

为了降低发动机排气系统噪声,首先利用计算流体力学方法,对汽车发动机排气系统模型的内部流场进行三维数值模拟;其次通过计算得到计算域内流场分布,观察打开不同排气歧管入口时消音器及尾管的内部流线图、催化转化器内部气体流动均匀性来研究分析发动机排气歧管噪声的产生原因。最后根据分析结果找出原结构中不合理的部位,并提出2种对发动机排气系统的优化改进方案,以达到减小排气阻力和排气噪声的目的。     

异形盾构施工注浆工况下衬砌结构受力分析与荷载设置

为更加精细化地指导大断面异形盾构隧道施工注浆荷载下的结构设计工作,依托宁波地铁3号线类矩形盾构隧道工程,探索施工荷载注浆工况下衬砌结构的受力特征,研究同步注浆填充阶段真实的浆液扩散过程及其压力分布规律,针对既有设计模型中注浆工况下的荷载施加模式、注浆填充扩散压力分布计算模型以及特殊工况下的实际受荷情况进行综合分析。结果表明： 按注浆填充扩散压力分析的结构受力较为均匀,而既有设计模型注浆工况和特殊条件下的荷载分布会使得管片结构受力更加不利,建议在类矩形盾构衬砌结构注浆工况设计模型中考虑浆液环向填充扩散机制对应的结构受力模式为基础,在拱顶、拱肩、拱腰及拱底处分别叠加100、150、200、250 kPa的分布压力较为合适。