汽车排气催化转化装置气流特性分析

运用计算流体动力学对汽车排气污染物控制装置———催化转换器进行了研究。通过对 4种不同引流区结构的速度场、压力场的计算 ,证明引流区的结构对催化转化装置的气流分布影响很大 ,应尽量避免采用直壁无引流过渡的结构 ,采用平滑过渡的引流区 ,不仅可减少涡流损失 ,而且压力损失大大小于其它结构。对实际汽车用催化转化器在不同排气流量下的速度场和压力损失进行了计算和对比。采用Ansys/FlotranCFD计算流体动力学软件 ,其计算结果与试验结果吻合较好 ,证明采用的方法是可靠的。     

桑塔纳2000型轿车外流场的有限元分析

本文将CFD（计算流体动力学）技术应用于桑塔纳2000型轿车的气动特性研究，采用FEM（有限元方法）模拟其外流场。通过数值计算得出车速在30m/s时的阻力系数，并与风洞试验的结果进行比较，误差公为6%。     

波浪中螺旋桨流体动力性能变化的近似计算

螺旋桨在波浪中随船运动,总的状态应该是前进,旋转和振荡三者结合的。本文为了近似计算波浪中桨流体动力性能与静水的变化,将波浪中运动的螺旋发解为旋转兴波和振荡兴波两部分线性迭加。利用Ｇｒｅｅｎ函数法求解其兴波问题,从而给出桨推力的变化值。文章根据编制的程序进行了系列数值计算,结果表明：波浪中螺旋桨推力系数变化值随桨轴浸深、桨升沉振荡频率和幅值而变化。     

高铁连续梁桥龙卷风荷载数值模拟

为探明高铁连续梁桥龙卷风荷载特征,采用计算流体动力学手段,开展了高铁连续梁桥龙卷风荷载数值模拟研究。首先,以Ward型龙卷风发生装置为物理原型,按照原理相仿和等效替代的原则建立了相应的数值模型。然后,基于上述模型开展龙卷风场数值模拟,并与文献提供的风洞试验结果进行对比,验证了数值龙卷风场的准确性。在此基础上,以某大跨度高铁连续梁桥为工程背景,将该桥三维模型建于上述数值龙卷风场中心,研究龙卷风作用下高铁连续梁桥结构表面风压的分布规律。研究结果表明：数值模型可较好地模拟龙卷风场的基本特征;龙卷风袭击高铁连续梁桥时,风场受主梁和桥墩的干扰较大,涡核结构发生明显变化,其中,主梁底部风场的涡核半径增大,形成较大范围的高风速区;桥梁结构表面存在较大压差,正负风压极值之差约为负风压极值的2.5倍;负风压出现在主梁跨中的较小范围内,且主梁顶面的负压绝对值高于主梁侧面和底面;正风压极值出现在主梁端部迎风侧,且桥墩迎风侧也承受较高的正风压作用。上述极端不均衡的风荷载在桥梁设计时应予以重视。     

地铁隧道附属广告设施的活塞风作用时变特性

为了预测地铁隧道内由活塞风效应引起的广告牌表面风荷载的时变特性,采用计算流体动力学（computational fluid dynamics,CFD）开展了活塞风三维非稳态流动模拟. 基于用户自定义函数（user-defined functions,UDF）定义了列车运行控制与动网格控制程序,搭建了精度更高的活塞风模拟方法,并结合以往的实验与仿真,验证了方法的合理性. 在此基础上根据实际隧道断面建立了全尺寸动网格模型,考虑了不同运行速度下由列车运动引起的流场变化,重点关注地铁隧道内不同位置广告牌表面的静压变化. 研究结果表明,列车经过广告牌时表面静压由正变负,速度增加时会导致广告牌表面的静压显著增大,对于80 km/h的工况静压幅值能超过500 Pa;对于部分以120 km/h运行的地铁,静压幅值超过1 kPa.      

