收集口喉部间隙对汽车风洞低频颤振抑制作用的机理研究

首先实验研究了收集口喉部间隙及其大小对汽车风洞低频颤振的影响,结果表明:在一定的间隙下低频颤振最小.为揭示间隙降低低频颤振的机理,接着采用声通气密结构封闭喉部间隙进行实验,结果发现这样不能降低低频颤振.由此说明,收集口喉部间隙降低低频颤振的原因不是源于对声学场的改变,而是它引起流场特性的变化.     

汽车在环境风洞内流场的数值模拟与实验研究

为研究汽车在环境风洞内的流场特性,建立了环境风洞和整车数值模型,考虑了风洞喷口和收缩段的阻塞效应、边界层抽吸以及实验设施等对汽车流场的干扰效应,对环境风洞内汽车前方、车身和车轮周围、冷却模块以及机舱内的流场进行了数值模拟。对车身表面的静压以及车身周围和车底部的风速等进行测试,通过数值模拟结果与实验结果的对比,表明数值风洞能准确预测汽车在环境风洞内的流场特性。研究结果显示：汽车前端气流的速度分布沿着气流方向发生显著变化,越接近前端冷却模块时风速的均匀性变得越差;汽车底部气流受地面、车底和轮胎旋转等的共同影响呈现规律性的变化,车底风速沿车身纵向先增大后减小。本方法对研究汽车在环境风洞内的热气动性能以及开发数值风洞提供了新的思路和参考。     

多层封闭式人行斜拉桥风洞试验研究的结构动力特性模拟

深港皇岗/落马洲人行通道桥的主梁结构形式较为特殊,为三维空间杆系。在全桥气弹模型风洞试验中,必须采用实用的简化模型,该模型的主要振型应与实桥结构动力特性计算结果相同,相应频率满足相似关系。该文通过对深港人行桥风洞试验研究中结构动力特性模拟过程的分析,为同类复杂结构形式的风洞试验研究中结构动力特性模拟提供了较合理的方法。     

纯电动汽车高速工况下底盘后部空腔引起低频噪声问题的分析改进

随着电机驱动技术以及空气动力学技术的不断提升,纯电动汽车高速化趋势愈发明显。纯电动汽车高速行驶时,底盘后部空腔引起的低频气动噪声峰值可超过60 dB(A),严重影响驾乘舒适性。以某纯电动汽车高速工况下的低频噪声问题为案例,系统地阐述了低频噪声问题的排查分析及产生机理分析验证过程。首先,分析了高速行驶激励源类型,并通过声学风洞进行激励源分离试验,锁定低频噪声为气动噪声类型;其次,对低频气动噪声形成的潜在机理进行推断,并设计试验进行潜在机理排查分析,确定底盘后部空腔涡声耦合自激振荡是引起低频气动噪声的原因;最后,通过仿真分析、半经验公式计算和实车试验验证了潜在机理,并设计工程化方案解决了该低频噪声问题。这对纯电动汽车高速工况气动噪声问题的分析识别与解决具有重要的工程意义。     

模型比例和风洞截面对汽车气动性仿真影响的研究

模型比例和风洞截面对汽车流场产生影响。应用FLUENT软件,分别对不同的车模比例和风洞截面形状进行气动性能仿真。结果表明：阻塞比在一定范围内,汽车气动参数变化平缓;选用不同的阻塞比在三种典型风洞模型中进行仿真计算,结果相差很大;闭式风洞的阻力系数较开式风洞高,开式风洞的升力系数较闭式风洞高。     

