某轿车车身外流场空气动力学研究

以某款轿车车身为研究对象,对该款轿车进行数值模拟计算,得到该轿车的压力云图、速度矢量图、湍流动能分布图和空气阻力系数。计算结果反映了该款轿车外流场的气动特性,较好地模拟了车身表面分离流的运动情况;得到该模型空气阻力系数为0.317,与实际车型数据基本吻合。借助正交实验法,对影响外流场性能的因素进行了优化,得到较好的结果,即:前部上翘角为12°,前风窗角为27°,后风窗角为28°,尾部上翘角为13°,可为今后研究提供理论参考。     

轿车外流场CFD分析中常用k-ε湍流模型的对比

首先介绍了在CFD分析中常用的3种k-ε湍流模型及其适用性。然后针对某轿车的外流场分别用这3种k-ε湍流模型进行数值模拟,并与试验值进行了比较。结果表明,Realizablek-ε湍流模型具有较好的收敛性和精确性。     

轿车外流场CFD分析中常用κ-ε湍流模型的对比

首先介绍了在CFD分析中常用的3种κ-ε湍流模型及其适用性.然后针对某轿车的外流场分别用这3种κ-ε湍流模型进行数值模拟,并与试验值进行了比较.结果表明,Realizable κ-ε湍流模型具有较好的收敛性和精确性.     

考虑太阳光照射和人体散热的车内气流场与温度场的数值模拟

运用k-ε紊流模型对载人轿车内三维流场进行了数值模拟,其中考虑了人体散热和太阳辐射对速度场和温度场的影响。应用有限容积法和交错网格将计算区域进行离散,用SIMPLE算法计算了空调车内空气流动和传热问题。研究结果为轿车内气流组织的优化设计和舒适性提供了数据支持。     

运动型多功能车外流场的数值模拟

选取LUD离散格式、RNGκ-ε湍流模型,利用计算流体力学进行了运动型多功能车外流场的模拟研究。结果表明,模拟所得车身表面压力分布、尾流典型截面各向流速分布、尾流结构等与风洞试验值吻合性好;SUV尾流中存在上、下不对称的反向涡对,抑制该涡对的大小和强度可减小气动阻力。     

基于Ahmed模型的气动升力研究

采用多种常用的湍流模型和CFD软件Fluent对背倾角为25°的Ahmed模型外流场进行模拟,并与风洞试验和大涡模拟结果进行比较。结果表明,对于升力系数,在有限计算资源的条件下采用Realizablek-ε模型能获得相对较好的结果,最后采用Realizablek-ε模型对某实际车型进行模拟,得到了令人满意的结果。     

汽车风窗玻璃外流场特性及其对雨滴运动影响的研究

本文中对风窗玻璃的外流场特性进行数值仿真,以揭示其对雨滴运动的影响。首先,采用标准k-ε湍流模型,构建风窗玻璃模型的计算域,并生成网格控制域。设定边界条件,重点区域采用控制混合网格,建立风窗玻璃外流场的气流模型。然后,运用COMSOL Multiphysics计算流体力学软件对气流模型进行数值仿真,分析风窗玻璃外表面的压力分布特性和附着气流速度场特性。实验结果表明,数值仿真的风窗玻璃表面附着气流特性与实验结果基本一致,验证了所建立模型的有效性。接着,采用控制变量法对气流速度和风窗玻璃倾角对流场特性的影响进行仿真。结果表明,改变气流速度只对表面压力和附着气流流速的数值产生影响,不影响风窗玻璃表面压力分布规律和附着气流的流向规律。改变风窗玻璃倾角对外流场特性影响较大,随着风窗玻璃倾角的减小,附着气流的整体流速趋于均匀。最后,研究了不同气流速度对雨滴运动的影响,这对雨滴运动的控制具有重要的参考价值和指导意义。     

天窗对轿车内外流场的影响研究

针对某型轿车空气动力学流场特性,采用三维不可压缩N-S方程和标准k-ε湍流模型进行仿真计算,应用二阶迎风差分格式获得控制界面的物理量,对天窗开启和关闭两种情况下的轿车流场进行了数值计算与分析。计算结果表明天窗的开启会影响汽车前部和后部所受的压强,延长尾迹区,增大气动阻力。     

