混合动力机车冷却间CFD分析及结构优化

以混合动力机车冷却间为研究对象,利用计算流体动力学软件ANSYS-FLUENT对冷却间内部进行仿真分析.研究空气滤清器,通风机和冷却风扇处空气流量以及散热器的通风冷却情况,提出对散热器风扇总成的结构优化方案.经过对比计算结果并分析两种方案可知,改进方案能够在相同条件下达到设计要求,并同时有效降低散热器的温度,缓解初始方案中通风死区的影响以及散热器温度集中的问题.     

3000马力混合动力机车多部件通风冷却系统研究

采用CFD仿真计算对3000马力混合动力机车多部件通风冷却系统进行研究,改进风道结构,确保各牵引电机风量满足要求且相对均匀,同时保证辅助电气间和变流电气柜的冷却通风量.搭建全尺寸地面模拟试验台,采用1∶1比例风道模型、真实产品作为各终端负载,进行多部件的通风系统地面模拟试验,结果表明设计思路、方案是正确和可行的,开创了全新的多部件通风冷却的研究方法.     

顶置压风干式内燃机车冷却装置导流板流动特性分析

为了研究不同外型导流板结构的导流效果,针对内燃机车顶置压风干式冷却装置导流板建立了三维计算模型.运用计算流体动力学方法对导流板样条轮廓线进行数值拟合与数值仿真计算,通过分析流场结构对比最佳导流方案.研究结果表明:不同形状的导流板对冷却装置的流场均匀性有明显的影响.经仿真计算,具有均匀渐扩形状样条曲线的导流板导流效果最佳,该型导流板轮廓线可以充分利用边界层效应,使散热器内的速度、压力、湍动能、湍动耗散率平均值最大,方差和标准差最小,相比其他方案其波动最小、流场均匀性最好,从而达到了良好的导流作用,此工作为该型机车冷却装置导流板的结构设计提供了理论依据.     

环形交叉口储备通行能力计算

在介绍环形交叉口入口通行能力、交织段通行能力和总通行能力等计算方法的基础上,给出了环形交叉口流量流向矩阵形式并以此来表达冲突流量,对于入口通行能力的线性回归模型,以各入口流量之和达到最大值为目标及各入口车流饱和度均满足一定服务水平为约束,假设交叉口各入口转向比例不变并当实际流量增加时,首先在环形交叉口某一瓶颈入口处达到饱和,此时环形交叉口各入口流量之和即为储备通行能力.论文给出了储备通行能力的推导过程并以英国Kimber公式、瑞士Bovy等人的公式为例,针对大连市数码广场环形交叉口的实际调查数据,用两种方法计算出该交叉口的储备通行能力.结论说明:该方法对于入口通行能力为线性回归模型的环形交叉口储备通行能力的计算均适用,并可由此找出环形交叉口的瓶颈入口.     

环形交叉口储备通行能力计算

在介绍环形交叉口入口通行能力、交织段通行能力和总通行能力等计算方法的基础上,给出了环形交叉口流量流向矩阵形式并以此来表达冲突流量,对于入口通行能力的线性回归模型,以各入口流量之和达到最大值为目标及各入口车流饱和度均满足一定服务水平为约束,假设交叉口各入口转向比例不变并当实际流量增加时,首先在环形交叉口某一瓶颈入口处达到饱和,此时环形交叉口各入口流量之和即为储备通行能力.论文给出了储备通行能力的推导过程并以英国Kimber公式、瑞士Bovy等人的公式为例,针对大连市数码广场环形交叉口的实际调查数据,用两种方法计算出该交叉口的储备通行能力.结论说明：该方法对于入口通行能力为线性回归模型的环形交叉口储备通行能力的计算均适用,并可由此找出环形交叉口的瓶颈入口.     

基于FLUENT的汽车出风口和进气格栅对发动机舱温度场分布的影响

为了降低发动机舱内的温度,根据发动机舱内温度场的分布,提出通过改善出风口和进气格栅处的结构来降低发动机舱内的温度。运用PROE软件建立具有导流结构的发动机舱出风口和下进气格栅模型,利用GAMBIT生成计算区域网格、设置边界条件,利用FLUENT软件对各模型进行仿真计算。仿真结果表明:发动机舱出风口处的导流结构可有效降低机舱内的温度;优化下进气格栅导流板安装角度,可使冷却气流得到最有效的利用,其中通过散热器的冷却气流流量较改进前增加了8%。     

动车组牵引电机冷却风道流场数值计算

基于不可压缩流体控制方程和标准的k-ε湍流模型,建立动车组牵引电机冷却风道的三维流场计算模型,在两种计算工况下对其内部流场进行数值计算,得出风道(包含硬风道和软风道)损耗及软风道出风口处的风压和风量,对风道的设计方案进行评估.计算表明:两种工况下,风道总压降为266.1~356.7 Pa,风道出口的压力能达到2 880~3 150 Pa,风道两出风口的相对误差为2.53%~5.30%,风道的设计方案均满足设计要求.     

