船舶撞击桥梁仿真模拟研究现状与展望

船舶撞击桥梁数值模拟作为近些年研究桥梁船撞问题的新兴手段,对桥梁结构的船撞设计和研究桥梁结构船撞破坏特点具有重要意义.数值模拟技术分为前处理模块、计算模块和后处理模块,其中计算模块最为核心.近10年来,国内、外多家高校和科研机构展开的桥梁船撞数值模拟主要为了得到撞击力时程,研究重点没有关注桥梁结构的损伤和破坏状态,采用...     

车用发动机机油冷却器流动的数值模拟研究

应用FLUENT软件对车用叉流板翅式机油冷却器两侧流体的流动进行了数值模拟,紊流模型采用标准的K ε湍流模型,翅片侧采用多孔介质模型进行简化。结果表明,油侧的流量分配比较均匀,而水侧很不均匀,为叉流板翅式机油冷却器的设计改进指明了方向。     

汽车前端冷却模块气动噪声数值分析

采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)和计算气动声学(Computational Aeroacoustics,CAA)分步耦合方法对汽车前端冷却模块气动噪声进行数值分析。将换热器部件等效为多孔介质,利用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)捕捉冷却模块声源信息。利用声学边界元法(Acoustic Boundary Element Method,BEM)计算气动噪声,并将计算结果和噪声试验结果进行对比。结果表明,冷却模块空间声场低频段轴向偶极特征明显;离散噪声突出而宽频噪声相对较小;场点总声压级随转速的增大而增加;出风口场点总声压级较进风口大;增加等效声源数量可提高气动噪声的数值预测精度。计算结果与试验结果吻合较好,说明CFD和CAA分步耦合方法可为冷却模块低噪声设计提供理论指导。     

车用散热器空气流动阻力预测研究

首先建立了管片式散热器模型.根据不同空气质量速度,分别采用层流模型和κ-ε湍流模型对其空气流动阻力进行了数值模拟,模拟结果与试验数据最大相对误差为8.24%.在此基础上,对标准状态下管带式散热器进行了空气流动阻力预测模拟,分别拟合出空气流动阻力和阻力系数随空气流速而变化的曲线.最后提出阻力修正公式,可以用来近似获得不同环境温度下或相似结构散热器的空气流动阻力.     

冷藏车导流罩模型设计及冷藏机组进风量分析

为降低公路冷藏车的气动阻力,设计了半导流罩和全导流罩模型,通过三维数值模拟分析,研究了不同结构形式导流罩模型的外部流场;为使全导流罩在降低风阻的同时减小对冷藏机组进风量的影响,在全导流罩上设计了不同的开孔位置,同时计算分析不同开孔位置全导流罩的冷藏机组进风量。     

利用轮胎模态参数模型对滚动阻力的模拟

利用轮胎模态参数模型对稳态工况下的轮胎滚动阻力进行模拟.计算了不同胎面阻尼下的滚动阻力,所得结果与实际的趋势相符,数值合理.对不同半径转鼓下轮胎滚动阻力的模拟结果与按ISO 181964推荐的公式计算的结果有良好的一致性.表明了该轮胎模型的合理性.     

基于仿生导流罩的厢式货车减阻研究

为降低某厢式货车的气动阻力,设计了6款驾驶室导流罩结构,加在厢式货车模型上进行空气动力特性的数值模拟,得到了货车模型外流场的速度分布、压力分布和湍动能分布等气动特性,详细分析了不同导流罩的减阻机理。在此基础上,通过模仿海豹的头部形状设计了一款仿生导流罩,安装在整车上进行数值模拟,对其减阻性能进行分析。结果表明:先行设计的6款导流罩均具有一定的减阻效果,但模仿海豹头部形状设计的仿生导流罩可大幅度改善驾驶室顶部的流场结构,减阻效果更好,其阻力系数比原始货车模型降低31.1%。     

可直接计算转向流量的改进型DIAL交通分配算法

为了在交通分配中直接计算转向流量而不是通过事后推算获取,利用转向—路段拓扑关系及其衍生路段上流量守恒的规律,对Logit交通分配中最常用的DIAL算法进行改进。改进后的DIAL算法既继承了原算法的基本结构和全部优点,又可在得到路段流量的同时直接计算转向流量,且能避免传统的FURNESS、FRATOR等事后推算模型在进行路段流量至转向流量迭代推算时的过大计算量及其他缺点。最后通过一个经典算例验证了该算法的有效性。     

