基于CFD-DEM耦合方法的近床面水流泥沙运动模拟研究

基于CFD-DEM方法,采用流体计算软件Open FOAM、颗粒运动模拟软件LIGGGHTS及CFDEM耦合库,建立流体—颗粒运动耦合模型,并利用模型研究不同水动力条件下近床面流体与颗粒的运动规律。模拟结果表明,模型能较好模拟近床面水流紊动特性及雷诺应力分布,也能较准确刻画出颗粒未起动、推移质输沙及推移质和悬移质共同输沙的三种状态,计算得到的推移质单宽输沙率与实验结果及经验公式吻合较好。     

粘性流场中船舶操纵水动力导数计算与验证

以软件Fluent作为仿真软件,应用其能够计算流体力学的特点,对操纵船舶的水动力进行预报。其方法为使用软件的动网格及后处理功能,计算出粘性流场中船舶在不同的状态以及在做不同运动时的水动力导数。首先根据船舶的运动状态计算出作用于船舶上的水动力力矩,然后对力矩进行曲线拟合,从而得到粘性流场中船舶操纵水动力导数。仿真计算结果表明,在不同运动状态下船舶的操纵水动力与次频率没有明显关联,所以该粘性流场中船舶操纵水动力导数计算方法完全可行。     

基于CFD洗扫车料箱气固两相流模拟

随着中国城市化进程的加快,专业并且符合中国国情的扫路车需求日益增加,研究洗扫车的气力输送系统对相应结构进行优化就显得尤为重要。本文对典型的环卫洗扫车料箱部件内的流动情况进行两相流仿真分析,直观的表达料箱内部的速度、密度、压力值,结果对料箱结构的设计具有建设意义。     

Oseen子边界元法在粘性流——固耦合运动中的应用

本文提出了一种处理二维粘性流场与扁薄弹性体相互作用的粘性流边界元理论和方法。     

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。     

基于CFD的叶片周向偏移对液力变矩器的性能影响预测

为了提高改型设计效率,对液力变矩器流道模型进行参数化设计,并通过三维流场仿真计算和试验测试进行了可靠性验证。基于参数化模型分别研究了液力变矩器泵轮、涡轮和导轮叶片内外环周向偏移对性能的影响规律,并进一步对比分析了不同设计参数对性能的影响程度。结果表明:导轮叶片内外环周向偏移对失速泵轮转矩系数和失速变矩比均有较大影响;涡轮叶片外环周向偏移对最大效率影响最大;而泵轮和涡轮叶片内环周向偏移对各性能影响相对较小。研究结果为液力变矩器的改型设计提供了理论参考。     

木材流送模型试验相似准则的探讨

通过１：４０模型试验以及与１：５模型的对比试验研究了由若干喷嘴射流所合成的流场的相似规律，得出了流场相似参数以及流场基本自模的试验。对于木材在流场中漂送时的相似问题，亦作了定性分析，提出了木材漂送相似准数及与其受水动力系数之间的关系，指出了木材漂送问题的相似要求。     

高速列车制动盘摩擦副的优化

对高速列车上使用的制动盘进行强化散热设计,采用在制动盘摩擦面开导流槽的方法,使其能够对制动盘摩擦面起到进一步散热的效果。根据摩擦学、流体力学、传热学原理对制动盘导流槽进行设计并分析,采用计算流体动力学软件FLUENT分析了制动盘摩擦面导流槽内流场的分布情况,通过ANSYS10.0有限元软件对制动盘的温度场进行了仿真分析。最终验证了在制动盘表面开导流槽存在强化散热方面的作用。     

高速齿轮箱润滑系统密封结构的数值研究

以高速动车组驱动齿轮箱小齿轮电机端的迷宫密封为研究对象,建立带有甩油环的迷宫密封数值仿真模型——可压缩二维轴对称有旋流动。采用标准k-ε湍流模型和增强壁面处理模拟迷宫密封腔内流场分布及泄漏特性。应用Fluent软件,对Navier-Stokes方程、能量方程和湍流方程采用有限体积法离散,压力-速度耦合采用SIMPLE算法。研究空腔深度对密封性能的影响,确定最优的空腔深度,同时研究压差和转速对泄漏量的影响规律。研究结果表明:随着空腔深度的增加,泄漏量先减小后增大;随着压差的增大,泄漏量增大;在不考虑温升的条件下,转速对泄漏量的影响很小,但随着转速的增大,密封性能提高。     

戈壁铁路挡风墙背风侧流场特征与挡风功效研究

为了掌握戈壁地区铁路沿线各种既有挡风墙的功效与不足之处,基于流体数值分析方法,对高度为3.0 m的不同形式挡风墙背风侧在不同风速条件下的流场进行了模拟计算分析。得到了不同形式挡风墙背风侧的流场特点、风向和风速变化规律:对拉式挡风墙背风侧的涡流特征显著,其大风遮蔽效应系数呈现出先降后升的规律性变化;而土堤式挡风墙背风侧不仅不存在涡流区,且大风途经土堤式挡墙后流场运动要素变化较小。计算数据显示,对拉式挡风墙的挡风效果优于土堤式;挡风墙高度为3.0 m时,对拉式挡风墙能够满足要求,而土堤式挡风墙则不能满足要求,需要加以改进。以上研究结论为铁路的安全运行与防风沙设计提供参考与依据。