柴油机曲轴淬火温度场模拟计算及淬硬层深度预测

利用ANSYS有限元分析软件，采用三维非线性有限元方法对柴油机曲轴中频淬火瞬态温度场进行了模拟计算；利用临界冷却 速度为判据预测了曲轴的淬硬层深度，计算结果与实测结果吻合较好。     

水冷磁体容器的结构设计与强度分析

为建造稳态强磁场水冷磁体实验装置,对水冷磁体容器进行了结构设计.设计中,容器的封盖采用三层环形钢板叠加焊接而成,采用双层筒体,即内筒体与外筒体,并由上下两部分组成.用三维绘图软件Solidworks设计出容器的结构模型,采用有限元分析方法,将容器的结构模型转入到COSMOSWorks平台,对容器进行应力与位移的分析计算,按照压力容器的设计规范,对容器的各类应力进行了应力强度评定.计算结果显示,容器的最大位移为0.499 mm,容器的强度、位移和安全性满足设计要求.     

地铁车空调风道挡板对车厢内温度均匀性的影响

以某地铁中车为研究对象,采用标准的κ-ε湍流模型对空调风道及车厢内部三维空间区域定员230人工况下的空气流动和传热状况进行了数值分析,并对空调通风设计方案做量化评估,计算中综合考虑了车体壁面传热、人体散热等多种传热过程.由计算结果可知,风道第8个出风口有空气逆流现象且车厢内部温度分布不均匀.针对上述缺点,对第8个出风口周围挡板相对位置及数量进行调整.新方案消除了风道出风口逆流现象,车厢内人体舒适区的温度分布均匀性得到改善,温差由原方案的4℃降为2.5℃.     

水冷型质子交换膜燃料电池温度控制策略

为了解决传统温度控制策略在质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)电堆实际操作过程中存在的强耦合性,避免在电堆电流大幅加载时电堆内部出现短时高温,提出了一种基于电堆空气入口压力变化的改进温度控制策略.该策略以冷却水入口压力为调节目标,通过调节冷却水泵的转速控制冷却水流速,调节散热器风扇转速控制电堆冷却水入口温度.考虑电堆极板耐压的条件下,在自主搭建的多功能PEMFC测试平台上对传统控制策略与改进控制策略做了实验对比.结果表明,改进温度控制策略使冷却水入口温度最大超调量减小34.7%,冷却水出入口最大温度偏差减小17.8%,实现了较高的控制精度;电流从120 A降低到90 A时,调整时间最少缩短100 s,提高了系统的响应速度,满足燃料电池发电系统对温度控制的需求.      

双洞互补式隧道通风横通道风机位置的确定

文章分析了诱导风机在横通道不同位置对通风网络的影响。根据射流通风理论,得出射流断面风速大时会导致偏流的出现,影响气流组织的发展。数值模拟结果验证了偏流现象的产生,指出诱导风机射流断面风速及诱导段长度决定风机最佳位置。研究发现,风机设置在横通道前部比设置在中部有利于气流组织,可减少汇流三通处的阻力损失。     

基于PLC的净化空调循环机组自动控制的设计与实现

净化空调控制系统由空气净化系统和自动控制系统组成。空气净化系统包括通风管道、空调机组等,其中空调机组中装有风机、过滤器、表冷器、加热器和加湿器等设备,风机的作用是使空气流动起来形成风,过滤器能够净化空气,表冷器、加热器和加湿器能够实现空气温湿度的调节。自动控制系统通过现场的各种传感器、变送器采集现场的信号,然后驱动现场的各种阀门、执行器进行动作达到调节空气的作用。其中空气净化系统的主要设备是空调机组,空调机组又有新风机组和循环机组2种,新风机组构成、工作原理及自动控制的实现在其他文献已经作了介绍,这里就循环机组相关控制参数、构成与自动控制的实现进行详细的阐述。     

悬索桥隧道式锚碇横断面形状对其承载性能影响(英文)

应用有限元软件ABAQUS对比分析了马蹄形和圆形两种横断面隧道式锚碇的承载性能。围岩及锚碇采用实体单元模拟,围岩与锚碇之间设置接触面单元;围岩采用扩展的Mohr-Coulomb屈服模型;使用超载法分析锚碇的极限承载能力。计算结果表明:马蹄形断面在边墙与拱以及边墙与底板的交界处出现较大应力集中,圆形断面应力分布均匀;在断面面积相等的情况下,相同缆力作用下圆形断面锚碇位移小于马蹄形锚碇约22%,极限承载力高出马蹄形锚碇约18%,说明圆形断面承载性能优于马蹄形断面。     