基于ANSYS的轿车外流场数值计算

文中应用ANSYS中的CFD功能建立了基于流体力学的国产三厢轿车外流空气动力特性有限元模型,采用有限体积法求解三维定常的不可压缩N-S方程,实现车身外流场三维数值模拟,得到车身外流场的速度、压力、涡流的分布,为轿车车身设计提供了参考。     

基子ANSYS的轿车外流场数值计算

文中应用ANSYS中的CFD功能建立了基于流体力学的国产三厢轿车外流空气动力特性有限元模型,采用有限体积法求解三维定常的不可压缩N—S方程,实现车身外流场三维数值模拟,得到车身外流场的速度、压力、涡流的分布,为轿车车身设计提供了参考。     

桥梁闭口箱梁三分力数值识别中的湍流模型比选

对以苏通桥断面为例的桥梁闭口箱梁模型进行了三分力系数CFD数值识别。分别采用不同湍流模型及近壁条件进行数值模拟,并将数值模拟结果与风洞试验值进行比较。同时使用层流模型采用加密网格进行数值模拟,对不同湍流模型模拟结果进行压力等值线的比较,通过识别得到的三分力系数和压力等值线,确定出闭口箱梁绕流数值计算最合理的湍流模型。     

柴油机高压共轨轨腔的三维数值模拟计算分析

高压共轨是控制柴油机排放的一项新技术,国内还处于发展阶段,因此具有研究的实际意义。通过建立高压轨腔的三维不可压流体力学模型和流体力学边界条件,利用SIMPLE计算方法,并引入SST k-ω湍流模型,模拟计算三种不同截面轨腔的压力场和速度场,分析壁面夹角与轨腔内流场的关系。结果表明：在横截面面积相同的情况下,出口中心线与轨腔壁面的夹角小于90°且大于80°的轨腔改善了轨腔内的流场特性分布。CFD数值模拟的研究方法能缩短研发周期并且便于改变模型参数。是研究高压共轨的有效方法。     

一类动态交通分配中的输出流模型及其数值解法

已知路段输入流,基于Greenshields提出的速度-密度关系模型以及Jayakrishnan et.al提出的改进的Greenshields 速度-密度关系模型所描述的路段交通流特征,分别给出了关于路段输出流的常微分方程模型.针对无法得到该模型的解析解,利用龙格-库塔-芬尔格算法给出初始条件下的数值解.在已知输出流的条件下,每个时刻的路段交通流的行程时间也相应给出.仿真结果表明,针对两类不同速度-密度关系所建立的输出流模型,所得到每个时刻的输出流基本相似,但路段行程时间存在明显差异.与交通流调查数据比较,基于改进的Greenshields速度-密度关系的输出流模型的行程时间更接近真实情况.     

一种可应用于内燃机瞬态仿真的动网格模型

提出了一种基于非结构网格的动态层网格实现算法,结合滑移网格算法构建了基于分块滑移动态层的非结构化内燃机动网格模型,并基于TBD620柴油机建立了计算模型,所有算法都基于课题组自主研发的通用输运方程求解软件实现.流场计算采用适用于可压缩流场的有限体积法及SIMPLE算法.通过数值算例对所开发的滑移网格模型和动态层网格模型进行了验证,最后对内燃机缸内瞬态流场进行了仿真.计算结果表明,所发展的非结构化动网格模型可应用于内燃机瞬态流场的仿真.     

基于SST湍流模型的超车时汽车外流场变化的仿真分析

基于k-w模型的SST(剪切应力输运)湍流模型综合了k-ε和k-w湍流模型在边界层内外计算的优点,能够准确及时预测分离的特性。利用SST湍流模型对轿车超越轿车的过程运用计算机仿真技术进行数值模拟,得出被超轿车在此过程中的气动阻力系数和气动侧力变化曲线图,并对这一工况进行了分析。     

A Variable Time-Discretization Strategies-Based,Time-Dependent Shortest Path Algorithm for Dynamic Traffic Assignment

