CFD敞水螺旋桨性能计算分析

根据螺旋桨的投影原理及其型值参数,建立螺旋桨的三维模型。基于计算流体动力学(CFD)理论和CFD商业软件进行研究,采用分区混合网格方案和动网格技术及旋转坐标(MRF)方法,结合RANS方程和RNG湍流模型对螺旋桨三维粘性流动进行数值模拟,得到该螺旋桨的推力及其转矩。经与试验结果比较分析,证实该方法能实现对螺旋桨的敞水粘性流场模拟,预报其敞水性能。     

Evidence of convective instability in congested traffic flow: A systematic empirical and theoretical investigation

An extended open system such as traffic flow is said to be convectively unstable if perturbations of the stationary state grow but propagate in only one direction, so they eventually leave the system. By means of data analysis, simulations, and analytical calculations, we give evidence that this concept is relevant for instabilities of congested traffic flow. We analyze detector data from several hundred traffic jams and propose estimates for the linear growth rate, the wavelength, the propagation velocity, and the severity of the associated bottleneck that can be evaluated semi-automatically. Scatter plots of these quantities reveal systematic dependencies. On the theoretical side, we derive, for a wide class of microscopic and macroscopic traffic models, analytical criteria for convective and absolute linear instabilities. Based on the relative positions of the stability limits in the fundamental diagram, we divide these models into five stability classes which uniquely determine the set of possible elementary spatiotemporal patterns in open systems with a bottleneck. Only two classes, both dominated by convective instabilities, are compatible with observations. By means of approximate solutions of convectively unstable systems with sustained localized noise, we show that the observed spatiotemporal phenomena can also be described analytically. The parameters of the analytical expressions can be inferred from observations, and also (analytically) derived from the model equations.     

两个气泡相互作用的某些动力特性研究

文章采用边界积分方法模拟三维水下气泡的动力特性,详细阐述气泡计算的数学模型和数值实施过程,探究了三种不同浮力参数情况下(无重力、弱浮力、强浮力)气泡的演变情况。计算结果表明,在不同的浮力参数下,气泡形状和射流特点有着显著的区别,射流形成和发展与重力有着密切的联系。文中计算了两气泡在不同距离和不同强度参数下的相互作用的特点,为气泡动力特性的研究提供了参考。     

0-1型BEM与VOF方法耦合模型的研究与应用

文章讨论了近年来出现的波浪耦合数值模型,并建立了一个前域采用考虑底摩阻的0-1型BEM方法,后域采用VOF方法的双向耦合的波浪数值模型(0-1BEM+VOF模型)。应用模型计算了平缓岸坡上规则波的传播与破碎,并通过与物模试验的结果进行对比,表明了0-1BEM+VOF波浪耦合数值模型可以很好地模拟波浪的传播与强非线性变形,验证了该模型的有效性和准确性。     

潜艇操纵水动力数值预报网格与湍流模型选取研究

针对采用计算流体力学(CFD)数值方法预报潜艇操纵水动力中,网格划分和湍流模型选择的问题。以SUBO)FF潜艇模型为对象,对不同网格分辨率的模型进行了水动力计算,对网格的收敛性进行了研究,采用五种不同湍流模型,计算得到了不同漂角下潜艇所受水动力,并和试验结果进行了比较。研究结果表明,在采用CFD数值方法预报潜艇操纵水动力时,纵向力对网格分辨率有较高要求,而侧向力和力矩对网格分辨率要求较低,在湍流模型选择上,采用标准k-ω湍流模型能够获得与试验结果更相符合的计算结果,是目前硬件条件下潜艇水动力CFD预报比较合适的一种湍流模型。     

复合桥面铺装结构动力学仿真分析

以高速公路混凝土梁桥沥青混凝土桥面铺装为研究对象,以弹性力学为理论基础,采用LSDYNA有限元软件建立了混凝土梁桥沥青混凝土桥面铺装整体结构模型,研究车辆在不同行驶速度、汽车制动以及道路纵坡等不同条件下,混凝土梁桥沥青混凝土桥面铺装结构的应力敏感性,为复合桥面铺装结构设计提供参考依据。     

基于虚拟样机的空气悬架大客车平顺性仿真分析

以空气悬架大客车为研究对象,采用多体系统动力学的理论方法,建立某型客车的虚拟样机仿真模型,并进行平顺性仿真。最后测试车身上相应位置的加速度值,对模型进行验证。     

基于ADAMS／Insight的多连杆后悬架系统优化分析

在对某型轿车多连杆后悬架系统建立ADAMS多体动力学模型基础上,对该悬架系统进行了仿真分析,分析了轮跳对后轮定位参数的影响,并结合ADAMS／Insight模块对该悬架部分硬点的位置进行了DOE优化。优化结果表明,对该悬架系统所做的优化设计是正确有效的,改善了该悬架系统的运动特性。     

简支梁桥在车辆荷载作用下空间振动特性分析

以福新桥为背景,分析了车道位置、桥面铺装层平整度、车速等因素对桥梁动力响应的影响,并对桥面动力响应频谱特征进行分析,得到一些结论,可为进一步研究公路车桥耦合振动提供参考。     

考虑万向节间隙的汽车摆振系统动力学建模

在经典三自由度前轮摆振模型的基础上,基于非线性动力学理论,建立了考虑万向节运动副间隙的三自由度摆振模型。利用Poincare截面法绘制了车轮摆角幅值随车速变化的分岔特性曲线,分析了车速变化引起的某非独立悬架汽车前轮自激摆振的Hopf分岔,验证了在特定车速范围内发生自激励摆振的运动特性。