抽吸系统对汽车风洞试验的影响及优化

为了通过优化风洞抽吸系统参数来改善抽吸效果从而提高汽车模型风洞流场品质,利用风洞试验数据与计算流体动力学仿真方法建立抽吸系统的Kriging近似模型,采用非支配排序遗传算法对抽吸系统参数进行多目标优化,对比分析参数优化前后抽吸系统对MIRA阶梯背模型风洞试验结果所造成的影响,从风洞附面层厚度、模型尾流结构、模型外部压力的变化3个方面探讨了抽吸参数差异引起流场变化的物理机制。结果表明:参数优化后风洞抽吸系统的抽吸效果得到增强,地面附面层厚度减小导致模型底部气流速度增大,尾部负压区增大导致阻力增大,底部前端负压区增大和行李舱盖上方正压区增大导致升力减小。     

基于ATV的车内低频噪声贡献量分析与改进

在研究汽车车内噪声的过程中,判断低频噪声的主要来源和降低车内低频噪声水平是一个难点。运用声传递向量（ATV）技术,以某轿车为例,建立车内声学空腔边界元模型,对车内低频噪声进行仿真;通过对声传递向量以及声压频响函数的计算,进一步对低频段的噪声贡献量分析,为判断低频噪声的主要来源提供了一种分析方法。选取车内驾驶员右耳畔声压响应的6个峰值点,采用幅值—相位图对场点声压进行模拟,对车身板件声学贡献量进行排序,发现防火墙和前挡风玻璃的结构振动对车内低频噪声的产生可能有重要影响,为进一步的改进提供一定的参考依据。改进设计后,车内低频噪声水平得到一定程度抑制。     

碳纤维增强复合材料在汽车研发模型中的应用

碳纤维增强复合材料具有良好的力学性能,在汽车新车型研发中被广泛应用。文章介绍了碳纤维增强复合材料在汽车研发不同阶段的各类模型,如造型展示模型、人机工程验证模型、风洞模型、除雾除霜实车模型中的应用,为后续该材料的进一步应用提供参考。     

基于气动风洞测试的整车热管理CFD分析精度提升方法

研究了在整车开发前期,通过油泥模型在气动风洞中测试前端模块的风速来标定热管理CFD模型的方法,分解了测试流程和标定方法,使标定后的模型与试验一致性较好。利用标定后的模型可以在项目开发早期提升热管理机舱内流分析准确度,使发动机舱内流场的优化做到空气动力学性能和热管理性能的最佳平衡。     

全尺寸汽车空气动力学风洞相关性及修正研究

全尺寸汽车空气动力学风洞是汽车空气动力性能重要的研究平台与开发工具。但风洞间测试结果普遍存在差异，这对气动性能的研究与分析造成了一定的困难，因此有必要开展风洞间的横向相关性和修正研究，提高风洞测试结果的统一性和一致性。分别对德国和中国的两座全尺寸汽车风洞进行实车风洞测试，开展风洞相关性及修正研究。研究表明，对于同一工况，不同风洞间的测试结果存在一定差异，但不同工况与基础工况间差异变化趋势一致，大小相似，不同风洞间的测试结果能建立较好的相关关系，形成相关性线性函数。通过空气阻力系数C D 修正方法，可以减小风洞间由结构尺寸、流场参数导致的系统性误差，修正后的风洞间空气阻力系数C D 测试结果差异降低了近60%。     

高海拔特长隧道低温大风环境及对围岩-结构温度场的影响

为探明高海拔特长隧道洞外低温大风的成因、特征及对洞内风场、围岩-结构温度温度场的影响，以国道317线雀儿山隧道为工程依托，采用气象站、手持风速仪、红外测温仪、埋入式多点铂电阻温度传感器等，对冬季隧道贯通前后进出口两端隧址区、洞内净空风速、风向、温度以及隧道轴向、径向的围岩-结构温度场进行现场实测，分析低温大风成因和特征、隧道贯通前后负温区范围、风速风向变化规律以及对洞口段和洞深部围岩-结构温度场的影响。研究结果表明：受高原大尺度大气环流产生的高原季风以及雀儿山两侧日照时间、地形引起的小尺度范围内自由大气热力差影响，隧址区冬季风速高、温度低；大风时段主要集中在14：00~21：00，平均风速达10 m·s^-1，负温时段主要在19：00~8：30，隧道进、出口日最大气温差分别为23.5℃和28℃；隧道贯通前，进出口两端负温区段在860 m以内；贯通后，出口端主洞和平导负温区段为1 200，1 280 m，分别比进口端长了340，420 m；贯通前后，隧道深部最低风速分别为1.1，2.2 m·s^-1，洞内风向由两端向洞内方向转化为主要由出口向进口方向；隧道洞口浅埋段围岩和衬砌结构径向负温范围在贯通前为1.20 m，贯通后为0.80 m，且在上述范围内温度变幅较大；低温大风对隧道深部的围岩温度影响不大，但对结构表面温度影响明显，由于变温区主要集中在二衬混凝土结构内部，因此要重视结构内部产生的冻胀作用。     

