基于一三维耦合的装甲车辆冷却系统高原环境适应性研究

建立了车辆冷却系统CFD模型和一维性能仿真模型,采用一三维顺序耦合计算的方法,研究了高原环境对车辆冷却系统性能的影响.结果表明,随海拔的升高,流经冷却系统的空气质量流量下降相当明显,且4 500 m海拔下的冷却系统空气质量流量仅为海拔0 m下的65%.海拔在3 000 m以下时,冷却系统散热量下降不多;超过3 000 m后,系统散热量剧烈下降,4 500 m海拔下的散热量仅为平原下的82%左右.研究结果对于车辆冷却系统的高原适应性设计与改进具有指导意义.     

柴油机高原功率恢复供油参数调节方法

针对高原环境下增压柴油机功率下降的问题,通过仿真研究,对比了3种不同的供油参数调节方案,得出了在高原环境下通过调节供油参数恢复柴油机功率的方法。建立了某V型6缸增压柴油机仿真模型,并采用试验数据对模型各系统进行了校核。在该模型基础上,研究了增压柴油机的平原性能,匹配了适应高原环境的增压器,研究了喷油提前角与功率、涡轮入口温度和缸内最高燃烧压力之间的关系。据此,提出了供油参数的调节方法和具体参数,仿真计算了3种不同的供油参数调整方案,并对结果进行了对比分析。研究结果表明,在海拔4 500 m条件下,采用提前角和供油量联合调整的方法可将发动机标定功率恢复至平原的75%.     

高原环境下某装甲车辆空气滤清器性能仿真分析与试验

高原环境特殊,海拔高、气温低、大气压力低,传统重型装甲车辆空气滤清器设计输入为平原地区大气环境与空气密度,为保证高原使用要求,必须预测空气滤清器总成在高原特殊环境下的工作性能。建立了空气滤清器计算模型,构建三维仿真模型并简化,进行仿真计算,预测了空气滤清器在不同环境下的性能趋势。基于理论研究结论,开展了高原实地空气滤清器系统性能测试。对比分析测试结果与仿真结果,得出模型预测结果与试验结果之间误差可控制在20%以内。高原环境特殊,海拔高、气温低、大气压力低,传统重型装甲车辆空气滤清器设计输入为平原地区大气环境与空气密度,为保证高原使用要求,必须预测空气滤清器总成在高原特殊环境下的工作性能。建立了空气滤清器计算模型,构建三维仿真模型并简化,进行仿真计算,预测了空气滤清器在不同环境下的性能趋势。基于理论研究结论,开展了高原实地空气滤清器系统性能测试。对比分析测试结果与仿真结果,得出模型预测结果与试验结果之间误差可控制在20%以内。     

冷却系统热流量分配计算与试验对比分析

根据能量守恒原理和多项式拟合的方法对冷却系统内冷却液从发动机水套、中冷器以及机油热交换器中带走的热流量进行了数值仿真计算,并与试验值进行对比,计算结果与试验值符合较好且相对误差小于10%;同时计算得到了发动机不同工况下,冷却液从发动机水套、中冷器带走热流量随发动机转速、负荷的变化关系.     

高原环境下空气滤清器性能改进与试验研究

针对某型装甲车辆空气滤清器不能满足高原使用要求的问题,对滤清器进行结构改进,改进措施主要包括取消集气箱、更改滤芯结构和增加导流锥3个方面,对改进前后两种方案进行性能仿真分析和高原环境试验,结果表明,改进后的空气滤清器阻力较原方案降低了22%,保养周期提高了25%,空气滤清器性能得到提升,可以满足高原使用要求.同时表明,应用虚拟样机模型进行数值仿真,其计算结果与试验结果之间的误差可控制在10%以内,说明仿真方法是一种估算不同环境下空气滤清器性能的有效手段.     

柴油机冷却系统瞬态响应研究

建立了某型柴油机冷却系统数值仿真模型,针对变工况下冷却系统的响应问题做了仿真研究,分析了不同单一系统参数和多参数对柴油机出水温度的影响.结果表明,改变不同单一系统参数,柴油机出水温度达到稳定状态所用时间不同,但都相对较短,而改变多个系统参数所用时闻则相对较长.通过该型柴油机热平衡实验,在外特性上验证了该冷却系统仿真模型...     

