基于Fluent二次开发的散热器芯部外形参数化建模

在散热器芯部外形优化设计过程中,针对Fluent前处理软件Gambit根据选取不同的试验点建立三维网格模型存在手动重复性操作的问题,利用VC＋＋6．0程序设计语言对Fluent进行了二次开发,实现了散热器芯部外形参数化建模,提高了开发的效率．     

基于STAR-CCM+汽车散热器的换热分析及结构优化

以汽车发动机冷却水箱C207散热器为研究对象,基于计算流体力学软件STAR-CCM+对散热器进行流固耦合模态分析,运用线性回归分析方法确定冷却液参数数据的回归模型,并导入自定义场函数中,采用标准K-Epsilon湍流模型分析冷却液在散热器水道内的温度、压力以及速度变化情况.为了提高散热器的换热效率,对散热片结构进行改善和优化,最终得到较好的换热效果.     

带复杂外形附体的AUV流体动力数值计算

自主式水下航行器（AUV）携带复杂外形附体（设备）时,其流体动力参数的精确计算是一个技术难点。利用通用流体动力学仿真软件CFX,采用SST湍流模型,对带有盐温深传感器（CTD）和GPS/北斗天线的AUV流体动力进行了数值计算,得到了3种模型下AUV流体动力的变化规律,分析了不同附体对AUV流体动力的影响。结果表明,带有附体后AUV水平面不对称,在附体处压力及速度变化剧烈,导致AUV流体动力参数及流场有了很大的变化。数值计算结果为AUV工程设计提供了参考依据。     

基于计算流体力学与刚体动力学耦合的高速旋转弹丸弹道计算方法

为了模拟高速旋转弹丸真实飞行弹道,基于弹轴运动附加于控制体表面、自转运动附加于壁面边界的思想,采用三维有限体积法,改进型简单低耗散迎风矢通量分裂格式、双时间步和Spalart-Allmaras湍流模型等计算流体力学（CFD）方法,建立具有任意拉格朗日-欧拉形式的流动模型。结合高速旋转弹丸刚体运力学（RBD）弹道方程组,推导出弹丸运动和控制体表面运动耦合的数学模型,提出一种CFD与RBD弹道耦合计算方法,实现了4阶龙格-库塔法中流动方程和弹道方程联立计算。研究结果表明：气动耦合方法和时间步长对弹道耦合计算结果影响较大;所提紧耦合方法在时间步长0.5 ms下M549旋成体弹丸仿真弹道结果与采用气动模型法计算结果基本吻合;旋转稳定二维弹道修正弹仿真弹道具有抬头力矩使弹丸低头的特性,该特性与文献［29］的研究结果一致。     

坦克排气流场与温度场的计算流体力学分析

建立了坦克排气流动与传热的计算流体力学( CFD)模型,应用FLUENT软件完成三维数值分析。对排气管出口截面的气体温度与压力进行了测试,分析值与测试值符合较好。通过CFD分析得到了坦克排气流场与温度场的详细分布特性和外界环境温度与风速对排气的影响。分析结果可以为坦克排气红外辐射特征的研究提供依据。     

基于计算流体力学的武器水下发射过程仿真

为研究武器水下发射流场特征及武器在发射过程中表面的压力变化,基于雷诺平均纳维斯托克斯方程和k-ε湍流模型,运用商用计算流体力学(CFD)软件FLUENT对武器发射过程的流场进行了数值模拟,采用2D轴对称模型,由试验测量拟合得到入口压力边界条件,运用动网格技术处理武器在发射管内的运动,在此基础上得到了发射流场特征及武器表面所受压力的变化规律,与发射试验所获的武器运动速度与位移的实测数据作对比表明,仿真结果与试验结果具有良好的一致性,因此其数值仿真结果可为武器与发射管的优化设计提供参考.     