郑万高铁隧道口紧急救援站防灾通风方案及参数敏感性研究

为确定隧道口紧急救援站火灾工况下射流风机的最优布置方案，明确各参数对防灾通风设计方案的影响，依托郑万高铁隧道口紧急救援站工程，对火灾工况下风机的布置方案及影响因素进行研究。采用网络通风算法，研究将风机布置于正洞进口段、正洞进口段和平导进口段、正洞进口段和横通道内3种方案的优劣，以及隧道内自然风、火源位置、火灾规模及隧道纵坡等因素对正洞内及防护门处风速的影响程度及规律。研究结果表明： 1）对于隧道口紧急救援站，将风机同时布置于正洞进口段和平导进口段时需要的风机数量最少。2）隧道内自然风对隧道正洞进口段的风速影响最大，而火源位置的影响程度相对较小，火灾规模及隧道纵坡的影响规律相同；相比于隧道正洞，各因素对隧道防护门处的风速影响相对较小。3）同时考虑火灾规模、隧道纵坡、火源位置及隧道内自然风等因素时，满足防灾通风要求的风机总功率为不考虑上述因素时的2.5倍；火灾工况下，开启风机的总功率为不考虑上述因素时的3.0倍。     

特长公路隧道通风竖井施工阶段稳定性分析

结合某隧道2#通风竖井施工项目,采用数值模拟的方法,分析了竖井及风道的施工对围岩衬砌稳定性的影响。研究结果表明：竖井开挖初期,衬砌压应力、壁座拉应力和位移量均随着竖井的开挖逐步增大,最大值分别为8.1 MPa、1.03 MPa和2.62 mm。开挖到第五步和第六步时对衬砌的应力和位移影响最为不利,应采取相应的保护措施。风道开挖后拱底上抬、拱顶下沉,拱底衬砌最大位移量为3.2 mm,临近竖井部位衬砌拉应力值达到3.76 MPa,可能对初期衬砌造成局部破坏。竖井和风道连接部位衬砌和围岩均出现拉应力集中,最大拉应力值分别达到3.8 MPa和1.6 MPa,围岩最大上抬位移为2.66 mm,竖井和风道连接部位出现局部破损,在实际工程的施工中需予以加固。     

峡谷底斜拉桥抗风性能改善试验研究

采用节段模型风洞试验的方法对某峡谷底斜拉桥---西藏迫龙沟斜拉桥的抗风性能进行了改善研究。首先,借助于地形风洞试验结果获得了桥位处风攻角和风偏角大小,并确定了大桥颤振检验风速和颤振试验的风攻角范围;然后,考察了大桥原方案的颤振稳定性并通过气动措施改善了原方案的颤振性能;最后检验了施加气动措施前后大桥涡激共振特性。研究结果表明：峡谷底大跨度桥梁的设计基准高度可参照桥面高度确定,但有必要进行地形试验确定桥位处风攻角和风偏角的实际情况;迫龙沟大桥颤振稳定性出现了＆#177;3＆#176;和0＆#176;风攻角下满足要求而5＆#176;风攻角下不满足要求的现象,因此峡谷底大跨度桥梁颤振稳定性检验只进行《规范》建议的风攻角试验可能存在安全隐患;颤振性能改善措施选取时,应考虑斜风的不利影响,确保大桥有足够的颤振稳定性安全储备。     

