电动汽车空调变工况背压腔流场特性研究

鉴于电动汽车空调系统工况具有复杂多变的特点,对其采用的涡旋压缩机背压腔展开变工况特性研究。在考虑平衡块搅动影响的基础上,运用FLUENT滑移网格技术,模拟变工况下不同入口压力的背压腔流场分布特性。结果表明,在变工况下,背压腔流场分布、提供的轴向平衡力和润滑油循环量均发生规律性变化。并提出了将轴向平衡力与轴向气体力变相位协调叠加以达到动涡盘最佳运行状态的新设计方法,使动涡盘所受轴向合力的振幅减少了31%。     

脉冲气流条件下离心压气机入口流场测量研究

设计一种可用于压气机入口截面流场测量的高频响应全自动步进式测量装置,可使测量探针在入口任意截面的任意测点进行流场测量。将该测量装置配合一维热线风速仪探针,测量离心压气机入口截面的流场分布。将压气机入口剖面分为均布的54个测点,径向均布9个测点,每个测点间隔9 mm,周向每30°进行一轮径向测量直至完成整周测量试验,从而获取整个截面的速度分布。测量工况分别为40 000 r/min稳态工况近堵塞流量点、最高效率点以及20 Hz频率脉冲背压下近堵塞流量点。结果表明:脉冲背压工况下,离心压气机压比-流量曲线呈现围绕稳态特性的迟滞环;稳态工况下,离心压气机入口截面流场存在显著畸变,速度分布呈现明显的周向非对称性,出现180°～360°周向角范围的高速区;脉冲背压工况下,入口流场呈现较强的非定常特征:在排空段流场存在较强的周向非对称性,但该非对称性在充满段明显减弱。     

排气制动对增压器涡轮轴向载荷影响的研究

本文中针对同时采用排气制动和涡轮增压的车辆,分析其在排气制动工况下增压器的工作状态。通过排气制动与增压器联动试验得出数值计算所需的边界条件,并据此计算涡轮转子在稳态工况和过渡工况的轴向受力。结果表明,在排气制动工况下,增压器涡轮转子的轴向受力反向,且排气背压越高,涡轮转子所受轴向力越大;在工况切换过程中,涡轮转子所受突变载荷较大,最高值达221N,工况切换时间越短、背压越高,轴向冲击载荷越大。因此确定合理的排气背压和工况切换策略可有效降低涡轮转子所承受的轴向载荷。     

涡轮增压器气动轴向力的数值计算北大核心

应用计算流体动力学软件,以涡轮增压器自循环全工况性能试验为依据,计算了压气机级和涡轮级所承受的轴向力,并进一步对比了叶轮背盘有无篦齿的轴向力,分析了篦齿对轴向力的影响。研究表明:对于增压器自循环试验而言,大部分工况下涡轮增压器轴向力方向是由涡轮端指向压气机端,在低转速区某些工况,轴向力方向会反向;影响叶轮及涡轮表面压力大小及分布的因素,会对轴向力产生一定影响;由于齿腔对流体的动能有一定的耗散作用,影响了轮背壁面高速旋转所引起的气流速度和压力的径向分布,交错篦齿结构能够抵消部分蜗舌和压气机壳几何周向非均匀性对流动的影响,使轮背压力分布更为均匀。     

排气制动对增压器轴向载荷影响的研究

针对车辆上同时应用排气制动与涡轮增压的情况,研究了排气制动对增压器轴向载荷的影响。通过排气制动与增压器联动试验测量了增压器在各个工况下的轴向载荷,从而确定了数值计算所需的边界条件,并通过数值计算获取了增压器在各个工况的轴向载荷的分布情况。结果表明,与正常工况相比,增压器在排气制动工况下其轴向载荷显著增大,且排气背压越高,增压器轴向载荷越大;涡轮级轴向载荷反向且增大;压气机级轴向载荷显著下降,但方向不变。     

叶轮出口结构形式对压气机性能及轴向载荷影响分析

采用Numeca数值分析软件分析了3种不同出口结构形式的压气机叶轮性能,等出口大径情况下径流叶轮压比最高,斜流叶轮压比最低,效率方面则是半斜流叶轮最高。通过压气机流场分析发现,各转速小流量下,径流叶轮在叶轮出口轮缘一侧产生大范围的回流,斜流叶轮则在轮毂一侧产生较大范围的回流,而半斜流叶轮兼有径流叶轮和斜流叶轮设计特点,轮毂和轮缘两侧的流场均得到明显改善。在堵塞流量附近工况点,半斜流叶轮和斜流叶轮出口相对马赫数较径流叶轮略小,利于堵塞流量的增加。通过轴向载荷分析发现,由于斜流叶轮和半斜流叶轮相比等直径的径流叶轮压比较低,导致由压气机轮背指向压气机进口的轴向力减小,使得整个增压器转轴有向涡端运动的趋势,由此容易导致止推轴承压端磨损严重;与此同时,转轴移动也会使得叶轮与压气机蜗壳的轴向间隙增大,导致半斜流叶轮与斜流叶轮效率降低。     

