基于CFX的方程式赛车绕流场分析与优化

针对某型大学生方程式（FSC）赛车的整车绕流场展开计算流体力学（CFD）分析与优化。利用三维建模软件CATIA对车身、车架、发动机总成、车轮及舱内模型进行建模、装配并生成风洞分析模型。采用集成于ANSYS Workbench环境下的流体分析软件CFX对此模型进行仿真分析,着重分析了赛车在正面风向状态下的受力情况及气流流态。仿真计算结果显示,原型车风阻较大,多处流场存在明显的紊流,影响了气动性能及赛车的速度性;气动升力及纵倾力矩偏大,影响赛车的驾驶稳定性。根据原型车的仿真结果,对车身及其他部件的优化改进提出几种策略,通过CFX仿真计算得出其优化效果。在对各项策略的优化效果进行详细分析后,通过选择优化效果好的策略、剔除无作用甚至反作用的策略以及多策略组合的办法,完成对原型车的优化设计。优化后赛车的气动性能得到提升,整车的气动阻力、气动升力及纵倾力矩均得到改善。     

空气电加热器结构原理及性能分析

文章介绍一种空气电加热器的结构和原理，提出电加热器中空气流动和传热的数学模型，并对其相关参数进行了计算及初步的优化分析。     

FSC车架静态性能的有限元分析与试验验证

利用试验测试车架挠度,验证该工况下大学生方程式赛车(FSC)车架有限元模型的正确性。在此基础上对车架的弯曲静载、转弯、刹车工况及扭转刚度进行有限元仿真,保证了结果的可靠性。通过数值分析说明车架强度、刚度满足设计要求。     

空气弹簧失气后地铁车辆动力学性能研究

为了研究空气弹簧失气对地铁车辆动力学性能的影响,根据车辆系统动力学和非线性接触理论,建立了地铁车辆非线性动力学模型和空气弹簧失气状态下的黏滑接触力元模型,分析了地铁整车空气弹簧失气状态下地铁车辆的临界速度、轮轴横向力、轮轨横向力、脱轨系数、轮重减载率和平稳性指标并与空气弹簧正常状态进行了对比。结果表明:空气弹簧失气会使地铁车辆的临界速度降低,会使地铁车辆的脱轨系数、轮重减载率、横向平稳性和垂向平稳性明显增大,并且空簧失气对脱轨系数和垂向平稳性的影响尤为显著,因此必须密切关注空气弹簧的状态以保证地铁车辆平稳安全运行。     

强风中高速列车空气动力学性能

基于三维定常不可压缩Navier-Stokes方程、k-ε两方程湍流模型, 采用有限体积法对速度为200 km·h^-1的CRH-2动车组在强风环境下运行的空气动力学行为进行了数值模拟, 分析了偏航角对列车整车及其各部分的流场结构和气动力的影响, 研究了气动力的组成。研究发现: 列车的流场结构非常复杂, 侧风情况下列车的背风面区域和尾部区域都会产生漩涡, 漩涡的产生与从列车表面的脱离的位置随偏航角的变化而变化; 整车、头车、中间车和尾车的气动力大小以及组成均不相同; 压力场与侧力、升力沿列车纵向的变化情况基本相同, 且都比较复杂。分析结果表明: 压力主要对侧力和升力影响较大, 由于采用了流线型设计, 阻力主要来自空气的粘性力, 即摩擦力; 侧风情况下头车的侧力和倾覆力矩要明显大于其他部分, 此时头车的安全性降低。     

空气弹簧动力学特性参数分析

基于热力学及流体力学理论,建立空气弹簧的物理模型,导出其计算的统一数学表达式,提出了确定空气弹簧参数的计算方法,并对影响空气弹簧性能的主要因素进行了分析。结果表明,空气弹簧气囊外形及材料特性、附加气室容积和节流孔直径是影响空气弹簧性能的主要因素。     

计算网格对列车空气动力学不确定性的影响

为评价计算网格对明线列车空气动力学数值仿真计算结果的影响,基于计算流体力学,研究了计算网格对列车气动特性的不确定性. 首先根据3种不同尺寸的计算网格及其计算结果,提出了计算网格对列车气动力和表面压力不确定性的计算方法;其次以ICE2列车为研究对象,划分了3种不同尺寸的计算网格,数值仿真得到了列车气动力和典型截面的压力;最后研究了该列车头车气动力和典型截面压力的不确定性. 研究结果表明:数值仿真得到的气动侧力系数与试验数据的误差仅为0.31%;车身迎风侧表面压力的不确定性接近于0;车身表面压力不确定性较大的位置主要位于车体底部,其最大不确定度达到1.42;头车侧力系数的不确定度为0.002 6,而头车升力系数的不确定度为0.509 3.      