基于计算流体力学的旋转自洁式空气预滤器数值模拟研究

为了实现空气预滤器瞬态内流场的数值模拟,为新型高效空气预滤器的设计和性能优化提供一种有效的计算方法。运用FARO-LDI三维激光扫描测量系统对旋转自洁式空气预滤器进行逆向建模,建立了其全流道三维几何模型;利用ANSYS ICEM CFD对内流道模型进行混合网格划分;采用Fluent中用户自定义函数和多流动区域耦合算法中的滑移网格模型实现了旋转器叶轮的被动旋转。湍流模型选为RNG k-ε模型,压力速度耦合算法采用SIMPLE算法,压力离散格式采用PRESTO格式,动量方程的扩散项和压力项采用中心差分格式,对流项采用一阶迎风格式。研究结果表明,运用该方法能够准确计算空气预滤器内部流场和模拟旋转器叶轮的被动旋转状态。     

基于RCS的舰炮防护罩隐身外形设计及优化

针对大口径舰炮对舰船雷达隐身性能的影响比较突出,提出了利用舰炮防护罩外形隐身技术来降低舰炮的雷达特征信号。按照外形隐身设计原则,舰炮防护罩隐身外形设计为多面体,各面板都带有倾斜角度。使用物理光学法对防护罩周向隐身性能进行了多频率、多探测仰角仿真,仿真结果表明防护罩周向的强散射源点较多,防护罩隐身性能较弱。利用倾斜角度变化对RCS值影响明显的特点,对防护罩周向各面板的倾斜角度进行了优化,并对角度优化后的防护罩重新进行了RCS仿真,最终得到隐身性能较好的防护罩外形。与优化前的防护罩相比,优化后的防护罩周向RCS值明显降低,RCS最大值降低了56.6%,防护罩0°(360°)方位的RCS值降幅最大,达到了144.3%,角度优化后的雷达特征主波瓣明显收窄,防护罩的隐身性能得到很大提高,为其他相似产品防护罩的隐身设计提供了技术参考。     

一种乘波外形导弹增程段弹道的最优控制解法

高超音速导弹弹道优化的目的是针对其弹道数学模型,设计方案弹道,寻求一个最优攻角规律使得弹道性能指标最优.为此将弹道问题转化成最优控制问题,通过最小值原理,得到滑翔飞行距离最大的最优弹道的一阶必要条件,采用遗传算法求解了此两点边值约束问题.数值仿真算例表明,在满足状态方程约束条件下,通过最优控制解法和遗传算法求取最优弹道方法可行.     

基于遗传算法的配送车辆路径规划

配送车辆的路径规划问题是城市交通与运输系统中的重要环节,基于遗传算法对城市交通配送环节中的车辆行驶路径的最优规划问题进行了研究,提出了优化方案设计方法。在Matlab环境下,进行了算法实现与仿真,结果表明所提出的规划方案可以有效地降低配送过程中的车辆运行成本。     

基于转速分析的装甲车辆发动机失缸判别方法

为了分析发动机失缸时转速的变化,研究了发动机瞬时转速信号的测取方法,在某型装甲车辆上采用断缸法模拟了失缸故障,测取了发动机正常工作、燃烧不良及失缸工况下的瞬时转速信号.对原始转速脉中信号进行了“0-1”转换,以消除外界噪声干扰.对转速进行了频谱分析,分析了发动机失缸时转速的不规则变化.对转速进行了复杂度分析,提取了K[...     

低温环境下车用起动电机的匹配研究

分析了低温工况下车用起动系统的主要影响因素;结合发动机的起动阻力矩、最低起动转速、电机工作特性、起动系统传动系数和电机热效应等因素,确定了起动电机的最大输出功率;考察了极板结构、电解液温度对蓄电池容量的影响;总结了起动阻力矩与起动电机功率、蓄电池容量之间的匹配公式;测量了起动阻力矩随环境温度、起动转速的变化规律。结果表明:减少板极厚度、增加板极高度、适当提高电解液密度,可提高蓄电池容量;在相同的环境温度下,起动阻力矩随起动转速的提高而增大,当转速高于170r/min时,转速每提高50r/min,起动阻力矩增加3～8N.m;当环境温度低于0℃、转速不变时,环境温度每降低5℃,起动阻力矩增加2.5N.m.     

