矿石堆场抑尘网对不同风速折减效果的数值分析

针对开放性矿石堆场在外力作用下极易造成颗粒扬尘污染的问题，对防风抑尘网在不同来流下的风速折减效果进行研究。应用Fluent提供的RNG k-ε模型对抑尘网后的流场进行数值模拟，结合实测数据建立三维模型，计算不同来流条件下料堆表面速度的分布情况。模拟结果表明：1)气流经过抑尘网孔隙梳理后，在抑尘网后存在明显的旋涡回流区，进而改变料堆表面空气流动结构，有效降低料堆表面速度。2)速度综合折减率为23.52%。不同方向来流的情况下，旋涡回流区覆盖堆场的面积不同。速度综合折减率具有显著差异性，差异幅度为7.69%～50.87%,北西北、北东北来流衰减作用尤为显著。     

基于高斯近似和NSGA-Ⅱ的伴流螺旋桨优化北大核心CSCD

[目的]为改进船舶推进性能,提高船舶效能,克服螺旋桨参数众多、建模繁琐、水动力数值计算收敛速度慢、伴流场的湍流效应等问题,提出一套螺旋桨高效优化方法。[方法]首先,将基于非均匀有理B样条的自由曲面变形(NFFD)技术构建的参数化螺旋桨作为输出,利用CFD数值仿真对螺旋桨性能特征进行预报。然后,基于仿真数据建立螺旋桨性能高斯近似预测模型,建立以提高效率、降低扭矩系数为目标的优化模型,利用二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)得到最优解。[结果]结果显示,在均匀流场和船后伴流场下,螺旋桨的优化结果有着相似规律,即桨叶宽度和厚度均呈减小的趋势,倾斜角呈增大趋势,但由于在船后伴流场下流速会降低,因而桨叶宽度和厚度的减小以及倾斜角的增加幅度相对于均匀流场下的小。[结论]采用所构建的方法可以实现均匀流场和船后伴流场下螺旋桨的高效优化设计。     

耙腔流场分析与结构优化

针对耙吸挖泥船的耙头在挖掘黏土时，其内部流场情况不明晰的问题，本文对耙腔内部流场进行了仿真计算、分析及优化。采用计算流体动力学(CFD)值模拟计算技术，分析新老耙头的总压差、静压差及截面流速的变化情况。得出设置反弧形导流板后，腔体内部漩涡区域减少，能量损失降低，清水流动性能提高。结果表明：新耙头内部设置流线型腔体，可使流动平顺，输送阻力降低，截面流速趋于合理。其各项性能均优于老耙头。     

耙吸式挖泥船作业过程中耙头周围泥沙遗漏特性

针对耙吸式挖泥船工作过程中外流场泥沙遗漏问题，进行耙头工作过程中周围泥沙流动特性研究。采用数值模拟研究方法，分析耙头外部流场前端与后端泥沙遗漏情况，不同工况条件下的外流场泥沙浓度分布，得到真空度与航速变化对外流场泥沙分布的影响。结果表明，在外流场中耙头后部流场的泥沙遗漏更为严重，在流场的竖直与水平方向的遗漏分别表现为紊流与层流的形式，泥泵真空度、航速均与泥泵遗漏量呈正相关的分布趋势。     

汽车底盘流场分析及优化

某车型在苛刻工况下（满载、高环境温度、高速），手动变速箱的机油温度达到150℃，而根据该产品属性签发要求，机油的正常工作温度应控制在130℃以下。本文应用计算流体力学（CFD）工具来模拟计算该车型底盘流场分布情况，分析油温过高的原因、找到问题的解决方案。底盘流场分析结果：由于发动机油底壳的遮挡，导致其后方的变速箱周围风速很小，造成壳体外表面与空气进行强制对流热交换不充分。为优化变速箱壳体尤其是油底壳附近区域流场，在横梁下方增加了一块引流式导流板，它能把横梁之下区域的高速气流引向变速箱油底壳周围。后经实车路试验证，该优化方案可以满足油温签发要求。     

线性剪切流作用下设置沉井施工期受力特性研究

为研究水流作用对设置沉井施工期受力特性的影响，采用线性剪切流模拟非均匀流，建立水流-圆形设置沉井相互作用模型，分析不同施工阶段圆形设置沉井与水流的相互作用情况，并与均匀流作用进行对比。结果表明：线性剪切流作用下圆形设置沉井水流力及水流力矩随流速的增加均呈平方关系。线性剪切流呈表面流速大、底层流速小的规律，对结构尾流区的涡漩有显著抑制作用，与均匀流作用相比，线性剪切流作用下结构受力偏小。随着沉井不断下沉，结构吃水深度增加，过水断面进一步压缩形成了绕流，引起局部压力及水流力成倍增加。     

雷暴风作用下流线型箱梁抖振力空间相关性时变特性试验

为了研究雷暴风作用下流线型箱梁断面抖振力空间相关性的时变特性，通过多风扇主动控制风洞开展雷暴风物理模拟和刚性节段模型测压试验。基于Priestley经典谱估计理论分析了非平稳脉动风和抖振力的时变相干函数，在此基础上，借鉴Jakobson研究成果提出了时变相干函数模型。最后，深入研究了紊流积分尺度时变特性对于抖振力空间相关性的影响，通过引入紊流三维效应因子的概念，揭示了雷暴风作用下流线型箱梁紊流三维效应的时变特征和作用机理。结果表明：雷暴风的时变积分尺度是影响流线型箱梁断面抖振力空间相关性时变特征的控制因素，由于该参数的引入，时变相干函数模型能够较好地描述非平稳抖振力的时变相关性；同时，当雷暴风在时变风速快速突变时，抖振升力的紊流三维效应时变特征明显，其变化趋势与积分尺度的时变规律相反，且存在一定的迟滞现象，其原因可能为风速突变产生的漩涡瞬态畸变效应导致。     

ATB船组阻力特性与机理分析

对某铰接式顶推船（ATB）进行快速性试验，发现ATB船组的阻力小于单独驳船的阻力这一特性；以模型试验的数据为基础，建立稳定可靠的CFD方法，数值模拟的结果与模型试验吻合较好，继而运用CFD计算得到的局部微观流场对ATB船组阻力特性进行机理分析，为该类船型的设计提供很好的指导价值