基于有限元和空气动力学模型的高速受电弓动态性能仿真

建立了接触网和受电弓子系统的有限元模型和空气动力学模型,采用MSC-Marc及STAR-CD软件,研究受电弓动态受流性能和空气动力学性能.通过接触实现2个子系统耦合,对弓网进行动态仿真;通过高速受电弓三维模型,埘受电弓高速空气动力学性能进行仿真.仿真结果表明:简单链型悬挂比掸性链型悬挂接触线动态抬升量和平均接触压力均小,在速度250 km/h时,气流对受电弓产生的抬升力约为12 N,空气阻力为550 N.     

基于CFD技术的FSC赛车车身气动造型设计

赛车车身气动造型设计是赛车技术走向更高水平的重要标志,本文按照FSC赛车设计规则,对赛车车身进行了概念设计和结构设计,并利用CFD技术建立了车身外流场分析模型,通过数值模拟方法对各种车身造型方案进行了对比优化分析,确定了车身空气动力学装置在不同比赛项目时的调教策略。结果表明最优设计方案符合气动原理,气动装置能够在不同比赛项目中达到不同的气动效果,提高了操纵稳定性。     

基于Swift的汽车外流场三维数值模拟

利用计算流体力学（CFD）方法,借助仿真模拟软件Swift对高速轿车外流场进行数值计算,得到轿车三维速度矢量分布图和纵向对称面内的压力系数分布图,并将计算结果与其他软件的计算结果进行对比,结果吻合较好。     

某型车除霜性能CFD分析与优化

根据GB11555除霜和除雾试验的标准,基于某型车设计开发,通过CFD分析优化了除霜风道,并进行了除霜试验验证,结果表明:样车的除霜、除雾性能符合要求。     

轿车车身外流场的CFD仿真与实验验证

基于CFD数值仿真,选用Realizableκ-ε湍流模型和非对称壁面函数,建立一款轿车的外流场模型,对该款车的外部流场情况进行分析,并和风洞试验结果做了对比.结果表明:CFD仿真计算得出的风阻系数与实验测定值误差在5%左右,可满足工程需要.测试点与实验值有一定误差,但趋势基本吻合.     

轿车车身外流场的CFD仿真与实验验证

基于CFD数值仿真,选用Realizableκ-ε湍流模型和非对称壁面函数,建立一款轿车的外流场模型,对该款车的外部流场情况进行分析,并和风洞试验结果做了对比。结果表明:CFD仿真计算得出的风阻系数与实验测定值误差在5%左右,可满足工程需要。测试点与实验值有一定误差,但趋势基本吻合。     

后扰流板攻角对汽车气动特性影响的模拟研究

为了优化汽车的空气动力学特性．利用计算流体力学软件FLUENT,对某款高级轿车的简化模型进行了3维数值模拟,分析了在2种车速下,未加装后扰流板和加装各种攻角的后扰流板汽车的气动特性,得出了后扰流板攻角对汽车气动特性的影响规律,同时比较了后扰流板不同攻角工况下尾部的外流场,并分析了加装后扰流板后对汽车尾部流场的改善情况。     

准高速列车气动性能试验研究

介绍了以东风１１型内燃机车牵引的准高速列车风洞模型试验，包括以韶山型电力机车作牵引的对比试验。分别对４种列车牵引编组方案进行了气动阻力，列车表面压力及列车会车时的空气压力测量，于不同工况下共测得数据１８０组。在对测试结果进行分析研究的基础上，对其空气动力性能作了客观评价并对存在问题提出了建议。     

FSAE赛车悬架系统的设计与分析

根据FSAE大赛规则要求,对赛车悬架系统的类型进行了选择,并对其进行了设计,确定了悬架的基本参数,在此基础上,在Catia软件中建立了悬架总成的三维模型,对其关键零件前悬架摇臂进行了有限元分析,结果表明其强度满足要求,对实车的制造提供了一定的参考。