一种基于参数化建模的飞行器隐身外形设计优化方法

针对飞行器隐身外形设计优化问题,建立一套复杂隐身外形的参数化建模方法;应用基于正交试验设计的参数影响程度分析方法,从众多外形参数中选取设计变量;为隐身与气动学科分析构建代理模型,以提高优化效率;采用分层次的多目标优化策略进行隐身、气动综合优化;最后以一隐身外形翼身组合体的设计优化为算例,检验了以上方法的可行性和有效性．     

电控喷油器控制柱塞副结构参数设计与优化

为提高电控喷油器液力响应速度为提高电控喷油器液力响应速度进行了电控喷油器控制柱塞副结构参数设计及优化。简要分析了电控喷油器的工作原理和控制柱塞的作用,提出了电控喷油器控制柱塞副参数的计算方法;针对某型柴油机的喷油器要求,初步计算了控制柱塞副结构参数;引入遗传优化算法,建立以柱塞运动响应时间为目标函数的优化模型,获得了较合理的柱塞结构参数;通过电控喷油器仿真模型计算对比了优化后结构参数的喷油器性能。     

基于CFD的大跨度桥通载过程颤振稳定性分析

大跨度桥的风致动力响应是抗风设计中的关键问题。为缩短装配式钢桁架桥的设计周期、降低成本,采 用数值模拟的方法对钢桁架桥通载过程颤振稳定性进行分析。采用计算流体力学与动网格技术建立数值风洞,构建 钢桁架桥通载过程的2 维仿真模型,模拟桁架桥通载过程的分状态强迫振动,以2 维3 自由度耦合颤振分析方法为 理论依据,仿真分析某型装配式钢桁桥通载过程的断面绕流场和桥梁上颤振自激励,识别出颤振导数,并得到通载 过程颤振临界风速。结果表明：仿真结果与风洞实验结果一致,证明该方法是可行、可靠的,可为以后工程应用奠 定基础。     

对置活塞二冲程内燃机折叠曲柄系方案设计研究

结合一种新型对置活塞内燃机折叠曲柄系设计要求,提出4种折叠曲柄系统方案,利用Matlab/Simulink和ADAMS建立了仿真模型,通过运动学和动力学特性分析进行方案优选。计算结果表明,与传统内燃机相比,这4种折叠曲柄系活塞运动学关于上止点具有明显的非对称性,相同转速下使得膨胀时间和压缩时间均不相同,因而将对气流湍动能、扫气质量和燃烧等容度均产生不同影响;动力学上,活塞侧压力较传统二冲程内燃机大幅度减小,有利于减小气缸壁的磨损。由于方案4具有空间结构布置灵活性大,系统平衡性较好,活塞运动规律有利于提高内燃机的充气效率和加快内燃机燃油与空气的混合速率,同时可以缩短着火延迟时期的特点,所以方案4为最优方案。     

基于AHP评价方法的发动机性能评价

通过分析发动机各性能参数,确定了发动机总体性能的指标和分性能,并以此指标和分性能为基础,应用层次分析法( AHP)综合评价方法,建立了坦克发动机性能的综合评价模型,并结合实例进行了说明,为发动机性能的定量综合评价提供了新方法。     

基于计算流体动力学方法的鱼雷涡轮机功率计算

以往涡轮机功率计算都采用1D解析法及经验公式,无法考虑通流部分中各种损失,而且不便于对涡轮机作进一步性能参数优化。本文基于计算流体动力学（CFD）方法,对鱼雷燃气涡轮机通流部分的3D流场进行数值模拟计算,并对模拟计算结果进行分析及后处理,得到涡轮机叶轮叶片力矩值,推算出涡轮轴输出功率,为分析涡轮机内部各种损失,优化涡轮机性能参数提供了重要依据。