对某型发动机冷却系统的设计与匹配研究

对某型发动机冷却系统散热器和冷却风扇进行了设计匹配与校核计算,采用目前最新的发动机一维模拟软件GT-POWER建立了该发动机冷却系统的模型,通过仿真模拟验证了设计的可行性与合理性.     

遗传算法在固体火箭总体优化设计中的应用

在综合考虑固体火箭发动机内弹道性能和火箭外弹道性能的情况下，融 内外弹道仿真分析为一体，系统分析了发动机装药，燃烧室和喷管设计参数对发动机性能及全弹性能的影响。通过建立火箭质量模型，气动 算模型，外弹道模型和内弹道模型，在满足总体设计指标的前提下，以起飞质量最小为目标函数，将遗传算法应用于固体火箭总体一体化优化中，完成4个变量的寻优计算，获得满意结果。     

阀门作动速度对流量可调固体火箭冲压发动机动态响应特性的影响

利用数值模拟的方法,通过研究调节阀以不同速度作动时燃气发生器压强、燃气流量和发动机推力等参数的响应情况,分析了阀门作动速度对燃气流量可调固体火箭冲压发动机动态响应特性的影响.结果表明,调节阀作动速度对参数的响应速度和负调量均有较大影响,其过大或过小均不利于发动机整体性能的提高;在实际情况下,需要综合考虑,以选择合适的阀门作动速度.     

基于特征线的脉冲爆震发动机推进性能分析

为了准确分析汽油/空气脉冲爆震发动机(PDE)的推进性能,根据x-t平面上带喷管的PDE传播模型,考虑了进气道、主爆震燃烧室和喷管对PDE性能的贡献,利用特征线法给出了一种PDE性能的计算方法.通过研究飞行马赫数和发动机结构参数对推进性能的影响,得出了不同飞行马赫数下,PDE性能的变化趋势;发动机性能与PDE结构参数存在定量关系.研究结果对PDE结构参数设计和性能优化提供了依据.     

电传动装甲车动カ舱内空气波场数值模拟及结构改进分析

将装甲车由机械传动改为电传动后，电机类设备的增加对动力舱内的冷却系统提出新的要求，利用计算流体动力学(CFD)技术对虚拟动力舱内空气流场进行数值模拟，可以对动力舱冷却系统的合理性进行预测分析并提出建议。以某虚拟电传动装甲车动力舱为研究对象，建立了电传动装甲车动力舱内空气流动与传热计算的物理模型和数学模型，采用标准尾K-ε方程湍流模型对舱内的流动进行了描述，对不同风扇流量下动力舱内空气流场进行了三维数值模拟与分析，为风扇流量的确定提供了理论依据；对动力舱排气窗位置进行了分析讨论，指出排气窗位置的不同会对舱内部件带来不同的冷却效果。     

某柴油机高原使用供油系统调整研究

针对高原条件下柴油机使用暴露出的气缸盖燃烧室烧蚀等可靠性问题,分别进行了不同喷油泵最大供油量和不同喷油器喷嘴结构参数下,柴油机整机性能高原模拟计算与试验研究,得出了高原环境下通过调节供油系统控制柴油机热负荷的方法。通过性能优化模拟计算与试验研究,提出了适当减小喷油泵最大供油量及采用增大喷孔数、减小孔径和减小喷雾锥角的喷油器的供油系统技术状态高原调整方案,降低了柴油机热负荷,提高了柴油机高原条件下的可靠性。采取所确定的供油系统调整方案后,海拔高度4 500 m时,柴油机功率降低27％,其他控制参数均在限制范围内,可满足车辆在高原地区的使用要求。     