Multi-path Traffic Assignment Model for Avoiding Short-distance Travel on Expressway and Algorithm Design

以快速路与常规道路功能明确及两者的有效衔接为目标,针对目前交通分配模型应用中没有考虑道路功能、忽略次要道路等问题,基于多路径交通分配模型,提出考虑避免快速路短距离出行的有效路径路权值的计算方法并进行算法设计.对构建的路网采用改进后的模型进行路网流量分配,结果显示,比较原有的分配模型,由于减少了短距离出行分配量,快速路及其节点所承担流量得到降低,而与其平行的常规道路被有效利用.而且,根据避免或减少快速路短距离出行的流量分配结果,便于识别与快速路平行或衔接的常规道路,为快速路路段与节点的设计、与快速路平行或衔接道路的改造,以及快速路与常规道路衔接段设计提供依据.     

大型载货车气动阻力计算与流场分析

基于FLUENT软件求解雷诺平均N-S方程,选用S-A湍流模型,对某型载货车真实外形的复杂绕流场进行了数值模拟,给出了车体表面压力分布、流场结构及空气动力阻力,探讨了减小阻力的技术措施。该方法具有网格数量小、计算结果精准度较高、满足工程设计需要等优点。     

安装参数影响散热器模块性能的风洞研究

为解决车辆冷却系统中多散热器模块的匹配问题,在风洞试验台上研究了间距和热介质进出口位置对某散热器模块性能的影响。试验散热器模块的第1排为中冷器和液压油冷却器,第2排为冷却水箱,第3排是变矩器油冷器。试验结果表明,增大间距可以提高散热器模块总的散热量,但对模块中单个散热器的影响差异很大;调换散热进出口位置有利于提高散热器的换热性能;调整以上两结构参数对模块的总压差影响不大。     

菱形孔支撑板换热器的流动和传热性能研究

弓形折流板换热器作为最常见的传统管壳式换热器,其存在着容易结垢、流阻过大等缺陷,文章针对菱形孔支撑板换热器,通过数值模拟方法进行流动和传热性能研究。结果表明,两种菱形孔支撑板方案的壳侧努塞尔数Nuo相较于弓形折流板方案分别提高了52.20%和51.95%,为异型孔纵向流换热器的优化与选型提供设计参考。     

Transient modeling and validation of lithium ion battery pack with air cooled thermal management system for electric vehicles

A transient numerical model of a lithium ion battery (LiB) pack with air cooled thermal management system is developed and validated for electric vehicle applications. In the battery model, the open circuit voltage and the internal resistance map based on experiments are used. The Butler-Volmer equation is directly considered for activation voltage loss estimation. The heat generation of cells and the heat transfer from cells are also calculated to estimate temperature distribution. Validations are conducted by comparison between experimental results at the cell level and the pack level. After validations, the effects of module arrangement in a battery pack are studied with different ambient temperature conditions. The configuration that more LiB cells are placed near the air flow inlet is more effective to reduce the temperature deviation between modules.     

汽车散热器之平底形换热带

简述将汽车散热器的波浪形换热带折弯处的圆弧形状改变成为平面形状后,能扩大冷却管向换热带导热的面积,提高汽车散热器的换热性能,加强换热元件之间的钎焊连接强度,减少有色金属材料的消耗。     

侧置式重型柴油机中冷器和散热器布置形式对冷却性能的影响

以侧置式重型柴油发动机舱内的冷却模块(中冷器和散热器)为研究对象,建立了发动机舱及冷却模块的内部三维流动与传热的数值仿真模型。通过舱内冷却空气流动与冷却模块的传热耦合仿真分析,研究了中冷器和散热器在前后布置与上下布置两种形式下的散热性能。结果表明:与中冷器和散热器的前后布置形式相比,采用上下布置形式时,散热器冷却液出口温度基本不变,中冷器热侧出口温度降低了24%。中冷器和散热器上下布置形式有利于进一步降低发动机热负荷,减小发动机冷却模块尺寸,节约材料,优化发动机舱空间布局。     