船用燃气轮机进气滤清器冲蚀行为研究

冲蚀磨损是引起船用进气滤清器材料损坏的重要原因之一。针对滤清器的冲蚀行为,基于Finnie冲蚀模型分析了入口空气流速、杂质颗粒质量流量、粒径及结构参数对冲蚀速率的影响。结果表明,滤清器弯折角处最易发生冲蚀磨损,可通过改变局部材料耐磨性能来提高滤清器的耐冲蚀能力;在颗粒质量流量以及粒径一定的情况下,冲蚀速率与入口空气流速的平方成正比;在相同的空气流速下,对于等粒径杂质颗粒,冲蚀速率随质量流量线性增加;粒径对冲蚀速度的影响较为复杂,在空气流速和颗粒质量流量一定时,冲蚀速率随着粒径的增加而急剧下降,但当颗粒粒径大于200μm时,粒径对冲蚀速度影响变小。     

基于CFD的FPSO风载荷规范计算适用性研究

[目的]目前,设计人员多使用针对大型油轮的OCIMF规范和针对海上平台的API规范对FPSO风载荷进行计算,但因FPSO船舶上层建筑更为复杂,需进一步研究这2种规范对于FPSO风载荷计算的适用性。[方法]建立具有通用型上部模块的某30万吨级大型FPSO数值模型,对恶劣海况下不同风向角、横倾角下的FPSO所受风载荷进行数值模拟,分析其中存在的遮蔽效应;与规范计算结果进行对比分析,讨论在风载荷作用下FPSO受到的横倾力矩。[结果]结果显示,船舶正浮状态受到的最大风载荷和横倾力矩出现在270°风向角;船舶横倾状态下受到的风载荷和横倾力矩比正浮状态更大,最大横倾力矩出现在10.5°横倾角280°风向角;采用API规范和OCIMF规范得到的FPSO风载荷计算结果与CFD计算结果相差较大,二者在270°风向角的结果与CFD分别相差13.6%和24.5%。[结论]数值仿真给出的流场细节有利于分析上部模块间的遮蔽效应,能够较为准确地预报船舶所受到的风载荷,可以为考虑遮蔽效应的FPSO稳性设计提供参考。     

PHEV电池包热管理系统设计优化与仿真分析

为实现电池包热管理系统低能耗和高效率散热的目的,文章通过流体动力学（CFD）仿真及实验对某插电式混合动力汽车（PHEV）乘用车电池包热管理系统进行优化研究。电池包热管理系统采用液冷散热,流场压力损失设计目标值为27kPa。初始方案中,流场压力损失实测值约为60 kPa,CFD仿真分析表明,液冷系统流场进出口是产生压力损失的主要部件;采用增大进出口管径的方法对液冷系统进行优化,仿真和实验结果表明,优化后的液冷系统压力损失减小至26 kPa左右;液冷系统流场优化后,对电池包散热特性进行仿真和实验分析,结果表明,在67.6 kW工况下电池包最高温度为53.2℃,低于目标值55℃。综合分析可以得出结论,优化后的电池包液冷系统各项指标达到目标状态。     

室内空气品质的CFD评价方法

室内空气品质与人的感知以及个体差异紧密相连，表征了室内环境要素对人们工作与生活的舒适度。室内空气品质不佳将对人的身心健康和工作可靠性产生巨大的不利影响。在现代建筑中，暖通空调系统设计或运行不当以及各类污染源产生的污染物是导致室内空气品质出现问题的两大方面。CFD方法通过求解统一形式的描述室内流动、传热和污染物产生与扩散的偏微分方程组，可以得到室内各个位置的风速、温度、污染物浓度等参数，为从整场的角度来评价室内空调环境空气品质提供了可能，已发展成为评价室内空气品质的强有力手段。本文着重探讨CFD(Computational Fluid Dynamics1)技术在评价室内空调环境空气品质上的应用现状与实施方法要点，并给出了实例。     

基于CFD的绞吸挖泥船风流载荷分析

绞吸挖泥船在作业过程中受到载荷影响的情况较为复杂。以某绞吸挖泥船为研究对象,采用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）数值模拟模型对绞吸挖泥船风流载荷进行分析,得到无因次的风流载荷系数,总结绞吸挖泥船风流载荷规律。研究结果可为绞吸挖泥船的系泊分析和作业过程安全性分析提供一定参考。