基于计算流体力学的车辆发动机散热器芯部外形优化

为降低散热器空气侧流动阻力和芯部体积以达到节约冷却风扇功率和车辆动力舱空间的目的,建立了散热器空气侧计算流体力学（CFD）模型和基于CFD分析的散热器芯部外形优化模型。在满足散热需求和动力舱安装空间要求的前提下,以空气侧流动阻力和芯部体积为目标函数,基于遗传算法对一板翅式散热器芯部外形进行了优化,对优化后散热器的散热性能进行了校核。结果表明,所建优化模型是可行的。采用正交试验设计法确定了各变量对优化目标影响的主次顺序：在空气流量一定时,散热器芯部高度对散热器空气侧流动阻力和芯部体积的影响最为显著。     

Numerical Simulation of Airflow Field and Structure Improvement in Engine Compartment of Armored Vehicles with Electric Transmission

When the mechanical drive is changed into the electric transmission,the cooling system of the engine compartment should be altered to meet the new requirement for the increasing in equipment such as electric apparatus.In order to predict and analyze the rationality of cooling system in the virtual engine compartment,the numerical simulation of airflow fields in the engine compartment by using computational fluid dynamics（CFD） technique is necessary.An armored vehicle with electric transmission in the research is taken as the research object.The physical model and mathematical model for the computation of 3D air flow and heat transfer in the engine compartment of an armored vehicle with electric transmission is established.Turbulent flow in the compartment is described by using the standard k-ε two-equation turbulence model.The temperature and velocity fields of 3D air flow in the engine compartment are numerically simulated and analyzed based on different fan＇s flux.A theoretical basis for determination of the fan＇s flux is given by the simulation results.The positions of the air-vent shutter are analyzed.The simulation results show that the different positions of the air-vent shutter can lead to different cooling efficiencies.     

循环参数对涡轮级间燃烧室发动机性能影响

文中采用变比热部件法建立了某型涡轮级间燃烧室发动机性能仿真程序,对比分析了风扇增压比、高压压气机增压比、涵道比、涡轮前温度等主要循环参数对涡轮级问燃烧室发动机和常规发动机性能参数的影响.结果表明:这些循环参数变化时,涡轮级问燃烧室发动机单位推力增长幅度较大,耗油率性能变化曲线趋于平缓,发动机综合性能提升,循环参数的可供选择范围变宽.     

海拔高度对柴油机缸内热流分布影响规律研究

为了分析高原环境下柴油机缸内热流分布变化规律,采用计算流体动力学方法对不同海拔高度条件下的柴油机燃烧过程进行了三维数值模拟研究。结果表明：考虑燃气向缸壁传热的燃烧过程计算时,壁面函数采用Han-Reitz模型可以得到满意结果;随着海拔高度升高,过量空气系数降低,滞燃期延长,着火推迟,燃烧恶化,爆压降低,燃烧温度升高;海拔高度越高,喷雾贯穿动量越大,壁面换热系数增长速度越快,在上止点后气体流动性对换热系数的影响所占比重增大,而进气流量对换热系数的影响比重降低,换热系数随着海拔高度升高而增大;在换热系数、壁面燃气温度和壁面油膜燃烧影响下,高海拔燃烧时壁面平均热流大幅度增大,海拔高度从1 000 m升高到4 500 m 后,缸盖和活塞瞬时平均热流最大值增幅分别达到30%和26%.     

坦克及军用车辆风扇调速用硅油离合器的理论、设计与试验研究

军用车辆冷却系统的风扇是车辆噪声的主要来源和发动机有效功率的消耗者之一,而噪声的强度和功率的消耗均与风扇的转速有关。根据冷却的实际需要自动调节风扇的转速,不仅可降低功率消耗、节省燃油,而且还可以达到降低噪声、延长发动机寿命等效果。本文对国产中型坦克发动机冷却风扇采用温控自动调速硅油离合器的可行性进行了探讨,介绍了它的结构、工作原理、传扭计算以及试验结果,为我国军用车辆冷却系统风扇的温控调速做了一次有价值的尝试。     

坦克动カ舱空气流动与传热研究综述

掌握坦克动力舱内空气流动与传热状况，是合理设计其动力装置、传动装置和冷却系统的必要前提和重要环节。进行空气流动与传热研究对促进坦克动力舱设计研制水平的提高具有重要意义。文章就国内外坦克动力舱空气流动与传热研究的现状、未来发展趋势、存在的问题以及数值模拟的困难进行了综述。