贯流风扇内部流场流动特征及流速分布的研究

通过激光幕及激光多普勒流速计（ＬＤＶ）等先进实验手段,对目前家用、车用小型空调中所使用的贯风流风部流场进行了可视化及流速分布研究,得出了贯流风流内部流动随着叶轮片倾角及热交换器有无等条件变化而变化的规律。     

地铁车辆辅助变流器的气动噪声研究

为了解决地铁车辆辅助变流器噪声超标1.5 dB（A）的问题,基于数值模拟和噪声测试相结合的方法,对辅助变流器的气动噪声特性进行了分析. 首先通过大涡模拟计算辅助变流器的气动噪声源,然后基于声类比法计算气动噪声源在流道和外部空间的声传播,最后分析风机与流道的涡流和噪声分布云图,对比各测点声压级频谱仿真和试验结果的变化趋势. 研究结果表明:在距离出风口0.4 m处仿真和试验的峰值频率均为290 Hz,量值仅相差5%,说明仿真方法正确可行;风机进口速度不均匀度过大、风机叶片涡流过多是导致风机噪声过大的原因;通过在风机进口增加方形整流网,改善了风机进口速度不均匀度,减少了风机叶片涡流,实现相同测点总声压级降低2.5 dB（A）.      

轴心受压方形截面钢管混凝土叠合柱耐火性能

为探讨轴心受压方形截面钢管混凝土叠合柱的耐火性能,对4根轴心受压方形截面钢管混凝土叠合柱进行了试验研究,并对火灾荷载比、截面含管率和截面边长等对耐火性能的影响进行了有限元分析.研究结果表明:当火灾荷载比减小、截面含管率和截面边长增大时,火灾作用下试件的轴向膨胀变形增大,轴向压缩变形减小;在相同的升温曲线和火灾时间作用下,截面边长增大时,柱内温度降低;含管率变化对柱内温度场影响较小.火灾荷载比、截面边长和长细比是影响轴心受压方形截面叠合柱耐火性能的主要因素;含管率、纵筋配筋率和材料强度变化对轴心受压方形截面叠合柱耐火性能的影响较小.      

基于分段控制的MMPC排气管段几何建模方法

MMPC系统排气歧管出口形状与入口形状有较大差异。为降低歧管内的流动损失,需要入口形状沿歧管轴线平滑过渡到出口形状,确定歧管截面形状沿歧管轴线的分布规律是实现平滑过渡的前提。给出一种基于分段控制的MMPC排气歧管几何建模方法,建立对出口、入口形状近似程度不同的一组截面,通过各截面在扫描路径上的位置变化,控制MMPC排气歧管段的平滑过渡,为MMPC排气管段的优化设计建立基础。     

基于集群效应的独立式冷却模块气动特性研究

为了研究独立式冷却模块中多热交换器气动特性之间的集群效应,以典型双热交换器工程机械独立式冷却模块为例进行试验与数值仿真研究. 采用多孔介质模型模拟热交换器,利用多重参考坐标系方法模拟风扇性能,建立4种不同热交换器布置方案下的独立式冷却模块数值模型,对比分析气动特性,并进行冷却模块气动性能试验;通过改变热交换器间面积比与厚度比,完成独立式冷却模块气动特性主动控制方法的数值仿真研究. 研究结果表明:独立式冷却模块气动特性上具有独特的集群效应,即当热交换器呈对置方式布置时,不论两者的倾斜角度如何,气动阻力都相等;数值仿真发现相比于面积比控制,当采用厚度比控制的主动控制策略时,改变独立式冷却模块热交换器之间的厚度比,流量比变化更为平缓,且受风扇转速的影响更小,并据此得到两热交换器之间冷却风量、气动阻力与结构参数之间的试验关联式.      

双侧壁导坑与 CD 法对超大断面隧道开挖影响分析

随着高等级公路的大量建设,超大断面隧道不断涌现。目前对超大断面隧道力学性质与支护结构机理及其施工方法的研究仍然不足。以郑州市中原路西延线韩门超大断面隧道为工程依托,采用有限元分析方法,对超大断面隧道开挖过程进行有限元模拟,揭示双侧壁导坑法与CD法开挖方式下隧道围岩的变形规律、应力分布特征等,为超大断面隧道设计和施工提供理论依据,并通过现场监测予以验证。揭示大断面隧道开挖变形机理,优化施工技术,以指导超大断面隧道设计和施工。