汽车环境风洞的流场数值模拟

使用计算流体力学对汽车环境风洞的全风道流场进行模拟。结果表明,使用封闭风道,fan边界条件模拟风机风压时,喷口出风速度的计算误差最小。湍流模型对计算结果影响较小,而忽略风洞拐角处导流叶片的厚度,会影响拐角处流动阻力的计算,使喷口速度的计算误差增大。试验段边界层水平抽吸系统的最佳抽吸率在1左右,在相应抽吸量下,试验区域的边界层得到了有效的控制,同时,边界层厚度的数值模拟结果有较高精度。     

全微分方程的分解求积法

本文给出了通过适当分解全微分方程M（x,y)dx N(x,y)dy=0中的M（x,y)和N(x,y)，然后作不定积分求出二元函数U(x,y),从而求得方程通解U(x,y)＝C的一种方法。     

过量空气系数对燃料电池发动机输出特性的影响

以一个2kW氢一空质子交换膜燃料电池堆以及由此组成的发动机台架为研究对象，探讨了过量空气系数λ改变所导致的燃料电池堆和发动机输出特性的变化。结果表明，增大λ可提高电堆性能，当λ增大到2，0附近，电堆性能随λ增加速度明显减小，当λ＞3．0时，电堆性能基本上与λ无关。λ=2．0时能够得到最佳发动机净输出功率。     

桥址场地设计风参数的推算和模拟研究

对规范不能涵盖的复杂工程场地山川地形和地貌条件,结构抗风设计需要通过相关研究确定在结构设计基准期内的基本风速,以及合适的大气边界层风剖面形式。基于某工程场地附近气象台站多年的10 min年最大风速统计资料,应用极值Ⅰ型分布,推算了工程场地100 a一遇的年最大基本风速。基于计算流体动力学方法,模拟获得了工程场地周围大范围区域的流动特征,获得了工程场地上的不同位置的大气边界层风场剖面,拟合了项目地点的风剖面指数。相关研究方法和结果能为工程建设提供重要参考。     

一种基于并发奖赏蚁群系统的A*算法

为优化出行者在动态路径诱导系统中进行路径选择,提出一种基于并发奖赏蚁群系统的A*算法,利用A*算法的成熟性和蚁群算法的动态性,用蚁群算法对A*算法估价函数f(x)=g(x)+h(x)中的h(x)进行研究,考虑了交通路况中的各种动态因素,使A*算法具有动态性;为了提高算法的效率,基于在最优路径附近往往存在更优路径这一原理...     

基于等离子体流动控制的方背式汽车模型减阻研究

通过风洞试验,开展了关于表面介质阻挡放电(SDBD)等离子体激励器对方背Ahmed模型尾部分离流动的控制效果的研究。通过PIV速度测量,揭示了静态环境下激励器诱导离子风的气动特性,然后通过模型表面压力和尾部流场的变化,分析了在激励电压下模型的减阻率,并阐述了其减阻机理:等离子体激励器可有效控制尾部流动,提高模型尾部压力,从而达到减阻的目的。试验结果表明,随着风速提高,激励器控制效果减弱,在17 kV的峰值电压下,激励器可获得最大诱导速度;因此,在10 m/s的风速和17 kV的峰值电压下减阻效果最佳,主动减阻率为-4.58%,总减阻率达-9.02%。     

柴油机喷油嘴内喷射压力对燃油流动的影响

喷油嘴是柴油机最重要的工作部件之一,其性能直接影响柴油机的燃烧过程,故研究喷嘴内柴油的喷射特性以及燃油的喷雾特性是非常有必要的。但是喷油嘴内部空间非常狭小,却有很高的燃油流动速度和喷射压力,要对其进行试验有非常大的难度。文章通过Gambit软件进行喷油嘴几何建模,然后进行合理的网格划分,最后将几何模型导入Fluent软件。通过改变喷射压力,来模拟喷孔内的燃油流动速度、压力分布情况,对其进行分析研究。结果表明:提高喷射压力,使喷孔内部燃油的流速增大。     

基于小生境多目标粒子群算法的电动汽车传动系统速比动态优化

为获得最佳整车经济性能,在纯电动汽车传动系统速比静态优化的基础上,针对其未对不同速比采用相应的换挡规律的不足,基于换挡点判断规则,提出一种考虑换挡规律变化的传动系统速比动态优化方法;基于轻量化设计原则,提出一种传动系统各挡速比值总和最小的目标函数,采用能避免局部收敛的小生境多目标粒子群算法对目标函数进行ISIGHT-MATLAB/Simulink联合仿真优化。优化结果(包括静态和动态)取得一定的效果:与未考虑换挡规律的优化相比,在不同情况下,整车能耗减少了1.09%~1.35%,传动比值总和降低了8.06%~9.76%;但0-100km/h加速时间增加了1.90%~2.11%,可能与优化目标函数的加权仍偏重于经济性有关。与考虑静态换挡规律优化相比,考虑动态换挡规律优化的结果,传动比值总和的降幅增加了0.95%~1.70%,但整车能耗与考虑静态换挡规律优化结果基本持平,未显示出针对不同传动比采用不同换挡规律进行优化的预期效果,其原因尚待今后进一步深入探究。     