Within the simulation-based dynamic traffic assignment (SBDTA) model, the time-dependent shortest path (TDSP) algorithm plays a crucial role in the path-set update procedure by solving for the current optimal auxiliary solution (shortest path). Common types of TDSP algorithms require temporal discretization of link/node time/cost data, and the discretization could affect the solution quality of TDSP and of the overall SBDTA as well. This article introduces two variable time-discretization strategies applicable to TDSP algorithms. The strategies are aimed at determining the optimal time discretization for time-dependent links/nodes travel time data. The first proposed strategy produces a specific discretization interval for each link. The second proposed strategy generates time-varying intervals for the same link over the analysis period. The proposed strategies are implemented in a link-based time-dependent A* algorithm in a SBDTA model DynusT and tested with two numerical experiments on two traffic networks. The results show that the proposed discretization methods achieve the research goal—to flexibly and scalably balance the memory usage and run time for SBDTA without degrading the convergence. This property is rather important when dealing with a large real-world network with a long analysis period.     

侧风状态下轿车气动特性数值模拟方法的研究

采用3种不同方法,利用计算流体力学软件FLUENT对侧风状态下轿车的气动特性进行了数值模拟,得到了不同侧风状态下轿车气动阻力系数和侧力系数随横摆角而变化的曲线。讨论了不同方法的优缺点并将模拟结果与风洞实验进行对比,结果表明采用合适的数值模拟方法可省时省力地获得接近于实验的结果。     

大跨桥梁实测湍流风场的大涡模拟

为实现在大涡模拟(LES)中准确评估强风湍流对大跨桥梁的作用,关键难点在于生成符合桥梁真实强风特性的入口湍流。为此应用了一种新的规则化波矢量随机流生成方法PRFG³(Prescribed-wavevector Random Flow Generator),该方法遵守连续性方程和泰勒假设,可准确模拟目标湍流的脉动风谱、湍流度和湍流积分尺度等风特性参数。首先利用西堠门大桥结构健康监测系统(SHMS)2016年内采集的风速数据,选取了该桥址区10 min时距平均风速较大但风特性不同的2个强风样本,分析得到相应的强风特性参数;然后采用PRFG³方法合成了符合上述2个实测强风特性的均质各向异性湍流,同时为验证该方法用于主梁节段模型LES入口湍流的适用性,还模拟了缩尺比为1∶50的强风湍流场,并基于OPENFOAM平台,将3类风场赋予LES入口进行了数值计算;最后将LES流场中多个监测点的湍流特性与实测结果进行了对比。研究结果表明：2个实测风场在顺风向、横风向、竖风向的脉动风谱均与Von Kármán谱接近,顺风向湍流积分尺度最大约为192 m,各脉动风分量近似符合正态分布;PRFG³方法产生的入口湍流在LES计算域内能正确传输,模拟的3类风场均有较好的均匀性,脉动风分量在各方向上的功率谱、湍流度和所有的9个湍流积分尺度均与相应的实测值吻合较好。相关湍流合成方法及LES设置可为大跨桥梁在实测强风湍流下的数值模拟研究提供参考。     

复杂格构式梁体三分力系数精细化计算分析

考虑索承桥梁中格构式梁体具有多种截面形式复合的特点，其抗风性能难以通过常用的二维数值仿真来分析，以东部沿海一座格构式拱桥为研究背景，考虑格构式系梁的结构特点和栏杆等附属设施的影响，建立三维数值仿真模型，对格构式系梁的静力三分力系数进行精细化分析。基于不同计算区域的模拟精度需求，采用不同方法进行混合网格划分；针对复杂格构式系梁的流场特征，优化选取流场尺度规模、边界条件和湍流模型等计算参数分析获得大范围风攻角下的三分力系数；将所得结果与风洞试验结果进行对比分析，并探讨栏杆等附属设施对三分力系数的影响以及数值模拟误差与风涡特性的相关性。结果表明：在小风攻角范围（±4°）内，有栏杆的三维数值模拟具有较高的精度；栏杆等附属设施对格构式梁体的抗风性能有一定影响，考虑栏杆等附属设施的精细化数值模拟比不考虑栏杆的计算误差平均降低20%，且增加了梁体所受的静风荷载，在实际工程中应当对栏杆等附属设施予以重视；不同风攻角下的风涡特性与数值仿真的误差存在相关性，随着风攻角的增大梁侧的风涡效应明显，这使得三维数值仿真的误差开始增大，尤其是在正大风攻角的情况下模拟精度下降严重。