导流格栅对发射箱内流场环境影响研究

为研究导流格栅结构对发射箱内部燃气流场的影响,以某型导弹发射箱内流场为研究对象,对后盖在燃气作用下的裂片打开及前盖胀破过程进行研究,并对不同导流格栅结构下的流场仿真结果进行分析和试验验证。结果表明导流格栅结构能够提高压力波向前盖方向传播的速度,有效缩短前盖的开盖时间;增设导流盘来改变格栅结构在一定程度上能够对前后盖开启产生影响,相对于无导流盘,前盖开启时刻的提前幅度为14%。研究结果对发射箱前后盖的碎裂开盖方案优化具有一定的指导意义和工程实用价值。     

采用无结构网格计算类车体外流场

介绍了无结构网格的优点、生成及其目前所存在的问题,并利用无结构网格对类车体的外流场进行了数值计算,显示了部分后处理结果,得出了初步的结论。     

可变气门升程与正时对直喷汽油机缸内流动特性的影响

利用CFD三维数值模拟软件模拟了1台缸内直喷汽油机的进气及压缩过程,分析比较了不同最大气门升程及进气正时下缸内流场的变化规律。结果表明:减小最大气门升程可以使进气行程中缸内气体的速度及湍动能显著增加,但在压缩末期的滚流比要略小;在小气门升程下,进气门早开或者晚开都会使得进气过程的湍动能显著增加,在距上止点5mm,10 mm,15 mm的3个横截面上,早开和晚开进气门会使最大平均湍动能分别增加28.29%和43.47%,20.7%和40.81%,23.07%和49.58%,但在压缩后期间,进气门早开或者晚开时对缸内的平均湍动能影响不大;在小气门升程下,进气门的开启时间对压缩末期湍动能的分布有较大的影响,早开或者晚开进气门会使缸内的湍动能趋于一致。     

桥墩形状对河道水流绕流特征的影响研究

建立圆形、圆端形、矩形和尖端形桥墩绕流数值计算模型,获得了不同桥墩形状绕流流线、涡量与压力分布规律,分析了桥墩形状对绕流横向流速的影响。结果表明：圆形、矩形和尖端形桥墩绕流形成了卡门涡街,桥墩后侧周期性地脱落涡体,且绕流横向速度呈周期性正负交替分布;矩形桥墩绕流流线弯曲程度、涡体尺寸、高压-低压区域面积等最大,横向流速变化复杂且峰值最高(0.269 m/s);圆端形桥墩绕流流动规律简单,流线弯曲度小,无明显涡体脱落,且横向脉动流速小。数值模拟结果综合表明,圆端形桥墩排导能力最好,对船舶行驶影响最小,而矩形桥墩影响最大。     

桥面风场时程重构的机器学习方法

获得桥面的高分辨率时变流场对研究桥梁风致问题尤为关键,然而受传感器布设与测量方法等因素制约,难以通过试验直接测得高空间分辨率的流场数据。机器学习是流场表征的有效手段,但是数据驱动的训练方法在已知样本较少时难以获得准确的模型。针对此问题,引入流场时程的人工神经网络方法,使用流体控制方程辅助模型训练,通过增加未知测点处的方程约束提高模型的精度,得到了考虑物理约束的桥面风场时程的机器学习重构模型。以低雷诺数桥面绕流为例,实现了基于稀疏已知测点时程数据的模型训练,得到了较好的效果。结果表明：通过引入未知测点处的控制方程约束,可在较少已知时程数据的情况下,获得更准确的桥面风场重构模型,为人工智能方法在风场实测时程数据中的应用提供了基础。     

颗粒捕集器喷油助燃再生旋流式燃烧器流场特性分析

颗粒捕集器喷油助燃再生燃烧器内的流场分布对气流组织及油气混合有重要影响,而供风形式是燃烧器内流场特性的主要影响因素之一.为了在燃烧室内形成稳定持续的回流,促进油气混合进程,分别采用双矩形口切向供风和直片式轴向旋流器供风两种供气形式,设计等入口截面面积的两种供风系统结构,并在相同发动机排气和补气条件下对燃烧器冷流场进行仿真分析.分析结果表明,两种供风形式均能形成可回流到油气混合室端面的中心回流区,轴向旋流器供风时的中心回流区的长度、最大回流速度、突扩位置的重附着区长度分别比双矩形口切向供风时大8.11%,5.63%和9.59%,且轴向旋流器供风时的湍动能大于双矩形口切向供风.对比结果显示,利用轴向旋流器供风更有利于促进混合过程的进行,对气流的组织更合理.     

电动汽车机舱散热问题CFD仿真分析优化及试验验证

某电动汽车样车在空调降温试验中,驾驶员和副驾驶的头部平均温度没有达到降温预定值,制冷能力不足。为提高空调制冷能力,采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真分析法,研究了前机舱流场,分析了格栅和空调冷凝器的通风量。通过配置冷凝器导流罩和调整格栅开口,增加了格栅新风的进气量,减少了高温气体回流冷凝器,从而提高了冷凝器的散热能力。在最终的试验中,头部平均温度整改后比整改前降低了5℃,降温效果明显改善,达到并超过了预定值。这种通过机舱流场优化提高散热能力的方法和工程经验,对其它电动汽车机舱散热能力的开发具有借鉴意义。     

液压助力转向器转阀的三维流场计算

采用商用CFD软件Fluent对液压助力转向器转阀内部三维流场进行了数值模拟。研究转阀内液压油的三维流动现象,获得了不同进口速度下切边阀口的最大速度、进出口压差：并显示了不同进口速度下切边阀口区域的涡流。为分析流动的能量损失及噪声提供了依据。     

沿河公路路基冲失水毁机制

沿河路基冲失水毁是路基岩土体抗冲失能力与路基近壁水流冲失作用相互对抗的宏观表象。以路基岩土体起动切应力量化路基抗冲失能力,以近壁水流切应力量化河道水流对路基的冲失作用,通过二者大小对比计算路基冲失水毁。从微观紊流力学分析沿河路基冲失水毁的营力机制或动力来源,认为微观紊流漩涡是沿河路基冲失的基础,宏观次生环流、主流顶冲等是沿河路基冲失的助动力。从微观泥沙运动力学出发,采用水动力模型计算沿河路基冲失宽度。根据路基冲失宽度将沿河公路冲失水毁灾情等级分为四级,并提出了对应的路基冲失水毁抢修工作建议。     

质子交换膜燃料电池流场强化传质研究进展

质子交换膜燃料电池作为车载新型动力源具有广阔的应用前景而备受关注。流场板是燃料电池的核心部件之一,起分配反应气体、移除水分与杂质和传导电子等作用。目前对质子交换膜燃料电池流场方面的研究,大多针对常规流道进行了尺寸和流场布置方式的优化,部分研究在流道内部添加不同形式的堵块以增强气体传质,或将多孔介质材料应用于流场板,或设计新型的三维网格流场结构,通过此类方式来优化燃料电池的水热管理,强化传质效果以提高燃料电池的性能。本文中对这些研究进行归纳总结,并得出若干结论。