汽车磁流变液减振器阻尼力计算方法

针对磁流变液在剪切流动中存在剪切稀化特性,根据流体力学N-S方程,建立了基于Her-schel-Bulkley模型的准稳态平板Poiseuille流动方程,得出了磁流变液在阻尼通道中流动的速度分布函数,分析了磁流变液的剪切稀化效应对阻尼通道磁流变液流动的影响,推导了汽车磁流变液减振器阻尼力计算表达式,对汽车磁流变液减振器产生的阻尼力进行理论预测研究。按照长安之星微型汽车技术要求,设计和制作了微型汽车磁流变液减振器,并对其进行了试验测试,测试结果表明:所提出的分析方法是可行的。     

基于汽车尾流分离识别与控制的气动减阻优化研究

尾端气流分离和尾流结构对汽车气动阻力的产生有重要影响,气动减阻优化开发需要有效的控制汽车尾端的边界层分离特性和尾涡的产生、发展及其流动规律.本文结合边界层控制方程和边界层分离原理分析了顺流向和横流向压力梯度对边界层分离和纵向涡的形成所起的重要作用,建立了通过两个方向的压力梯度识别气流分离和涡流形成的方法,并给出了通过矢...     

旋转切向入流膜蒸馏装置热容腔CFD的数值模拟

采用旋转切向入流增加膜面附近的湍流强度和旋转流速,使膜面附近温度和浓度的边界层厚度降低,是一种新的提高膜蒸馏通量的方法.在此原理基础上运用CFD软件,采用水作为工质,对旋转切向入流空气隙膜蒸馏热容腔内的流场和温度场进行了模拟计算,验证了采用旋转切向入流将大大降低膜面附近的温度梯度,且切向入流管直管段与喷管段角度α和喷管形状(渐缩和无渐缩)的改变也将对边界层的厚度有很大的影响.     

不同过量空气系数下天然气发动机循环变动特性研究

试验研究了过量空气系数对天然气发动机循环变动特性的影响,研究结果表明,当过量空气系数从1逐渐增大到1.8时,发动机的循环变动增大。最高燃烧压力(pmax)与平均指示压力(pmi)有一定的相关性,高的pmax循环对应着高的pmi循环。高的pmi和pmax对应着短的火焰发展期(θd),短的50%质量已燃持续期(θx=0~0.5)和短的燃烧持续期(θb)。而且,pmax与其对应的曲轴转角(φpmax),最大压力升高率(λpmax)与pmi,θd与θx=0~0.5,θd与θb都存在很好的对应关系。     

喷雾中液滴尺寸和速度概率密度分布函数解的推导

论述了应用最大熵原理及质量，动量和能量守恒定律到喷雾过程中，导出了液滴玫速度分布规律。对于概率密度分布函数，我们可以得到一重积分的解析解。之后，需应用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ方法得到其数值解。     

永磁同步电机调速系统新型滑模变结构控制策略

为解决在永磁同步电机矢量控制系统转速环环节应用传统PI控制时抗干扰能力和控制精度不足的问题,在传统滑模指数趋近律基础上进行改进,将滑模面作为自变量,引入双曲正切函数设计了一种新型变边界层饱和函数代替传统的符号函数,在提高系统响应性的同时削弱了抖振.针对系统参数和负载转矩变化引起的扰动会使系统再次产生抖振的问题,引入双曲...     

信号交叉口车路环境对电动自行车释放膨胀特性的影响分析

电动自行车数量的急剧增长导致其在绿灯释放阶段膨胀特性明显,进而加重了交叉口的机非冲突、降低了车流的通行效率。利用视频轨迹提取技术,通过光流法的表现形式描述直行电动自行车在绿灯期间的膨胀特征,并根据其密度变化、膨胀差异和电动自行车对机动车的影响程度,确定出释放初期为主要研究时段;同时,提出了一种反映电动自行车膨胀变化的新型指标膨胀度,分别通过线性相关分析、秩相关性分析和偏相关分析,确定了车路环境中影响膨胀度的动态因素和静态因素;最后基于6个信号交叉口的实测数据,建立各因素与膨胀度的数学关系模型,并结合实际交通条件,给出不同车路环境下电动自行车的管控措施与渠化方法。研究结果表明：车路环境中的电动自行车流量、机动车流量、电动自行车过街距离、非机动车进/出口道宽度、机非分隔带设置情况这5种因素对膨胀度的影响能力各异,右转机动车流量与膨胀度相关性最高。此外,动态因素与膨胀度之间具有确定的函数关系,存在电动自行车与机动车流量均衡效益最大的优势区域;静态因素的差异会导致电动自行车膨胀形式的变化;膨胀度可与动态、静态因素构建复合函数模型。研究成果可为混合交通流的渠化设计和信号配时提供理论依据和技术支持。     

