沟槽面湍流边界层减阻特性研究

在光滑平板中分别嵌入一段不同尺寸的沟槽板,通过分析构槽板前后流场速度分布、紊动特性等的变化,得出：沟槽板上粘性底层厚度比沟槽板上、下游光滑平板处增大,沟槽板上流速分布对数公式中的C值也比上、下游光滑平板的C值大,说明沟槽板上局部摩擦阻力较小,进而对沟槽板局部减阻特性进行了深入的探讨。     

顶置压风干式内燃机车冷却装置导流板流动特性分析

为了研究不同外型导流板结构的导流效果,针对内燃机车顶置压风干式冷却装置导流板建立了三维计算模型.运用计算流体动力学方法对导流板样条轮廓线进行数值拟合与数值仿真计算,通过分析流场结构对比最佳导流方案.研究结果表明:不同形状的导流板对冷却装置的流场均匀性有明显的影响.经仿真计算,具有均匀渐扩形状样条曲线的导流板导流效果最佳,该型导流板轮廓线可以充分利用边界层效应,使散热器内的速度、压力、湍动能、湍动耗散率平均值最大,方差和标准差最小,相比其他方案其波动最小、流场均匀性最好,从而达到了良好的导流作用,此工作为该型机车冷却装置导流板的结构设计提供了理论依据.     

考虑转捩的某高速船用汽油机排气管流固热耦合分析

针对某高速船用汽油机原排气管在热冲击试验中的开裂问题,在增加排气管冷却水套的基础上,采用流固热耦合分析方法对排气管进行换热和热应力分析,并在此基础上,研究不同湍流模式和转捩对复杂流场流动与换热的影响。结果表明,不同湍流模型的温度计算结果和试验数据的吻合度均较好,证实了计算模型的准确性,而排气管的开裂系热应力过高所致,通过增加冷却水套可以解决排气管开裂问题;选用合适的湍流模型并考虑转捩影响,可以更加准确地判断分离点位置,提高复杂流场的数值模拟精度。     

伪谱方法对平板层流边界层的数值模拟

本文对平板在自由来流情况下的层流边界层用伪谱方法进行了数值模拟。直接用伪谱矩阵方法对边界层方程进行离散并编程计算,与经典结果相比较,发现本文结果较好,下一步研究工作有了可靠的基础。     

凸包非光滑表面高速列车气动阻力及噪声研究

为减少高速列车在运行中的气动阻力及噪声,提高列车运行效率、节约能耗,提升旅客乘坐舒适度,提出凸包非光滑表面减阻技术应用于高速列车领域。以CRH3型高速列车为研究对象,通过在车体的头部和尾部加设凸包来控制湍流特性,以达到减阻、降噪效果。首先,利用PRO/Engineer建立非光滑表面CRH3高速列车简化模型,采用ICEM CFD软件对模型划分非结构网格;其次,应用Fluent流体仿真软件基于标准模型对稳态运行速度为300 km/h时的列车进行仿真计算空气阻力;最后,利用宽频带噪声模拟气动性能良好的列车外表面噪声。结果显示:将间距为460 mm、半径为40 mm、高度为10 mm的凸包阵列结构布设在前挡风玻璃周围对减小气动阻力有积极作用,阻力值为3 715 N,减阻率为1.77%,而此参数凸包非光滑对列车裙板上缘有普遍降噪效果,最大降噪率为1.72%,而对车鼻处及车顶部则会增加噪声。研究表明,通过在头车加设凸包可以改变边界层湍流特性达到减小列车气动阻力及降低部分位置气动噪声的效果。     

澳大利亚未来潜艇外形特点分析

澳大利亚出于国家战略威慑力和能源安全性的考虑,预计在2026年完成下一代潜艇的设计制造,以接替"柯林斯"级潜艇,实现情报收集、对陆打击、协同作战等多重目标。从澳大利亚2026年潜艇的设计理念和具体实现入手,分析其外形特点和改良后的总体性能;在不同雷诺数条件下,采用数值计算方法对2026年潜艇的光体模型进行三维粘性流场数值模拟,分析其快速性以及同一网格划分的计算准确性随速度的变化规律;在雷诺数为3.50×107时,选取同2026年潜艇模型主尺度(L和D)、湿表面积、排水量基本相等的水滴形潜艇光体模型,保证网格数量相近,对其流场进行数值模拟,研究不同外形特点对潜艇水动力特性的影响。计算结果表明,2026年潜艇采用的外形水动力特性略低于水滴形,原因是潜艇设计的边界条件包含水动力特性、总体布置、可靠性、经济性等诸多方面,选取各项性能指标时,要综合考虑,彼此兼顾,达到较优的平衡状态。     

边界层理论在推移质采样器率定比尺效应研究中的应用

以MB-II型推移质采样器为例,应用边界层理论,通过计算天然状态及模型率定时采样器出口断面处由边界层引起的相对面积损失,阐明模型试验测得的水力效率较原型偏小的原因。     

平板和翼型壁面上振荡流底边界层中拟序涡结构运动演化的大涡模拟研究

本文结合飞行器和船舶减阻机理的研究，利用大涡模拟的方法，建立了模拟振荡流边界层湍流运动特性的数学模型，进而对飞行器和船舶设计中遇到的，较为典型的两种边界层流动中拟序涡的生成过程进行模拟研究，计算结果表明，在振荡流加速阶段，靠近壁面处的流动由于剪切层的不稳定性而产生紊动，但受到主流的抑制不能得到充分发展，振荡流随着减速阶段的开始，紊动逐步变得更加强烈，并形成拟序涡结构。本文工作为进一步研究如何控制或适应边界层中湍流结构，达到减阻的效果打下了可靠的基础。     

利用微气泡层减少平板阻力的边界层模型计算

以流体中光滑平板为例，建立微气泡层覆盖平板的气液简单边界层模型，采用平板层流理论，对给定的一系列气泡喷射速度参数和流体特性参数计算了微气泡状态下平板的摩擦阻力，结果显示微气泡对平板有明显减阻效果；最后给出了气体边界层的速度分布和剪切应力分布。     

关于喷水推进装置平进口边界层影响系数估算的探讨

喷水推进装置进口边界层是影响喷水推进推力和推进效率的重要因素,在喷水推进主参数优化选择计算中,如何较为准确地选取边界层影响系数α是至关重要的一步,它将直接影响到计算结果的准确性。通过对相关计算进行初步的分析与探讨,欲起到抛砖引玉的作用。