TJ-2风洞汽车模型试验的修正方法

讨论了同济大学TJ-2风洞汽车模型试验的修正方法，通过MIRA标准模型组和桑塔纳2000轿车1/4模型的气动力比较试验，建立了TJ-2风洞汽车模型试验的修正程序，比较试验分别在TJ-2和德国斯图加特大学TVK汽车模型风洞中实验，试验分析数据相比，两者之间修正后的阻力系数误差在0.006以内。比较试验结果证明了TJ-2风洞汽车模型试验测量的可靠性和修正方法的适用性。     

考虑通风与围岩条件的寒区隧道温度场模型及作用规律研究

为了解决寒区隧道温度场的预测问题,为寒区隧道抗冻设防提供指导,结合传热学、流体力学的基本方法,根据能量守恒原理,推导寒区隧道风流温度场的传热模型,并在此基础上,借助有限差分方法,探讨通风和围岩条件对寒区隧道温度场分布的作用规律。研究结果表明: 1)入口风温越低,风流速度越大以及断面越大,相同位置处洞内温度越低,这是由于进入洞内的冷空气更多,入口风温每降低5 ℃,同位置洞内风流温度平均降低3. 8 ℃; 2)风流温度决定了离壁面一定范围的围岩温度大小,风流温度越低,冻结深度与受到影响的围岩范围更大; 3)初始岩温越大,围岩温度分布曲线越陡峭,围岩导热系数则相反,且初始岩温每增加 5 ℃,冻结深度减少0. 24 m,受影响的围岩径向深度减少0. 32 m。     

基于圆形断面的隧道温度场有限差分计算模型

除了少数圆形隧道外,大部分山岭交通隧道断面采用马蹄形或端墙式等形状。在隧道温度场的预测中,圆形断面模型能否代替马蹄形等实际隧道模型,其适应性值得研究。应用基于空气－衬砌－围岩的对流－导热耦合作用控制方程的有限差分方法,建立圆形断面模型对东北寒区马蹄形隧道温度场进行计算,并与现场实测温度场进行对比。结果表明： 1) 圆形断面隧道模型有限差分计算方法克服了通用有限元软件建模复杂、对硬件要求高的弊端,考虑了隧道内风流速度和入口风流温度的影响,在隧道温度场的预测计算中能够满足工程使用要求。2）隧道内风流速度和入口风流温度对隧道温度场影响较大。本文算例中,入口风流温度每升高10 ℃,二次衬砌表面温度升高约7.2 ℃,增幅均匀;从1～5 m/s,洞内风流速度每增大1 m/s,二次衬砌表面温度降低的幅度为6.6、2.7、1.5、0.9 ℃,降幅越来越小。     

水平隧道火灾通风纵向控制风速的合理确定

针对2种等宽度、不等高度的水平隧道模型,借助CFD技术分析了环境温度、火灾热释放强度、断面形状对临界风速的影响。选择断面水力高度为特征尺寸,获得2种隧道模型对应的量纲一的临界风速随热释放强度的变化关系,且其与缩尺模型试验及全尺度试验结果相比均具有较好的一致性;并基于CFD模拟结果,分析了Kennedy公式的不足。结果表明,大型隧道火灾通风纵向控制风速的确定过程中应避免使用Kennedy公式计算临界风速。     

关于高速车辆内部气流噪声计算方法的研究

高速车辆的气流噪声是随现代科技高度发展而产生的新问题。此文在风洞实验的基础上，分析了气流噪声向车内传播的基本途径，并采用了边界元（EBM）和统计能量分析（SEA）相结合的方法，针对桑塔纳缩尺模型，对由车外脉动压力诱发产生的模型车内气流噪声的大小进行了理论计算，跟风洞实验结果相比，吻合较好。