渐优随机采样算法在结构化道路无人驾驶中的应用

为了解决随机采样算法在结构化道路无人驾驶应用中无法优化收敛的问题,采用渐进优化的采样算法框架设计符合驾驶需求的规划算法。针对渐进优化算法的耗时问题,首先选择不需要Steer(转向函数)的SST算法作为基础框架以规避求解边界值问题。其次,算法融入"Anytime"策略以提高优化解的利用率。再次,改进的闭环控制策略能减少车辆的实际轨迹与规划路径的误差。在设计的闭环策略中,应用4-D车辆运动模型以保证规划路径符合车辆的实际运动轨迹。为了保证驾驶的安全和舒适,设计了一个综合四重因素的代价函数,且根据不同的驾驶场景调整相应的权重参数。最后,利用真实的无人车在无人驾驶城市测试道路上进行测试,测试场景包括前方静态障碍物躲避、前方动态障碍物跟随以及超车和复合动静态障碍物。测试中,采用车辆的速度和转向数据代表算法的优化收敛特性和运动平稳性。研究结果表明:设计的算法能在时速30km·h-1下完成避障、跟车、超车等机动;无人车在跟驰决策下可保持30km·h-1的最高速度,在避障过程中可实现最高15km·h-1的速度,在跟车决策下可根据前车速度变换自身速度以保持合理的车距和运动平滑性。     

车路协同下的基于S函数的交叉口平滑车速引导方法

针对现有车速引导模型在通过交叉路口时,没有考虑到驾驶员需要频繁制动或车辆速度突变带来影响的情况,本文基于车路协同环境研究考虑基于S函数的交叉口平滑车速引导算法,根据车辆与路侧设施之间的通信,搭建相关算法模型并进行分析,与不采用车速引导模型相比,采用基于S函数的交叉口平滑车速引导算法模型可以降低通过交叉路口时间,提高通行效率,同时使建议速度变化平滑,提高驾驶平稳性。     

城市道路减速丘交叉口的运行速度变化

使用视频采集技术对通过平乐园南路口减速丘的车辆运行速度数据进行调查。运用插值分析法,建立了车辆行驶速度和距交叉口距离的关系;利用单因素方差分析法,对距交叉口的距离与机动车行驶速度进行显著性分析,研究了城市道路交叉口设置减速丘后机动车的减速效果。结果表明,城市道路交叉口设置减速丘后机动车速度衰减了42.87%,且距交叉口的距离对于机动车行驶速度是有显著影响的。在交叉口进口道16 m范围内,机动车在行驶据交叉口3.5 m处时,其行驶速度会有显著变化,3.5 m处显著性水平为0.01<α=0.05。     

基于流场和温度场的轿车乘员舱热舒适性分析

本文中基于流场和温度场分析不同送风温度对轿车乘员舱热舒适性的影响。仿真与实验结果基本一致,表明:在极端炎热条件下,将送风量增加至临界风量附近,有利于快速降温,并可避免过强的吹风感。入口温度较高时会使乘员舱降温效果明显变差,但舱内空气新鲜度变化不大。建议在设计空调系统时要考虑舱内空气,包括乘客脚部附近空气的流动与散热,调整风道格栅角度,以避免出现速度死区而造成散热不佳。     

两辆SUV乘用车侧碰耐撞性最差工况的判定

为了判定运动型多功能乘用车(SUV)受到同款车型以确定速度侧面碰撞时驾驶位附近车体耐撞性最差的工况,参考2018版中国新车评价规程(C-NCAP)中的相关要求,联合HyperWorks和LS-DYNA软件建立了两辆某款福特SUV侧面碰撞的有限元模型,仿真计算了撞击车在50 km/h的速度下以4种角度碰撞静止车辆侧面6个位置时被撞车驾驶位附近车体侧围构件的侵入量数据及其分布情况。结果表明:若两辆此款SUV发生侧碰且碰撞速度一定,则被撞车驾驶位附近车体侧围构件在碰撞角接近120°且碰撞位置处于法规侧碰处向前0~200 mm范围内的工况下所产生的侵入量最大,即被撞SUV驾驶位附近车体的耐撞性在这样的工况下显得最差。