汽车交流发电机端盖栅格对其气动噪声和温度特性的综合影响

为了同步提高目前新能源汽车发电机的气动噪声性能和散热效果,满足更严苛的噪声、振动与声振粗糙度需求,以某型汽车交流发电机为研究对象,基于台架试验和数值仿真方法探究端盖栅格对气动噪声和温度场分布的综合影响规律;基于五点法获得了噪声声压级分布,基于多热电偶测点获得了关键部件的温度分布,基于计算流体动力学仿真软件和电磁场Maxwell仿真软件获得了发电机内部的流场、声场和温度场分布,采用试验结果验证数值计算模型的正确性;在分析原始发电机气动噪声特性和温度场特性的基础上,设计了具有不同倾角的端盖栅格侧壁以降低冷却气流冲击的动能损失,探讨了端盖栅格倾角和扇叶气流出口角的合理匹配,并基于牛顿冷却理论研究了波状端盖栅格对增加换热表面面积和降低气动噪声的影响。研究结果表明：端盖栅格结构对气动噪声有较大贡献,同时也对冷却效果产生显著影响;端盖栅格侧壁倾斜40°时能够和扇叶气流出口角更合理地匹配,有效减少冷却气流冲击的能量损失,三相定子绕组最高温度降低9.63 K,12阶次气动噪声降低3 dB(A)以上;波纹状端盖栅格增加对流换热面积和气流速度的同时降低了气动冲击作用,使得端盖散热量增加7.72 W,定子铁芯、端盖和三相定子绕组温度分别降低了5.12、4.94和5.29 K,栅格对涡流的改善以及气流对栅格的冲击削弱使12和24阶次气动噪声降低3 dB(A)以上。     

受电弓区域气动激励特性及其对车内噪声的影响

基于三维可压缩黏性流体模型对350 km·h^-1速度下受电弓区域的非定常流场进行模拟,分析了受电弓底板上的脉动压力特征;利用波数滤波方法,对底板区域的脉动压力进行分离,得到了对流压力和声学压力,分析了2种压力在波数和频率域的特性;基于统计能量分析方法建立了简化的受电弓区域车内噪声预测模型,分析了2种激励对车内噪声的影响。研究结果表明：受电弓底板上的脉动压力具有显著的低频特性,随着频率升高,受电弓底板上脉动压力的幅值迅速减小;受电弓底架和绝缘子尾涡是影响受电弓底板上脉动压力幅值的主要因素;对350 km·h^-1的高速列车气动噪声问题,波数滤波方法能够较好地将2种激励分离;受电弓底板上的声学压力幅值远小于对流压力,主要的差异频段为800~3 500 Hz,最大差异接近20 dB, 随着频率增加,二者差异变小;虽然声学压力的幅值远小于对流压力,但其对车内噪声的影响却大于对流压力,当频率高于2 500 Hz后,声学压力激励导致的车内声压级响应比对流压力高约10~20 dB,这是由于2种激励在波数空间内的能量分布差异,使得声学压力具有更高的透射效率,特别是当频率高于结构的吻合频率后,声压的贡献占绝对优势,对车内噪声的影响不可忽视。     

尾翼对高速汽车气动特性及制动性能的影响

为了提高高速汽车在湿滑、冰雪路面紧急制动时的主动安全性,以MIRA模型为基础,设计了尾翼系统,对加装尾翼的MIRA汽车进行外流场数值模拟,分析了尾翼对高速汽车气动特性及制动性能的影响,并研究了尾翼攻角、纵向水平距离和垂向高度参数的影响规律.结果表明:高速汽车加装尾翼后增加了整车的气动阻力和负升力,有利于提高有效制动力;...     

风屏障对桥梁及列车的气动特性影响研究

为研究平层公铁两用桥的风屏障在不同透风率和高度下对高速列车及桥梁气动力特性的影响,对列车-桥梁-风屏障三维模型进行了全结构网格划分,并与风洞试验结果进行比较,验证了数值模拟方法的可靠性。研究不同透风率和风屏障高度下高速列车及桥梁气动力系数的变化规律。通过数据包络法（DEA方法）对三分力系数进行了效率评估,给出了风屏障参数最佳取值。研究结果表明：高透风率的风屏障虽高度增加,但防风效果仍不佳;风屏障可有效降低桥上列车的气动力系数,同时增大了桥梁的阻力系数;采用风屏障时,应综合考虑车桥整体的气动性能;针对本研究的平层公铁两用桥梁,当风屏障高度为3.5 m,透风率为20%时,车桥系统整体的气动性能最佳,效率最高。