电动汽车涡旋压缩机内油气分离器的研究

通过数值模拟的方法研究了电动汽车涡旋压缩机在不同转速工况下,进口结构对油气分离器的流场和性能的影响。采用RSM模型对油气分离器内的气相流场进行模拟计算,同时利用DPM模型对4种分离器的油滴轨迹进行追踪。研究结果表明:进口结构变窄将促使油气分离器内部流场具有良好的对称性,并随着转速的提高,不同进口结构分离器的压降都呈抛物状上升,分离效率也有所提升。在满足压降经验模型计算的状况下,矩形-1进口分离器相比另外3种不同进口分离器的速度场对称性良好,且在3000 r/min时对小粒径油滴分离效率达到了74.97%,比圆形进口分离器的分离效率提升了19.30%,保证了低功耗下提升小粒径油滴的分离效率。     

基于 Fluent软件的旋风分离清选系统仿真研究

以小区小麦联合收获机的旋风分离清选系统为研究对象,运用Gambit软件对其核心部件－旋风分离筒前处理,运用Fluent软件对其内部流场进行了数值模拟。采用DPM模型模拟了小麦颗粒、茎秆和颖壳在分离筒中的运动情况,以颖壳分离效率、茎秆分离效率和小麦籽粒损失率为评价指标,对三种模型进行了对比分析,获得最优模型并进行了实验验证。     

基于响应面法的井下旋流分离器结构优化

基于数值模拟方法与中心组合设计方法,采用二阶多项式基函数构建了井下旋流分离器的结构参数与分离效率及底流压力损失间的数学关系模型。通过开展附加试验对模型预测值与数值模拟实际值进行对比,得出分离效率和压力损失的预测值与实际值的平均相对误差分别为0.104%和4.562%,验证了模型预测结果的准确性。针对响应面优化结果与初始结构开展分离性能对比研究,结果表明：当入口油滴粒径在50～500 μm范围内变化时,优化前结构的分离效率变化范围为58.92%～98.56%,优化后结构的分离效率变化范围为60.35%～99.48%;当入口含水率在94%～99%范围内变化时,优化前结构的分离效率由74.61%提高到88.07%,优化后结构分离效率由75.26%提高到91.56%。在不同粒径及含水率条件下,优化后结构均呈现出了明显的高效性及适用性。     

安全带固定点强度仿真精度分析及过法规优化

针对GB14167—2013下,座椅安全带固定点试验过法规困难且增重较多的现象,对安全带固定点有限元模型的仿真精度进行探究,旨在以提高仿真精度的方式来指导过法规优化方案的制定。探究了卷收器建模方式、单元积分类型及分布对仿真精度的影响,并建立了可信度较高的某商用车安全带固定点强度分析有限元模型。通过对传统模型中单元类型及分布进行优化,在保证计算效率的同时,使仿真精度得到较大提高。最终,基于座椅的薄弱部件进行结构优化,使其满足国家法规要求,且仿真结果与试验结果基本吻合。     

基于车速跟踪的商用车燃油经济性建模与仿真

针对燃油经济性仿真模型仅能计算车辆在模态工况下的燃油消耗量的问题,提出了一种基于车速跟踪的燃油经济性仿真模型的建模方法。在建立车辆纵向动力学模型、驾驶意图模型和发动机与传动系统模型的基础上,利用MATLAB/Simulink搭建了商用车燃油经济性仿真模型,并以某客车为例进行了试验与仿真对比。对比结果表明：所建模型能对商用车的任意行驶工况进行较好的车速跟踪,并能对商用车在该行驶工况下的燃油消耗量进行较为准确的仿真计算。通过更改仿真模型中的相关车辆参数,可以方便快速地进行不同动力总成配置的商用车的燃油经济性仿真计算。     

液压迷宫油箱颗粒污染物涡旋分离区结构优化

迷宫油箱是一种以促进污染物分离为目标的新型小型化液压油箱，针对其颗粒污染物分离区结构参数与分离效率关联规律不明的问题，首先，建立油液中颗粒污染物运动学模型，得到颗粒污染物在流场中的沉积与流场涡识别Q准则的联系；其次，采用CFD仿真方法，研究涡旋分离区结构参数对颗粒去除率和流场特性的影响规律，并基于正交试验法得到优选结构；最终，采用流场可视化试验验证仿真结果正确性。结果表明，颗粒污染物易聚集在流场中涡量较小的位置，即Q准则涡结构定义外侧，优选结构对直径为500μm的金属和非金属颗粒的分离效率分别提升了16%和89%。研究成果可为液压油箱轻量化小型化设计与优化提供理论和方法指导。     

浅析振动试验在某商用车前格栅结构设计的应用

汽车零部件可靠性是汽车产品品质的重要指标。由于商用车行驶道路复杂多变,前格栅的材料属性和安装位置决定了它对抗振性能要求更高。对某商用车前格栅结构进行振动试验,根据实验结果进行前格栅结构改进,以提高产品的可靠性。     

