箱体式活动沙障风沙流场特征

研究在野外调查的基础上, 采用计算流体力学三维数值建模方法并结合室内风洞试验, 分析了箱体式活动沙障在孔隙率与风速变化作用下的控沙特点及其周围风沙流场的演化过程。分析结果表明: 在沙障的控制下, 顺着风向在沙障前后依次出现减速区、减速上扬区、加速区与障后涡流区, 在沙障腔体内形成明显的腔内减速区与涡流区, 过境风沙流在沙障的减速区、障后涡流区与腔体内发生沉落, 可见箱体式活动沙障发挥了控沙作用; 随着风速增大, 障前减速上扬区高度增大, 但沙障迎风侧孔隙率的变化对减速上扬区高度没有影响; 当沙障迎风侧横板孔隙率小于5%时, 对来流的消减效果显著, 积沙在沙障前卸载, 不能充分发挥沙障背风侧涡流区的控沙作用; 当孔隙率大于25%时, 沙障能够充分发挥控沙作用, 在沙障的迎风侧、背风侧与腔体内都有积沙卸载; 当孔隙率继续增大至30%时, 沙障控沙效果没有明显提高; 选定孔隙率为30%条件下, 随着风速的增大, 沙障后积沙增加, 沙障腔体内积沙减少, 而沙障迎风侧积沙出现先增加后减少的变化趋势。     

发展时变附加质量方法模拟飞行器出水过程

  目的  水空跨介质航行器（TMAUV）的斜出水过程是一个强非线性、非定常、流场变化剧烈的过程。基于一种可变体的TMAUV的水下构型,利用CFD流体仿真软件,对该构型在典型工况下的出水过程进行数值仿真。  方法  分析航行器在此过程中不同阶段的流场变化特性及其载荷的分布,比较航行器以不同的俯仰角和攻角出水时,在2个典型位置的流体速度场分布和航行器所受流体作用力的特性。  结果  结果表明,航行器倾斜跨越水空界面时两侧的流场和载荷会出现不对称的剧烈变化,俯仰角越大,在水下部分流场受动范围越小,跨越出水部分受影响越大;与零攻角出水相比,航行器带攻角倾斜出水会导致表面所受流体作用力出现高频率、大幅度的反向震荡,影响出水的稳定性。  结论  研究结果可为研究潜射导弹出水、船舶航行、潜艇跨介质等问题提供研究思路和理论参考。     

渗流下无粘性土基坑支护结构侧压力计算新法

支护结构上的侧压力是基坑支护设计中一个重要参数。在对前人工作进行分析的基础上,指出其不足。从土体的三相成分出发,提出了新的无粘性土基坑支护结构上的侧压力计算方法,与前人的方法对比表明:在渗流的情况下,新法计算的主动侧压力为由前人提出方法的1.16倍,对于被动侧压力,前者约为后者的2.28倍。     

防雪栅栏对路堤流场影响的数值模拟研究

简述防雪栅栏对公路风吹雪雪害的防治原理,基于Fluent14.0软件,选取新疆塔城地区G3015,S201线典型路堤断面,针对特定的三维防雪栅栏,通过改变防雪栅栏至路堤水平距离、路堤高度、路堤边坡坡率及防雪栅栏的排数等参数,对防雪栅栏对路堤断面风雪流场的影响进行研究。     

发动机泄漏辅助制动数值模拟

为了研究发动机泄漏辅助制动系统的工作过程, 应用计算流体力学软件Fluent建立了发动机泄漏辅助制动系统的数值模拟计算模型, 利用压力曲线对模型进行了验证, 计算了发动机泄漏制动时的缸内压力和流场分布情况。发现: 发动机泄漏辅助制动系统工作时, 排气门预开间隙大, 则缸内所能达到的压力峰值小, 得到的制动功率小。在压缩过程开始阶段与膨胀过程中, 出现了气体由排气道倒流入气缸中的现象, 且转速低, 排气门开度大时, 倒流现象出现得早。分析结果表明: 适当选择排气门预开间隙, 可以提高发动机泄漏辅助制动系统的制动功率。     

