电力机车变流柜冷却系统流量分配数值研究

为了保证机车变流器功率模块的正常工作,需要对流过功率模块的冷却液的流量进行研究。文章采用标准k-ε湍流模型对电力机车变流柜冷却系统的流量分配问题进行了三维数值模拟,讨论了总流量大小、主管出口形式、主管进出口位置和支管直径等因素对支管流量的影响。研究发现出口位置的布置对支管流量的分配影响较大,支管离主管出口位置越近,其流量最大;支管离主管进口位置较近时,其流量却有可能最小。此外随着主管总流量的增加和支管管径的增加,每根支管的流量不均匀性亦增加。此研究结果为合理布置功率模块提供一定的参考依据。     

海底管线附近底床侵蚀平衡剖面的湍流数值模拟

本文建立了模拟海底管线附近底床侵蚀平衡剖面的垂向二维数学模型.对其中的三个关键性问题--复杂边界下的湍流场计算、泥沙底床侵蚀动边界平衡剖面的确定--分别采用有限元数值方法求解改进的κ-ε双方程湍流模式、预网格剖分的边界拟合技术和基于壁面律计算剪切应力结合泥沙临界起动切应力准则进行判别的方法进行处理.为检验数学模型的可靠性,文中将数值模拟结果与实验资料进行了对比,结果显示:本文建立的数学模型能够比较准确的模拟出侵蚀平衡剖面的形态并揭示了侵蚀发生的机制.同时也表明经Shih等改进的κ-ε湍流模式适合于海底管线附近湍流场的数值计算;预网格边界拟合技术是处理复连通域下活动边界问题的有效方法;管线附近泥沙底床的侵蚀平衡剖面主要受底床附近切应力的控制,临界起动切应力判别准则在该问题中的应用是合适.     

粘流场数值模拟关键技术研究进展

综述了粘流场数值模拟中的关键技术-湍流模型、数值求解方法、网格生成方法及动边界模拟方法的研究进展,这些技术的深入研究和突破将会推动数值模拟技术在工程领域的发展和应用。     

基于FLUENT的沥青加温罐搅拌装置优化布局研究

针对沥青加温罐内的沥青介质受热不均匀和加速率较低的问题,以某大型沥青加工站的沥青加温罐为研究对象,对罐体内的沥青流体建立三维模型,使用FLUENT软件、RNGk-ε湍流模型和多重参考系(MRF)法求解。对比分析了在不同搅拌装置布局下,加温罐内沥青流体的湍流强度与速度,得到了最优的搅拌装置布局方案,使沥青的成品质量有了明显提高。     

固体火箭发动机尾焰对拖曳式设备的影响分析磁

针对某型试验导弹的拖曳式跟飞设备在飞行过程中受发动机高温高速尾焰影响的问题,提出了利用流体仿真计算确定尾焰辐射区域的方法。文章通过几何建模,并使用Fluent软件进行二维仿真计算,分析了固体火箭发动机尾焰辐射范围,为拖曳式设备可靠跟飞确定了危险区域,为设备自身气动设计等提供了必要的依据。     

潜艇高频猝发通信技术研究及实现

在潜艇高频通信中采用猝发通信技术和扩展频谱通信技术相结合,可以有效抗干扰和抗截获。首先提出了一种DS/QPSK高频猝发通信系统,然后对快速同步算法、频差估计、自适应均衡和卷积编译码等关键技术进行分析。得出高频猝发通信技术是潜艇对岸基隐蔽通信的一种重要手段。     

基于修正RNG k-ε模型的叶片泵非设计工况数值模拟

对于非设计工况下流体机械的流场计算,由于其偏离设计工况,分离流动严重等特点,使得用普通的湍流模型数值模拟精度不高。本文采用一种将涡粘性系数Cμ与湍流脉动动能和湍流耗散率的变化相关联的方法,对RNG k-ε湍流模型进行修正。为验证其对非设计工况下叶片泵的预测精度,分别采用修正模型和原始RNG模型,数值模拟了一比转速为439的叶片泵的内部流场,得到了其扬程、效率曲线及在典型工况下的内部流场流线分布。通过比较改进前后RNG湍流模型的数值计算结果,并与实验结果对比,得出修正RNG模型更能准确预测出非设计工况下叶片泵的流场特性。     

基于积分法的粗糙壁面湍流边界层发展预测

壁面粗糙度对湍流的影响研究是流体动力学的热点问题。利用边界层积分法对零压力梯度下棱锥形粗糙壁面湍流边界层的发展进行预测分析。首先,以2个几何统计参数对棱锥形的粗糙形态进行描述,通过对试验数据的拟合分析,确定粗糙度函数的具体形式;然后,利用动量积分方程和壁面律求解出粗糙壁面湍流边界层厚度和局部摩擦系数沿流向的变化情况。计算结果与试验数据吻合较好,表明采用积分法预测粗糙壁面湍流边界层的发展精度较高,适于工程应用。     

时速600 km磁浮列车驶入隧道时初始压缩波特征的数值模拟

为分析高速磁浮列车驶入隧道时产生的初始压缩波特征, 采用三维可压缩非定常流动的N-S方程和SST κ-ω湍流模型, 基于重叠网格法和有限体积法, 以国内正在研发的时速600 km高速磁浮列车头型为研究对象, 建立了高速磁浮列车驶入隧道的计算模型, 通过分析距隧道进口端内不同距离横截面上不同测点的压力及压力变化率, 得到了车头驶入隧道洞口初始压缩波的空间分布特性和传播特性, 以及不同速度对初始压缩波波动幅值的影响。研究结果表明: 初始压缩波在列车驶入隧道前开始形成, 形成初期具有三维特性, 在隧道截面同一高度上, 靠近车体一侧的初始压缩波压力要比远离车体一侧大; 在隧道截面同一侧, 靠近车体一侧高度越低, 初始压缩波压力越大, 而远离车体一侧初始压缩波压力与高度无关; 当列车驶入隧道一定距离后, 在列车头部前方约36 m处隧道内同一断面处压力相同, 初始压缩波由三维波变成一维平面波; 在列车流线型头部驶入隧道约0.15 m时, 位于隧道300 m测点处的初始压缩波的压力变化率达到最大值; 列车速度越高, 初始压缩波压力峰值越大, 位于隧道100 m处测点的初始压缩波的压力峰值与列车速度的2.5次方近似成正比, 压力变化率峰值与速度的3次方近似成正比。      

二维低噪声风洞设计

湍流边界层脉动压力谱是水动力噪声预报的重要输入参数.为满足湍流边界层脉动压力测试需求,设计并建造了二维低噪声风洞.风洞设计从流体动力学和声学2方面考虑.流体动力学设计既需要满足流速要求,又需要降低试验段湍流度,提高流动稳定性;声学设计从洞壁隔声,洞体内部消声以及减振3个方面考虑,专门设计了声流式消声器、微穿孔消声器及消声弯头用于降低试验段噪声.二维低噪声风洞建成后有效进行了湍流边界层脉动压力测试.