水下航行器头部流噪声性能数值模拟研究

流噪声的降低对水下航行器的隐蔽性提升、主动声呐系统探测能力的提高具有重要意义。首部作为水下航行器主要构成部分,其线型设计的优劣直接关系到流噪声性能和声呐系统工作环境的好坏。基于大涡模拟(LES)的流场计算结果,采用ACTRAN这一声学软件对2种不同头部线型、不同速度、不同攻角、不同监测点处的流噪声性能进行研究。分析研究发现,水下航行器流噪声能量主要集中在低频段,随着速度的增大而增大。在速度、攻角相同的情况下,头部端面半径小、头部长度较长的模型具有较好的流噪声性能。在同一模型下,头部驻点处的流噪声比头部端面一定半径处任何点的流噪声要小。将数值模拟与水下航行器流噪声特性水洞试验研究进行对比,两者得到的结论一致。     

机械排烟控制航母机库火灾烟气运动大涡模拟

航母机库火灾是影响航母安全的重要因素。为研究航母机库火灾防护与控制技术,采用低速气流运动控制方程组和湍流燃烧大涡模拟方法仿真分析机械排烟条件下航母机库油料火灾的蔓延与烟气运动规律。结果表明：针对本算例机库几何尺寸和油池火规模,机械排烟量介于300~600 m3/s,不仅会增高热烟气层高度、降低下层烟气温度,还会降低火源附近的热流密度;当机械排烟量不超过600 m3/s时,采用机械排烟对油池火蔓延的强化影响不显著;机械排烟使热烟气排出温度明显增加,选择风机需要考虑耐温要求。     

大跨桥梁实测湍流风场的大涡模拟

为实现在大涡模拟(LES)中准确评估强风湍流对大跨桥梁的作用,关键难点在于生成符合桥梁真实强风特性的入口湍流。为此应用了一种新的规则化波矢量随机流生成方法PRFG³(Prescribed-wavevector Random Flow Generator),该方法遵守连续性方程和泰勒假设,可准确模拟目标湍流的脉动风谱、湍流度和湍流积分尺度等风特性参数。首先利用西堠门大桥结构健康监测系统(SHMS)2016年内采集的风速数据,选取了该桥址区10 min时距平均风速较大但风特性不同的2个强风样本,分析得到相应的强风特性参数;然后采用PRFG³方法合成了符合上述2个实测强风特性的均质各向异性湍流,同时为验证该方法用于主梁节段模型LES入口湍流的适用性,还模拟了缩尺比为1∶50的强风湍流场,并基于OPENFOAM平台,将3类风场赋予LES入口进行了数值计算;最后将LES流场中多个监测点的湍流特性与实测结果进行了对比。研究结果表明：2个实测风场在顺风向、横风向、竖风向的脉动风谱均与Von Kármán谱接近,顺风向湍流积分尺度最大约为192 m,各脉动风...     

基于CFD的VIV刚性圆管纵横比与雷诺数的作用效应

利用Ansys-CFD软件对三维刚性圆管在不同层流下的流场状态进行数值模拟分析。采用基于隐式压力的有限体积法对不可压缩流体进行模拟,数值模拟的结果结合不同低雷诺数范围和圆管长度与直径的纵横比区间的相互关系。分析结果通过绘制阻力系数和升力系数的变化情况,同时结合圆管不同高度切片的三维图样进行比较和分析。对于斯特罗哈数的不连续变化情况,通过傅立叶变换反映出圆管外部流场的具体情形。     

一种进一步降低轿车空气阻力的方法

本文首先简要地分析了声激励减阻机理，然后，针对类似桑塔纳车身的模型采用了声激励的方法进行了减低空气阻力的研究，得出了声激励参数，方式和减阻效果的关系，并且对此进行了一定的分析，表明利用声激励方法可以进一步降低此类车身的空气阻力。     

柴油机缸体安装缸套凹肩的损坏和修复

分析了柴油机缸体安装缸套凹肩产生疲劳剥落和裂方的原因，并提出修复方法。     

波状底床上振荡流场的数值模拟

本文利用CFD商业软件Fluent对振荡流下波状底床矩形水槽的流场进行了数值模拟.采用标准κ-ε模式,首先模拟了平板底床的情况,将平均速度数值解与Jensen的实验结果进行对比,吻合较好,验证了该模式的可行性.然后,将该模式应用于波状底床,得到了平均速度场,探讨了其发展变化规律,讨论了参数a/L(a表征了流体质点作周期运动轨迹的最大振幅,L为沙纹波长)对涡量场影响范围的作用.     

水体在有压扩散段内的流动特性研究

有压泄水隧洞的出水口处一般都是渐扩段。由于水流在扩散前流速较大,而扩散后流速较小,水流流速在短时间内发生了较大变化,因此会产生多种复杂的水流现象——流动分离、回流或漩涡等。主要针对对称渐扩段内的水流流态情况,利用Fluent软件,采用大涡模拟法得到特定雷诺数情况下,扩散角大于或等于7°时,对称扩散段内会发生主流来回摆动现象;当扩散角为特定角度时,在一定的雷诺数范围内,扩散段内主流来回摆动的起始时间随雷诺数增大提前,主流摆动的振幅随雷诺数增大而增大。