基于大涡模拟的抑制孔腔涡旋流动与脉动压力的流动控制方法研究

水下航行体表面一般开有流水孔、通气孔、压载水舱格子板孔等各种孔腔。孔腔流动时常伴随着各类振荡,引起结构的振动和疲劳,还会激发很强的噪声,因而对孔腔流动进行控制非常具有理论和工程实际意义。文章主要探索适用于水动力领域的流动控制方法。首先,在前期工作基础之上,采用大涡模拟方法(LES)对孔腔涡旋流动和速度场进行了数值模拟。其次,在孔腔的前缘开槽进行吹喷、抽吸,采用不同控制参数(控制方式、控制流速、开槽宽度以及开槽位置)计算低水速下孔腔的涡旋流场、脉动压力等,详细地分析各参数的控制效果,选取有效的控制参数,得到有效的控制方案;最后,计算了中高水速控制流动,评估流动控制方案的控制效果。     

大跨度钢拱桥吊杆减振的新型电涡流TMD开发与应用

针对吊杆频率低、阻尼小、易发生风振的弱点,以厦深线榕江特大桥钢吊杆为工程背景,首先通过风洞试验、理论分析和现场实测评估了吊杆的抗风稳定性以及减振设计所需参数.然后基于被动控制和电涡流耗能原理,采用等强度悬臂梁开发了一款耐疲劳、免维护的新型电涡流TMD(被动调谐质量阻尼器)用于改善吊杆风振性能.最后通过强迫振动法实测了吊杆-TMD系统的等效阻尼比以评估其减振效果.试验结果表明:开发的新型减振系统可以使长吊杆强轴(横桥向)和弱轴(顺桥向)的阻尼比分别达到1％和3％以上,完全满足台风区钢拱桥吊杆减振的需要.     

正弦前缘对三维机翼气动性能的影响研究

应用CFD数值仿真预报方法,系统分析正弦前缘各参数对三维机翼气动性能的影响。应用分离涡模拟方法,绘制并比较标准和正弦前缘三维机翼的气动性能曲线,给出压力系数云图和流线分布云图。数值分析结果表明:当波高为3 mm、正弦前缘布置范围大于30%展长、正弦波周期为5.5时,与标准三维机翼相比,最大升力系数提高19.7%,失速角延迟16.7%。研究结果确定最佳的参数组合,有效抑制三维机翼大攻角工况下的失速现象。     

汽车天窗噪声的数值分析和控制

应用计算流体动力学软件fluent中的大涡数值模拟,对某汽车简化模型进行天窗噪声分析,并采用在天窗前沿增加腔体的措施来抑制天窗噪声。分析结果表明：改进后的天窗在压力场分布和监测点处的声压级上均优于改进前。     

电涡流缓速器性能特性评价方法

为了掌握车用电涡流缓速器的性能特性,研究了电涡流缓速器性能特性的综合评价方法。在介绍电涡流缓速器结构、工作原理的基础上,分析了车用电涡流缓速器性能特性与使用要求,提出了以缓速器的平均制动力矩、抗热衰退性系数、制动效能、单位质量制动效能、价格作为车用电涡流缓速器性能的评价指标,并且运用价值分析的方法对车用缓速器的性能特性进行了加权综合评价。从所举实例看,加权综合评价方法对比较各种电涡流缓速器性能的优劣,有着直观的可比性,得出的结果正确、可信。     

旋转列车气流的大涡模拟

利用大涡模拟(LES)方法研究高速列车的气流问题,采用标准的Smagorinsky模型模拟亚格子应力。列车模型是由4辆车组成的1/25比例的ICE 2型列车。该模型被放置于直径为3.61m的旋转试验台上。基于列车的高度和速度,分别对雷诺数77 000和94 000的大涡进行了模拟。模拟中运用了粗糙的、中等的和加密的3种计算网格。加密网格的计算结果与试验数据吻合较好。运用大涡模拟获得了不同的流动区域。研究表明,以柱面形式支撑的风挡和车下复杂结构对气流的速度有很大的影响。在合适的雷诺数范围内,气流流速与列车速度近似地呈线性关系。     

TBM掘进刀具磨损实时监测技术及刀盘振动监测分析

受制于施工环境,TBM(tunnel boring machine)刀具磨损及刀盘振动实时监测问题一直难以解决。基于此,对滚刀和刮刀分别提出了基于电涡流传感器及电阻格栅的磨损实时监测系统,并通过试验建立了输出电压信号与磨损量之间的关系;同时,对吉林引松工程直径为8.03 m的隧道掘进机进行刀盘振动现场监测,并对振动响应进行时域及频域分析。结果表明:在一定地质条件下,随着贯入度的增大,刀盘振动值逐渐变大;刀盘空转频域曲线表现为局部峰值、整体幅值较小的特点,正常掘进时振动幅值明显较大的几个频率范围与刀盘空转时几个波峰对应的频率范围相同,在制作刀盘时其固有频率要尽量避开这几个频率范围,防止产生共振。     

明线上与隧道内高速列车流场结构及气动噪声源

基于成熟的明线上高速列车气动噪声计算模型和可压缩大涡模型,考虑声学无反射边界条件,利用计算流体力学软件Fluent建立无限长隧道内高速列车气动噪声计算模型,对比分析高速列车在明线上与隧道内运行时的流场组织结构和气动噪声源。结果表明:高速列车在明线上与隧道内运行时具有类似的流场结构和气动噪声源分布规律,但隧道内的流场结构尺度与强度、气动噪声源强度均比明线上大;车速为350 km·h-1时,隧道内头车排障器尖点扰动区的速度幅值约为明线上的1.2倍,列车尾流区长度约为明线上的1.7倍,整车、1位转向架、头车流线型车底及中间车上部的等效声源声功率分别约为明线上的3.2倍、1.6倍、2.7倍和4.2倍;隧道内活塞效应并不是在全频率范围增加等效声源声功率,而是在包含峰值频率较狭窄的频率范围显著地增加等效声源声功率。     

汽车底盘测功机关键技术参数的试验研究

通过室内台架模拟汽车性能检测试验研究,提出了汽车底盘测功机的检测能力、滚筒机构、功率吸收能力、功率补偿关键技术参数的要求与测试方法。研究结果表明,滚筒直径应控制在200~530 mm范围,并按不同承载质量给出了推荐值。滚筒中心距设计以承载质量、轮胎直径、安置角为基本依据,主、从动滚筒间的高度差不应大于2mm,第3滚筒高度差允许误差±5%。试验得到了风冷式电涡流机扭矩与转速、电涡流机热衰退的特性曲线,在恒速800 r/min的12 min满负荷测试条件下,热衰退率不应超过55%。采用滑行法和反拖法对底盘测功机内部损失功率进行了功率补偿比对验证,两种方法的试验结果基本是一致的。     

电涡流缓速器工作原理及常见问题与维护

介绍电涡流缓速器电涡流产生原理,阐述其结构和控制工作原理,从车速信号、ABS信号、油门开关信号等控制信号和控制器来分析其常见故障现象及故障维护。