欧洲稳态测试循环工况下微粒捕集器的流场分析

结合欧洲稳态测试循环工况（ESC）,对目前广泛应用的壁流式蜂窝陶瓷微粒捕集器建立CFD仿真模型,研究其静压力分布、速度分布、碳颗粒浓度分布规律,预测其对再生反应的影响,并对比分析ESC几种工况下的流场状况及捕集效率,模拟结果显示高速工况下的微粒捕集器内流场速度和排气背压较大,并拥有较好的捕集效率。     

不同雷诺数下车辆队列尾车发动机舱盖气动特性研究

数值仿真与模型风洞试验相结合研究了典型工况下两车队列中尾车发动机舱盖气动特性和两车间隔区域的流场,对比了缩比模型和实车模型对应雷诺数下车辆队列的流动形态。缩比模型仿真结果与风洞试验结果一致表明采用数值方法的可行。对比不同雷诺数下车辆队列气动特性发现,缩比模型与实车模型发动机舱盖表面平均静压分布基本相同,但在纵向对称面上,实车模型的前车尾迹比缩比模型更加上扬,底部区域气流速度更高。非定常条件下,实车模型前车尾涡相对尺度明显小于缩比模型,且扩散得更充分,尾迹区涡的分布状态更加混沌,发动机舱盖表面脉动能量的分布更加混乱。涡在两车间隔区域的运动并非简单的移动,而是一个由涡破裂、涡配对和涡融合构成的复杂过程。     

内燃机进气过程缸内湍流流场的大涡模拟

为精确描述内燃机进气过程中的缸内流场动态特性,基于非结构化动网格和有限体积法,应用大涡模拟方法对1台模型发动机进气过程进行三维瞬态数值模拟研究。计算采用动态Smagorinsky亚网格尺度模型,得到缸内速度和湍流黏度分布及其随时间的变化。大涡模拟的计算结果与试验值吻合良好,与RNAS模型相比能更精确地揭示流场的瞬变结构和流动的随机特性。     

基于STAR-CCM＋的某型车SCR系统流场分析

借助STAR-CCM＋软件,分析了某型车SCR后处理系统在额定工况下的压力场和速度场分布,以及不同尾气流量下排气背压的变化,得到排气背压随着尾气流量的变化,规律,最后利用最小二乘法,得到尾气流量与排气背压的关系式。该方法为SCR系统的设计提供了有效的理论依据。     

基于一维、三维耦合分析的歧管式催化转化器结构优化

通过所建立的一维发动机进排气系统CFD模型和三维排气歧管CFD模型,得到了各工况下排气歧管压力损失等数据和排气歧管瞬态流场分布等数据.采用一维、三维耦合方法对某型号歧管式催化转化器进行了结构优化,并通过评价试验分别对原模型及优化后模型进行了性能检测.结果表明,优化后模型的背压降低,压力波动范围变小,压力损失也比较小,改善了内部流场情况,提高了发动机性能.     

The Effects of Fluid-Structure Interaction on the Internal Flow Field and Blade Strength of Hydraulic Torque Converter

利用流固耦合仿真平台,对液力变矩器各工况下的流场进行数值计算,分析其结构与流体之间的耦合作用,得到3个工作轮叶片的应力应变和叶片变形后变矩器内部流场情况;并通过与不考虑流固耦合时流场分布的对比,分析了流固耦合作用对液力变矩器传动效率和叶片强度的影响.结果表明,叶片变形使得流场中涡带增加,紊动加剧,液力变矩器传动效率有所下降;另外,考虑流固耦合作用后,速比0.01时的涡轮叶片最大变形增大了约46.5％,相应的最大应力也增加约45.2％,这意味着忽略叶片弹性高估叶片结构的安全性.     

