高速列车整车气动噪声及分布规律研究

本文建立包括头车、尾车、中间车、受电弓、转向架在内的CRH3型高速列车整车三维绕流流动的数值计算模型,用Fluent软件计算不同速度的外部稳态流场,基于稳态流场结果,使用宽频带噪声源模型计算车身表面气动噪声源,得到车体表面声功率级分布;以稳态流场为初始值,用大涡模拟计算车外部瞬态流场,基于瞬态流场用FW-H噪声模型预测高速列车辐射的远场噪声;分析车体表面声功率级和远场总声压级的分布规律,并将车体侧面远场噪声计算结果与试验结果进行比较分析。结果表明:列车高速运行时的气动噪声源主要是迎风侧车头及受电弓等曲率变化较大的曲面,受电弓滑板表面声功率级最大,高于头车头部15dB;从总声压级来看,受电弓滑板、头车第一个转向架和头车鼻尖处总声压级分别为160dB、135dB、130dB,受电弓滑板处具有最大的总声压级;从车体侧面噪声来看,离地面越近噪声越大。通过将远场噪声计算结果与噪声测试结果的对比证明了本文计算结果的准确性。     

裙板结构对地铁车辆气动性能的影响

采用计算流体力学的方法,分别分析了地铁车辆在明线行驶和通过隧道时,车辆转向架及周围裙板结构对地铁车辆整车气动性能的影响。计算结果表明,安装裙板可以有效降低地铁车辆转向架区域的气动阻力,其中对第1台转向架的影响最为显著,但同时也会导致列车车身阻力的增加;安装裙板后的地铁车辆在明线行驶时,整列车的气动性能得到明显改善,但当其通过隧道时,整列车的减阻效果并不明显。     

高速列车车头的气动噪声数值分析

随着列车运行速度的提高,列车气动噪声变得越来越明显,降低气动噪声已成为控制高速列车噪声的关键之一。本文对高速列车车头气动噪声进行数值分析。首先,建立高速列车三维绕流流场的数学物理模型,分别利用标准k-ε湍流模型和大涡模拟计算高速列车的外部稳态和瞬态流场。然后,基于稳态流场,利用宽频带噪声源模型计算高速列车车身表面气动噪声源;基于瞬态流场,分析车身表面脉动压力的时域及频域特性;利用Lighthill声学比拟理论,计算高速列车远场气动噪声,分析远场气动噪声的时域及频域特性。本文对研究和控制高速列车气动噪声具有一定意义。     

基于非定常流场的离心压气机气动噪声分析

对150mm直径车用涡轮增压器离心压气机的流场进行非定常数值模拟,将流场的静压力脉动从时域转换到频域,根据声学原理,对该离心压气机近场声源区的频谱特征进行研究.结果表明,针对本算例,离心叶轮向外辐射的噪声信号在频域上体现出旋转噪声的特性,基频振幅达到了7 000 Pa数量级,而湍流噪声则十分微弱,对压气机的声辐射特性影响很小,基本可以忽略.进一步对湍流噪声的单独分析表明,湍流噪声基频为叶轮的整周通过频率,这是由下游流道的非对称几何结构蜗壳喉部决定的,并且其基频振幅达到了5 000 Pa量级.     

理想薄平板气动导数的人工神经网络识别

介绍一种用BP人工神经网络方法识别理想薄平板的气动导数的方法．通过构造BP网络，比较各种因素对识别结果的影响．数据处理方式对神经网络的训练结果影响很大．隐层单元数量、训练次数、随机赋值次数、样本数量等对训练结果也有影响，但影响较小．采用这种方法识别理想薄平板的气动导数是可行的，并且具有较高的精度．     

基于支持向量机的水下航行器操纵运动在线建模

本文对水下航行器的操纵运动在线建模进行研究。使用增量式最小二乘法辨识得到了MARIUS AUV的水动力导数。为了提高辨识精度,使用积分型辨识样本结构进行输入输出样本对的构造。基于约束模试验获取的水动力导数,进行操纵运动仿真,得到纵向速度、横向速度、摇首角速度和舵角等样本参数。通过试验水动力导数和辨识得到的水动力导数对比,表明辨识算法的有效性。该研究对水下航行器操纵运动的在线建模和控制应用具有重要意义。     

基于体积力法的全附体KCS型船模PMM运动数值模拟

为高效、精确地求解船舶操纵水动力导数,以全附体KCS型船模为研究对象,基于RANS方程及VOF模型,在star-ccm+平台上采用体积力法模拟螺旋桨作用,计及自由面兴波及航行姿态变化对船模水动力的影响,开展斜航、纯艏摇、漂角和艏摇组合3种平面运动机构(Planar Motion Mechanism,PMM)运动的数值模拟,将横向力Y、艏摇力矩N、横倾力矩K的数值模拟结果与试验结果进行对比,并依照PMM试验的动力学方程,通过最小二乘法拟合和傅立叶积分,将数值模拟结果与试验结果的时历曲线进行分析处理,求得操纵水动力导数。研究结果表明:该方法用于数值模拟PMM运动是可行的;求得的水动力导数中Y′vvv,N′vvv误差略大,其余水动力导数误差均在15%以内。     

移动地面条件下的微型车外流场数值模拟研究

为研究地面边界条件对汽车外流场数值模拟的影响,制定了两种方案对某微型车进行数值模拟计算,并对结果进行分析．研究表明：不同的地面边界条件对汽车的底部流场有很大的影响,而对上部流场影响不大;不同的地面边界条件对汽车的气动升力和前轮的升力影响很大,对气动阻力和后轮升力影响较小;在汽车的外流场数值模拟中,采用移动地面条件可以提高数值模拟的精度．     

气动加热下三角机翼颤振

根据热气动弹性特点,探讨了气动加热温度对三角机翼模态特性和颤振特性的影响.基于热流量平衡方程,分析了气动加热下三角机翼的温度场;用有限元法求气动热效应下2个典型的超音速三角机翼模型的模态;按二阶活塞理论计算了翼面的非定常气动力,并用P-K法对颤振方程进行求解.计算结果表明,气动加热后结构的模态特性和颤振特性均发生变化;由于温度效应降低了各阶固有频率,改变了它们之间的差距,从而导致颤振速度降低.     

汽车尾随情况下外流场计算仿真分析与研究

利用计算流体力学(CFD)软件CFX对轿车尾随集装箱车的过程进行了数值模拟,得到在尾随过程中轿车的气动阻力系数相对变化曲线图,并对尾随时轿车外流场进行分析与研究,仿真分析表明:轿车的气动阻力系数随两车距离减小而减小,当车间距为2倍的轿车车长时达到最小,车间距再减小时气动阻力系数又增大.