基于KULI的某重型商用车发动机冷却系统的仿真与试验研究

以某重型商用车发动机冷却系统为研究对象,利用整车热管理仿真软件KULI建立了冷却系统模型,进行了发动机冷却系统的仿真计算,并与试验数值进行比对分析。结果表明:仿真结果与试验数值吻合较好,仿真模型可靠,为发动机冷却系统的设计与匹配提供理论依据,通过软件仿真可以大大提高冷却系统分析效率,节省试验费用。     

基于正交的割缝式旋流器结构优选和试验研究

为改善螺旋叶片式旋流器分离含油污水的性能,在传统旋流器原型基础上,设计出一种新型割缝螺旋叶片式旋流器。为探究割缝尺寸对分离效率的影响规律,通过正交试验法对割缝尺寸及结构进行优选。通过FLUENT流体软件对优选结构的分离效率、压力场和油相分布进行数值模拟分析,发现正交试验法优选出的结构明显改善油核排出情况,内部速度场具有较好的周向对称性,并且降低了底流口含油量,同时又提高了旋流器分离性能。最后通过试验验证,得到分离效率最高可达93.7%,符合正交试验法的指标估算和数值模拟结果,从而证明了对旋流器溢流管进行割缝设计方案具有可行性。     

基于AVL-Fire的某1.5L发动机进气道优化设计

设计合理的进气道有利于燃烧,从而对发动机的动力性和经济性起决定性作用,选择现有的一款1.5L发动机进气道,应用CAD模型、AVL-Fire软件进行CFD数值仿真分析,结合气道试验台实验数据校核仿真模型。以现有进气道的试验数据,综合考虑滚流比、流量系数,基于CAD对现有进气道进行优化设计,并用AVL-Fire软件对优化设计后的模型进行CFD分析。根据CFD仿真结果,优化后的模型在大气门升程滚流比有所提高,从而达到优化发动机经济性的目的。     

基于离散相运移轨迹的新型旋流入口结构设计

以常规双锥液-液分离水力旋流器的切向双入口结构为研究对象,利用计算流体动力学(CFD)方法,基于离散相模型(DPM),对离散相油滴在旋流入口处的不同入射位置点的运移轨迹进行分析。研究入射位置与油滴运移轨迹之间的规律,并依此对旋流入口进行分区。得出了常规双锥结构旋流器的双切向入口截面不同区域对油滴运移轨迹的影响规律。完成了决定离散相油滴被溢流捕获还是由底流逃逸的入口区域划分。并设计出一种可提高目标结构旋流器分离效率的新型入口结构。通过开展室内试验,对本文所设计新型入口结构进行了性能验证。     

火星熄灭器两相流数值模拟

针对某型号火星熄灭器,采用非定常雷诺时均（RANS）和离散型模型（DPM）对其内部流场和颗粒分离行为进行了数值模拟.计算了初始模型设计流速下的捕集效率和阻力损失;分析了内部速度场、压力场和颗粒运动轨迹特性.针对计算结果,对原火星熄灭器的结构进行了改进.采用相同的计算方法,对改进后的设计方案进行了仿真计算,结果表明提高了火星熄灭器的综合性能.该仿真计算方法能较好地预测火星熄灭器内部两相流的流动特性,对火星熄灭器性能预测和结构改进提供可靠依据.     

商用车前围碰撞安全性仿真与试验分析

针对某厂商研制的商用车"笼式"骨架驾驶室,为验证驾驶室的结构安全性能,进行前围摆锤撞击仿真分析,仿真结果表明,该驾驶室未发生破坏,零部件未脱落,但前围结构出现干涉假人生存空间的现象。为提高碰撞后假人的生存空间,提出增加前围吸能盒的设计,在仿真环境与实车试验中验证了驾驶室前围吸能盒的设计对于改善假人生存空间的效果,对比试验与仿真结果,两者在碰撞后的变形趋势与试验假人生存空间方面都极为接近,验证了仿真模型的可信性。     

两种不同结构的分离板的分离机理分析比校

分离技术作为航空航天技术中一项必不可少的关键技术,越来越受到重视。对一个完整的爆炸分离过程,从下至上了解结构单元以及材料在强动载荷下的快速分离过程（动态断裂）对把握爆炸分离机理,设计效率好、可靠性高的爆炸分离装置有着重要的指导性作用。为了深入研究柔性导爆索（Mold Detonating Fuse,MDF）在爆炸分离装置中的作用过程和机理,比较两种不同结构的分离板分离机理,采用AUTODYN软件建立了柔性导爆索切割铝分离板的仿真模型。采用固定约束方式模拟防护盖板与平板试验件之间的螺栓连接及平板试验件的双边加持,并基于BKW方程,计算得到了柔性导爆索中RDX装药的JWL状态方程和爆轰性能参数。应用应力波在介质中传播的理论,对两种分离板的分离机理进行分析。在此基础上,设计了柔性导爆索切割不同厚度铝平板试验件的试验,验证了仿真模型的准确性,理论分析结果与试验结果一致。同时利用动力分析有限元程序对分离板的破坏过程进行数值模拟,得到与理论分析和试验结果相吻合的结果,试验结果可以为柔性导爆索分离装置的结构设计和优化提供理论指导。     