整条公路隧道通风与净化的三维数值模拟

现有的理论分析方法难以分析风速、污染物分布不均对隧道空气净化的影响,难以发现净化通风系统可能出现的问题。为准确地预测带有净化站的整条公路隧道内污染物的分布情况,建立考虑射流风机、车辆运动及净化站等因素的相互耦合作用的数值模型,对不同通风、净化和交通情况下隧道内的空气流动和污染物分布进行预测,并对模型进行验证。利用该模型对一采用旁通型净化站的实际公路隧道内的空气流动和污染物分布进行数值模拟。结果表明： 1）隧道内空气流动不是一维的,在旁通净化站处的主隧道中存在空气回流现象; 2）净化站的存在导致了局部通风量的下降,使净化段的主隧道污染物质量浓度突然升高,达到整条隧道的最大值; 3）在设计此类净化通风系统时,应该校核“与旁通风道平行的局部主隧道段末尾处”的污染物水平不高于相应的限值标准。     

基于往复流风冷的动力锂电池热仿真正交分析

随着电动汽车销量的增加,动力电池的热安全问题日益受到关注,电池温度过高会影响电池的性能,严重时会导致热失控的发生。为研究锂电池的放电特性,探究不同因素对电池组往复流风冷散热的影响规律,基于外接UDF的Fluent仿真计算,利用正交试验,分析了入口风速、冷却空气温度、往复流周期三个参数对电池温度分布的影响规律。研究结果表明往复流周期对电池组温度分布均匀性的影响最大,入口风速对电池组最高温度影响最大,而冷却空气温度影响则相对较小。在此基础上,进一步获得了往复流散热性能的最优匹配参数。     

汽车空调换热器发展趋势的研究

汽车空调中的换热器是非常重要的部件,它们是空调换热性能最关键的部件,当今汽车零部件的发展是体积小型化、高性能的要求,在换热器上的发展也是日新月异。通过研究世界上著名的汽车空调厂家的换热器的最新的发展趋势,为国内换热器的发展提供一定的参考。     

隧道运营期内部空气温度的预测分析

运营隧道内空气温度的合理预测有助于改善隧道内部环境。为了准确预测分析运营隧道内气温，引入传热第三类边界条件，耦合隧道径向及轴向二维轴对称的围岩温度导热方程与洞内气流温度方程，推导出隧道空气温度和内壁面温度的分析解，该分析解法与文献报道数值解法计算得到的巷道内气温差值在０．５℃以内。以武汉长江隧道为例，对运营隧道内的空气温度进行计算分析。结果表明：洞内气温的计算结果与实测数据的差值大多在１℃以内，且温度变化趋势一致，进一步验证了本文分析解的正确性；随着风速的增加，出口气温不断降低且降幅逐渐减小，即降温效果已逐渐不明显，表明运营隧道内的风速控制需综合考虑降温效果和动力消耗。     

Experimental study on performance characteristics of cold storage heat exchanger for ISG vehicle

The ISG (Idle Stop and Go) system isvery useful in the automobile industry because it increases fuel consumption and reduces green house gas emissions. However, when the engine is on standby, the air-conditioning system does not work due to compressor inactivity, causing thermal discomfort to passengers. This study examines the thermal storage system, which is a cold storage heat exchanger integrated with a current evaporator. The experiments were conducted for an optimum cold storage heat exchanger design with various fin heights and densities, a number of stacking evaporator plates, refrigerant flow circuits inside the evaporator, and PCMs (Phase Change Materials) in the heat exchanger. The effects of coldness-release performance were examined with various ambient temperatures and air flow volume rates to the cold storage heat exchanger. The visualization of PCM’s freezing and melting was conducted with the cold storage heat exchanger. From the results, we found that the air discharge temperature of the air-conditioning system that was applied to the optimum cold storage heat exchanger was delayed around 540 seconds compared to the current air-conditioning system to reach 24 °C. Thus we can say that the cold storage heat exchanger integrated with an evaporator is an effective solution for ISG vehicles in maintaining thermal comfort in vehicle cabins during short engine stops.