瞬变工况下多级液力透平内部流动特性数值模拟

为了研究多级液力透平瞬变工况时的内部流动特性,以一个二级离心泵反转式液力透平为研究对象,考虑非线性速度梯度与螺旋度影响,构建动态亚格子应力模式的大涡模拟湍流模型,对多级液力透平内部流场进行全流域非定常数值模拟,获得瞬变工况下液力透平内部流场的瞬时压力脉动的变化规律,并分析瞬变工况下涡流在液力透平内部的演变规律。结果表明,瞬变工况下,流量瞬变会引起液力透平内部各部件的压力脉动突变,该突变压力强度远超过液力透平内部各部件自身的压力脉动幅度,其中进水室受流量瞬变的影响最大,叶轮受流量瞬变的影响相对比较小。液力透平在瞬变工况时,进水室的速度流线分布更加均匀,叶轮处的速度流线分布也变得相对均匀,但级间导叶处和出水室的速度流线分布更加杂乱,旋涡比较多。研究结果将为新能源车辆氢能储能、石油化工等领域中的液力透平结构改进提供理论依据。     

基于CFD的变道超车过程气动特性分析

基于计算流体力学(CFD)中的动网格技术对变道超车过程进行了瞬态模拟,研究表明,变道超车过程中,两车侧向力变化趋势为先增后减遂趋于平稳,两车侧向力的变化伴随着流场中涡的变化,涡产生、变大、运动、消失的过程消耗着流场中的能量。随着两车速度增大,侧向力均增大;两车间距增大,侧向力均减小。当不同车型变道超车时,两车的行驶稳定性和操作安全性较相同车型变道超车受到更为严重的影响。     

液压悬置元件幅变特性的研究

本文中对某乘用车的液压悬置元件进行研究.首先通过试验得到它的动态特性曲线;然后利用AMESim软件建立其仿真模型,并进行仿真,以揭示其动刚度、阻尼滞后角随激励频率、振幅而变化的规律;最后,通过仿真计算研究了等效泵压面积、解耦盘截面积和解耦盘自由间隙对其幅变特性的影响.     

车用电涡流缓速器转子盘非稳态温度场数值分析

应用传热学原理和虚拟边界法建立了车用电涡流缓速器转子盘轴对称非稳态温度场简化计算模型,确定了适当的边界条件,利用Galerk in法推导温度场的有限元方程,采用无条件稳定的Galerk in格式离散时间微分项,迭代控制采用新型变时间步长法,分析了转子盘沿径向和轴向的温度分布规律,并对轴向温度分布进行了试验研究,结果表明试验值与数值分析吻合较好。     

基于稳态条件的排气系统背压预测计算研究

文章以发动机开发中对排气系统背压的边界需求为背景,在对排气系统背压机理以及工程应用实际情况进行分析的基础上,提出了基于已知稳态条件下对排气系统未知输入条件的快速背压预测计算方法。采用稳态热流试验台架对3款发动机排气系统进行背压测试,得到实际测试数据。随机选取输入条件,并使用背压预测计算公式进行了恒温变流量及变温变流量背压计算,计算结果与试验结果吻合良好,为工程开发提供了一种高效、高准确性的快速背压预测计算方法。     

松油与柴油宏观喷雾特性的对比试验研究

利用高速摄影技术对松油与柴油在不同试验工况下的喷雾锥角、贯穿距离和油束面积进行对比。结果表明:两种燃料的喷雾特性接近,喷雾锥角随喷油压力和背压的升高而变大,且背压对锥角的影响更为显著;贯穿距离和油束面积随喷油压力的升高而增大,随背压的增加而减小;与喷雾锥角相比,贯穿距离对油束面积的影响更大;相同工况下松油的贯穿距离、喷雾锥角和油束面积均比柴油略大,雾化质量更好。试验结果为松油作为替代燃料的可行性研究提供参考。     

液力减速器内流场的CFD数值模拟研究

用CFD数值模拟技术对液力减速器内部流场进行研究,得到了不同工况下液力减速器内流场的压力和速度分布特性与制动力矩的大小,并对结果进行处理和分析.模拟结果与试验数据的对比表明,流场计算是准确的.     

边界条件对车用柴油机油耗、排放的影响研究

以某车用柴油机为研究对象,对其特征工况进行自定义,通过调节额定工况边界条件,基于正交试验理论,对边界条件进行划分,并对不同工况下油耗、原机排放进行了测试。试验表明,在各自定义工况下,进气负压、中冷后温度、排气背压的增加,均会引起比油耗的增加;进气负压、排气背压增加引起NOx比排放减少,中冷后温度增加引起NOx比排放增加。