几何参数对S弯进气道气动特性的影响研究

采用数值仿真方法对某无人机S弯进气道内流场结构进行了分析,对出口截面流场特征及出口参数进行了研究。利用三维数值仿真方法,对几何参数对S弯进气道气动特性的影响进行了对比,其中包括S弯偏移距离和S弯进气道长度的影响。研究结果表明:S弯进气道内部存在典型的横向涡结构。S弯长度的增加会显著降低涡结构区域及分离区域,改善流场结构,同时提升出口总压恢复系数,控制出口畸变。     

基于薄壁梁压溃理论的商用车被动安全性提升研究

为使某企业商用车被动安全性提升到欧盟ECE R29-03标准,进行基于薄壁梁压溃理论的碰撞性能仿真及优化研究。首先,建立正面摆锤碰撞驾驶室虚拟试验模型,并以国内《商用车驾驶室乘员保护》标准对驾驶室进行正面摆锤撞击仿真试验,对比实车试验以验证驾驶室虚拟试验模型的准确性。其次,基于矩形截面薄壁梁纵向压溃理论,推导多直角截面薄壁梁纵向压溃吸能理论表达式。然后,依据碰撞中驾驶室地板纵梁压溃反力随时间变化曲线,提出一种基于多直角薄壁梁纵向压溃理论的双帽型结构吸能器,进而进行吸能器参数的优化设计。最后,在欧盟ECE R29-03标准的试验工况下进行正面摆锤撞击仿真验证新型吸能器结构的有效性,提升了商用车被动安全性,为改进平头商用车被动安全性提供理论基础。     

一种复合结构航空测量耙模态仿真方法

针对新型航空测量耙结构方案设计,提出一种可用于不同材料组成的复合结构航空测量耙的模态仿真方法--共面法(Co-Area Methods,简称CAM)。以国内首次研发、用于配装飞机进气道的复合结构航空测量耙为研究对象,建立基于线性假设的共面模型,使用ANSYS开展三维模态仿真,并进行验证试验。结果表明:基于CAM的模态仿真与试验结果较为吻合,最大误差为7.03%,小于工程可接受的误差范围,说明了CAM在复合结构航空测量耙模态仿真中的可行性。     

多级离心压缩机中整体式静叶片设计的试验验证

在多级离心压缩机的中间级中，气体在弯道中的流动难以控制，导致流动分离，直接影响下游回流器内部流场和整级效率。针对这一问题，作者已经提出了一种贯穿扩压器、弯道和回流器通道的整体式静叶片结构形式，它能够对气流起到整体引导作用，减少气体在流道中的气动损失。本文为了验证研究成果的可靠性，搭建试验台，并组织试验测试。试验测试和数值模拟的结果都表明，安装整体式静叶片的模型机效率提高了4.5%，总压比提高2.8%。     

汽车座椅抖动及安全带固定点强度改善研究

针对某商用车座椅与车身匹配在整车道路试验中出现的座椅抖动及安全带固定点试验中强度不足的问题,首先利用台架扫频试验分析得出了座椅靠背的振动特性;其次建立整车有限元模型进行振动传递函数(VTF)分析,通过比较仿真与试验结果验证了模型的精度,并采用振动传递路径分析方法找出了引起振幅过大的传递路径为右前悬架激励→地板安装孔Z向→座椅滑轨Z向→座椅靠背X向,进一步借助传递函数分析间接地预测出最终的响应;再次采用受力路径分析方法对安全带固定点试验进行仿真分析,得出安全带固定点力学性能薄弱位置为地板;最后提出了座椅地板结构加强方案,改进后的座椅振动峰值降低了67%,主观评价抖动现象消除;并且该方案在安全带固定点强度试验中增强效果较明显,改进后靠背前向位移减小146 mm,未超过RC平面,试验结果满足法规要求。     

柴油机螺旋进气道结构设计方法研究

柴油机螺旋进气道有助于缸内混合气的形成,有利于提高燃烧效率和降低排放。为此,分析了柴油机螺旋进气道结构设计的国内外研究现状,对比分析了螺旋进气道传统和现代设计方法,重点分析了螺旋进气道的参数化设计方法。结合气道性能的评估,分析了气道流动性能的数值模拟方法、评价方法、稳流模拟试验方法及瞬时速度场测量方法。分析结果发现,应用气道结构参数定义方法建立的参数化气道模型具有更好的鲁棒性,修改简便灵活,能够方便系统研究螺旋进气道的结构参数对其流动特性的影响和影响机理。该方法将是未来气道结构设计的发展趋势。