特长公路隧道正洞送排风口间短道流态数值分析研究

结合特长公路隧道竖井送排通风系统设计方案,运用了计算流体动力学(CFD)方法对隧道正洞送排风口间短道流态进行三维数值分析,确定出短道流态的影响因素,并给出确保短道流态满足设计要求的土建设计方法和运营风量调控措施,结论可供相关通风工程设计参考.     

桥塔遮风效应对风-车-桥耦合振动的影响

为考察横向风作用下桥塔附近风场突变对行车安全性和舒适性的影响,采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法对大跨度悬索桥桥塔区域桥面风场进行了仿真分析.通过组合节段模型风洞试验,测试了车辆沿不同位置的轨道运行时车辆、桥梁的气动力系数.基于不同位置轨道处的风场分布和测试的气动力系数,采用自主研发的桥梁结构分析软件BANSYS,对车辆沿不同位置轨道通过桥塔区域时的动力响应进行了对比分析.研究结果表明,桥塔附近桥面风场变化剧烈,存在局部加速效应;桥塔处风场突变效应对车辆横向响应的影响明显.     

SPH法模拟立面二维溃坝流动应用研究

光滑离子流体动力学(SPH)法是一种纯拉格朗日(Lagrange)无网格方法,近年来发展日趋成熟。对SPH法的基本原理、核函数及控制方程离散格式、边界处理方法等进行了介绍。在此基础上建立了数值水槽模型,模拟了立面二维溃坝流动问题,并将所得结果与VOF法及模型试验得到的结果进行比较,结果表明:SPH法能够捕捉到流体的飞溅及融合现象,适于模拟具有瞬时极大变形等物理力学问题。     

基于STAR-CCM+的某轻型客车除霜性能提升研究

针对某轻型客车在寒带地区除霜性能不佳的问题,使用STAR-CCM＋软件对除霜风道结构进行优化分析,通过优化前后两种除霜风道对汽车前挡风玻璃除霜性能影响的比较,获得优化前后汽车前挡风玻璃速度场分布及其冰层的融化过程,仿真结果表明优化后除霜风道的除霜性能得到显著提升,并通过环境舱除霜试验得到验证,为汽车除霜系统的设计提供了参考。     

基于海流速度和流向的水雷水中弹道建模与仿真

发射水雷时,由于水下环境的复杂性导致水雷的水中弹道要受到多种干扰因素的制约,为分析海流速度和方向对水雷水中运动状态的影响,针对水雷由鱼雷管水平发射出管,在解欧拉方程易出现奇异性而难以求解的问题上引入四元数法,建立基于四元数法的水雷在静水中的弹道模型;分析海流影响下的水雷水中弹道,建立基于海流的水雷水中的弹道模型。仿真水雷在不同流速、流向下的弹道,分析海流流向与水雷出管速度方向异同时,水雷在水中的运动规律和散布规律。实例表明,仿真结果与有关资料和实际获得的数据相吻合,可为部队执行布雷作战使用提供参考依据。     

基于CFD的双艉船型阻力数值预报

根据船体阻力成因和预报方法的讨论分析,提出一种应用计算流体动力学（CFD）理论进行双艉船型阻力数值预报的方法。该方法采用势流理论计算兴波阻力,基于粘性流理论计算粘性阻力。通过对某典型散货双艉船与液货双艉船在不同航速下的阻力预报及其试验数据的比对分析,结果显示,预报误差基本控制在4%以内。研究表明,该方法计算效率较高、易于实现、经济性较好,且预报精度能满足工程需要,具有较强的工程实用性。     

螺旋桨毂帽鳍节能性能的数值模拟

毂帽鳍作为一种新型的船用节能装置,合理地安排其在桨后的位置,能明显提升螺旋桨的推进效率,因此,有必要对毂帽鳍的节能效果进行研究.采用计算流体动力学方法,对毂帽鳍的敞水性能进行模拟.通过改变鳍叶在桨后的各个参数,分析其尾流的变化,以及各重要剖面处的压力分布等情况.模拟结果表明：鳍叶的不同安装角位置对桨的效率变化有明显的影响,而轴向位置的改变则对其效率的提高影响不大.通过观察尾流分布及压力分布图,可以直观地看出鳍叶的主要功效是产生与螺旋桨转向相同的扭矩,同时使尾流速度降低从而削弱乃至消除毂涡.     

舰船发动机排气管内顺流喷雾降温的CFD分析

发动机排气管废气出口温度过高是影响舰船红外隐身性能的重要因素之一.在排气管内喷雾能有效降低废气出口温度.针对排气管内顺流喷雾时的气液两相湍流流动与热质传递,用Euler-Lagrange方法建立了数理计算模型,用CFD计算软件进行了数值模拟.考察了水雾出口温度、水流量、水雾喷射夹角及雾滴初始粒径对喷雾降温效果的影响.结果表明:排气管内顺流喷雾时,废气出口温度大幅降低,呈倒钟形分布;废气出口温度的大小和分布与水流量、水雾喷射夹角及雾滴初始粒径息息相关;水流量越大、雾滴初始粒径越小,则废气出口温度越低,废气出口温度与水流量的大小基本呈线性关系;雾滴初始粒径越小、水雾喷射夹角越大,则废气出口温度分布越均匀;而废气出口温度的大小与分布对水雾出口温度的变化并不敏感.     

基于光滑粒子的水蒸发仿真

针对水蒸发仿真中蒸汽运动形态与现实不符和水运动形变失真的问题,提出基于光滑粒子流体动力学方法建立水蒸发仿真粒子模型,利用噪声函数扰动蒸汽粒子的运动速度,对蒸汽扩散进行仿真;根据热传导更新水粒子温度,将温度引入受力模型更新粒子状态,对水受热运动过程进行仿真.仿真结果表明,上述方法能够精细地模拟出蒸汽运动形态的变动特征,很好地解决了水受热时运动形变与现实不符的问题,有效地增强了水蒸发仿真的视觉效果.     

CFD计算软件OpenFOAM在Wigley船模水动力特性分析的应用

随着船舶制造行业市场竞争的日益激烈,大型船舶制造企业要想在激烈的竞争中占据有利地位,必须提高舰船设计与制造水平。舰船的水动力特性直接决定了舰船的摩擦阻力和动力学性能,提高舰船的水动力特性具有深远的意义。本文研究对象是国际船舶领域通用的Wigley船型,结合计算流体力学分析软件Open FOAM,对Wigley船型的流体动力学特性进行了系统分析,有助于提高Wigley船型的流体动力学性能。