轴流式涡轮机动叶片的叶顶间隙对其气动性能影响

采用数值方法对不同叶顶间隙下某型号船用轴流式涡轮机的气动性能进行了对比分析.结果表明,叶顶间隙对喷嘴环前缘的压力分布和涡轮内的温度分布影响明显,过小和过大的叶顶间隙都会导致喷嘴环前缘高压力区的产生,并导致涡轮内局部高温度区域扩大;随着叶顶间隙的增大,喷嘴环后缘底部、吸力面及叶顶间隙内局部高熵区随之增大,燃气能量损失增大.     

有轨电车轮轨型面匹配问题的研究

利用轮轨型面测量仪测量大量即将磨耗到限的车轮踏面和钢轨轨头型面(简称旧轮和旧轨型面),从中选取具有一般性的型面建立三维有限元模型,分别研究了新旧车轮与新旧钢轨配合接触问题。通过几种轮轨接触模型的计算,总结了不同模型的接触斑面积、形状、位置,以及接触力分布和等效应力的变化规律,并分析了旧轮和旧轨被挤压出飞边的原因。结果表明:新轮-旧轨接触模型的接触斑面积较小,等效应力较大,接触位置在轨顶的两侧,说明磨耗到限旧轮踏面被镟修成标准轮踏面形状的不合理性。旧轮-旧轨配合,与其他模型相比接触斑面积最大,轮轨匹配相对较好,因此,适应旧轨轨头型面的车轮踏面形状设计对于减缓轮轨磨耗具有重要的意义。     

级环境下叶轮前缘倾角对离心压气机性能的影响

对某船用离心压气机进行了级环境下的气动性能仿真分析,结果表明,原方案中叶轮进口处能量损失过大,致使叶轮内效率下降过快,不满足要求.为此,针对性提出叶片前缘倾的两种优化方案.研究表明,叶轮前缘倾角对离心压气机级的气动性能影响较大,每一个结构确定的叶轮都有一个最优的前缘倾角,该倾角可以有效改善气流在流道内的流动情况,明显减小进口处的能量损失,从而使压气机的整级性能得到提高.     

带疏散通道的高速铁路隧道内列车风分布特征

采用数值方法对高速列车在带疏散通道的隧道内列车风时程变化规律和空间分布特征进行了研究.结果表明,测点处列车风的风速在车头与车尾经过时变化较剧烈,隧道纵向列车风最大值出现在列车完全进入隧道后的时段,且车头、车尾附近的列车风以横向风为主.隧道内会车时,列车风的时程变化规律与单车运行情况下基本相同,由于列车风反向叠加,两车之间的列车风风速很小,且在在隧道内呈中心对称分布.近列车疏散通道内纵向列车风变化规律与隧道中线附近的列车风基本相似,而远列车侧疏散通道内纵向列车风风速变化相对缓和.     

机车用轴流式风机性能测试与数值分析

为探求某机车用轴流式风机的系统性能,对不同工况下带有前后导叶的该风机内部流场进行了数值仿真.模拟结果表明,在叶片转速不变情况下,随着气体流量的增加,叶片的气动压力增加,功率增大,风机的效率也随之提高;在气体流量保持不变时,随着叶片转速的增加,叶片的气动压力增加,功率增大;当风机出口存在阻力时,则叶片的气动压力增加,功率也增大.研究还表明,叶片两侧的最大气压差可达10 500 Pa以上,高速旋转时对叶片有一定危害.计算结果与试验测试结果的对比表明,二者吻合较好.     

风屏障在中国帽型突变风与列车风耦合作用下的气动响应

建立了风屏障在突变风与列车风耦合作用下的三维仿真模型,分别研究了透风率为30％的风屏障在横风、突变风及车致脉动风耦合作用的气动响应,分析了其表面的气动压力分布特征及原因.结果表明,风屏障受到横风与车致脉动风耦合作用时,车致脉动风产生的压力对风屏障起主要作用,横风作用减小了风屏障所受头波的正压峰值,增大了其尾波的负压峰值.当风屏障在受到突变风(风速平均值13.8 m/s)与车致脉动风耦合作用时,风屏障所受的压力比横风(风速13.8 m/s)作用下大得多,情况复杂也得多,风屏障所受的头波正压峰值扩大了9.7倍,尾波负压峰值扩大了2.4倍,气动压力变化率增大了2.5倍,持续作用时间增大了2.4倍.     

爆炸荷载作用下高速列车车窗玻璃的动态响应

列车侧面爆炸环境下,车窗玻璃在强冲击载荷作用下容易破碎伤人,70％伤亡人员是由爆炸冲击波对玻璃损伤后产生的高速飞溅碎片造成.针对这一问题,以某型动车组二等座车厢的车窗为研究对象,建立带有复杂车窗结构的高速列车三维有限元模型,采用LS-DYNA软件中的CONWEP计算模型,并考虑玻璃板块间惰性气体层作用以及PVB胶的影响,结合ALE多物质算法进行数值模拟.研究结果表明,以7 kg TNT为爆炸物输入条件,当爆距为2.5 m时车窗外层玻璃冲击波超压峰值达到971.4 kPa,内外层玻璃发生大面积脱落.当爆距为4 m时,车窗玻璃板心最大位移为16.1 mm,其速度峰值为11.5mm/ms,加速度峰值为26.3 mm/ms2,在爆距为2.5 m时,加速度响应的最大值为945.5 mm/ms2,远远大于4 m时的加速度响应值.在TNT当量一定的条件下,车窗玻璃板心位移峰值、速度峰值、加速度峰值随着爆距增大呈指数型衰减.     

级环境下叶片表面粗糙度对压气机气动性能的影响

采用数值方法,在压气机级环境下研究了叶片表面粗糙度对压气机内部流场及特性参数的影响.结果表明,叶片粗糙度对压气机的主要性能参数影响明显;随着叶片粗糙度的增大,压气机级性能衰减加剧,叶轮叶片表面粗糙度增加到100μm以上时,在近失速工况下压气机的总压比和等熵效率下降达10%以上,压气机内气流能量损失增大,尤其是靠近叶轮前缘中上部的气流能量损失严重,同时引起叶片端壁温度升高.     

声呐导流罩关键结构参数对航行阻力的影响

外形轮廓和结构参数是决定声呐导流罩航行阻力与水声性能的主要因素,导流罩突出于船体的底部或首部,可以明显降低水流对声呐探测性能的影响,但其在一定程度上增大了航行阻力。本文通过数值方法研究导流罩的最大水面线长宽比和最大纵剖面宽高比等关键结构参数对某I型船航行阻力的影响。结果表明,声呐导流罩的长宽比为3.4~3.6及宽高比为1.1~1.2时,船航行时所受的阻力明显比加装其他比例的导流罩小,且其排水体积相对整个船的排水体积也较小,综合性能最佳。数值结果与相关的实验数据吻合较好。     

HX_D3B型机车机械间热流场数值研究

由于电力机车机械间内发热部件较多,为确保正常行车环境下机械间的温度不超过允许范围,有必要对机械间内部的热流场进行深入研究。文章对HXD3B型机车机械间的热流场进行了三维数值研究,分析了恶劣环境温度(如40℃和-40℃)下行车时机械间的温度场与流场分布,研究了不同散热条件对机械间热流场的影响。根据数值模拟结果,任何环境温度下,机械间必须设置并开启通风散热机构,否则机械间内的温度就会超限,还提出了散热机构的优化设计建议。