基于CFD方法的6500 TEU集装箱船舵空泡腐蚀数值模拟研究

  目的  为深入研究舵空化时的精细流场及其非定常水动力性能的相关规律,  方法  针对某型船的桨、舵模型进行建模,采用结构化网格、SST k-ω湍流模型和流体体积（VOF）方法对舵空泡进行计算。针对舵空泡问题进行实船观测试验,将舵空泡的计算结果与实船舵空泡的观测结果进行对比,验证数值方法的可靠性。对舵空泡的周期性变化进行探讨和分析,并基于空化和非空化2种状态对3种舵角下的舵空泡进行计算。  结果  结果显示,当空化范围较小时,空化对舵力时均值的影响较小,随着空化范围的增加,空化对舵力时均值的影响明显变大,尤其是舵效显著降低;一旦发生空化,舵非定常力的脉动幅值将大幅增加,且空化范围越大,舵非定常力的脉动幅值越大。  结论  研究结果可为评估空化发生后舵的水动力性能及舵的优化设计提供技术支撑。     

磁浮列车明线交会横向振动分析

为了研究气动力对磁浮列车运行稳定性的影响, 以上海磁浮列车为研究对象, 采用动网格技术, 通过求解三维可压缩非定常N S方程对磁悬浮列车在相对速度860 km/h交会时的气动力进行数值模拟; 同时将车体、悬浮架作为弹性体, 悬挂系统作为弹簧阻尼单元, 建立了详细的系统动力学模型, 对考虑列车交会瞬态压力冲击作用下的高速磁浮列车进行了横向振动分析。计算结果表明, 流场数值计算出的最大压力波幅值与实车试验结果两者差距小于6%;仅考虑轨道不平顺时, 磁浮列车的横向振动较小, 而在考虑磁浮列车高速运行时产生的交会压力波的情况下, 车体却产生了较大的横向振动, 底架最大横向加速度达1 5 m/s2, 经过二系悬挂的缓冲作用后振动明显减小, 悬浮架最大横向振动加速度约为0 7 m/s2。     

钣金型液力变矩器外特性计算方法

对原有试验台架的信号处理和液压系统进行改进, 进行了YJH315钣金型液力变矩器的牵引试验。应用三维流场数值计算方法, 提出了YJH315钣金型液力变矩器外特性的动量矩方程、力矩方程与性能参数计算方法。分别通过MATLAB仿真软件和实测试验得到了不同转速比下的效率、变矩系数和公称力矩, 并将仿真结果与试验结果进行对比分析。分析结果表明: 当转速比在0~0.9时, 试验工况下的最大效率为0.82, 仿真工况下的最大效率为0.79, 效率的最大误差约为2%;试验工况下的最大变矩系数为2.41, 仿真工况下的最大变矩系数为2.29, 变矩系数的最大误差约为3%;试验工况下的最大公称力矩为28.7N·m, 仿真工况下的最大公称力矩为27.3N·m, 公称力矩的最大误差约为3%。3个指标的误差均在可接受范围之内, 说明提出的钣金型液力变矩器外特性计算方法可行。     

油缸间隙式粘滞阻尼器理论与性能试验

  目的  研究黏滞流体阻尼器工作时的内部流场分布规律、开孔半径、开孔长度、开孔个数以及活塞直径对阻尼系数和速度指数影响的敏感度。  方法  通过正交设计得到参数设计方案,采用FLUENT软件进行流场仿真计算,以得到流场分布规律及各方案的阻尼系数和速度指数,并计算各结构参数对两者的影响程度。  结果  计算结果表明,黏滞流体阻尼器的内部流场分布基本符合平行平板、圆管内的定常层流运动分布规律。各结构参数对阻尼系数和速度指数的影响程度依次为：开孔半径˃活塞直径˃开孔个数˃开孔长度;开孔半径˃开孔个数˃开孔长度˃活塞直径。  结论  采用正交设计并结合FLUENT流场仿真的方法能够最大限度地减少设计方案的数量,可以节约试验成本,缩短设计周期,具有很高的实际应用价值。