能量可回收型悬架的研究现状及发展趋势

在介绍能量可回收型悬架的背景、发展历史和主要应用的基础上,概括了目前能量可回收型悬架研究的重点和方向,主要包括能量可回收型悬架的减振器设计、馈能特性和控制策略3个方面,最后指出能量可回收型悬架研究目前存在的问题及发展趋势。     

水煤浆喷嘴射流特性的实验研究

本文在冷态条件下，通过激光多普勒测速仪与激光测粒仪对喷嘴出口雾炬流场的联合测量，得到了喷嘴射流特性变化的一般规律，并为掌握喷嘴射流特性提供了一定的实验依据．     

二维射流中翼型气动特性计算与分析

为研究射流与翼型间的相互作用,将自由流线模型与面元法结合,建立了二维无黏射流中翼型气动特性的计算方法。利用总压差不变假设和自由流线模型确定射流边界的涡强和位置,翼型的气动力采用涡面元进行计算,整个过程进行松弛迭代求解。对所提计算方法的理论进行了介绍,并对其收敛性和有效性进行了验证;研究了翼型在射流中上下位置、射流宽度与翼型弦长比值对翼型气动力的影响;利用动量理论对射流中翼型的受力特性进行了分析。结果表明：翼型在射流中的气动特性与自由来流中差别较大,当翼型引起射流偏转时,翼型不仅会受到升力,还会受到阻力。文中所提方法可用于二维射流中翼型气动力的计算。     

同心环管圆孔射流流动特性的数值模拟

采用标准的k-ε模型及混合有限分析法对均匀横流条件下三维受限同心环管中单孔和双孔的横向紊动射流流动进行数值模拟.分别得到单圆孔不同流速比下的射流轨迹线与数学表达式、双圆孔不同间距下的速度场.结果显示：射流比越大,射流深度越深,射流越不容易发生弯曲;射流横断面上速度最大值的偏离程度随横流距离的增加而增大,但增大率越来越小;双孔射流孔间距影响射流轨迹线,由于前一个射流的遮挡作用,后面射流更不容易发生弯曲.     

尾缘射流式垂直轴风力机气动特性数值分析

为抑制翼型表面流动分离并提高风力机叶片气动性能,将可靠性较高的吹气射流技术应用于垂直轴风力机叶片尾缘。采用数值模拟方法分析不同尾缘射流角度对垂直轴风力机风能利用系数、力矩系数及单叶压力与整机涡量的影响。模拟结果表明:在最佳尖速比(2.63)时,10°射流可以有效降低翼型尾缘脱落涡频率,有效控制叶片尾迹效应,整机效率及运行稳定性均优于0°尾缘射流式垂直轴风力机;在较低尖速比时,风力机单叶力矩峰值均集中在120°相位角,尾缘10°射流对整机力矩系数有显著提升效果;在较高尖速比时,单叶翼型压力面存在较大正压区,风能利用系数最大可提高11%左右,气动性能明显优于无射流垂直轴风力机。尾缘射流降低了风力机叶片所需承受的轴向载荷,提高了风力机输出功率。不同角度尾缘射流均能有效降低叶片表面流动损失进而延缓流动分离,数值结果为尾缘射流式垂直轴风力机的工程应用提供了部分参考价值。     

下表面射流对翼型气动性能影响的数值模拟

为探索增强小迎角下翼型气动性能的射流控制方法,进而实现无舵飞行控制,在环量控制的启发下,提出在NA-CA0012翼型下表面靠近后缘的位置布置射流(Jet on the lower surface of trailing edge,LSTE jet),并通过分析流动状态与参数变化优化LSTE射流的气动控制效果.首先,采用...     

超声珩磨中声空泡溃灭微射流冲击特性的研究

超声珩磨加工过程中会产生强烈的声空化现象,近壁空泡溃灭会产生高速微型射流,冲击材料表面造成变形损伤.为探究空泡溃灭微射流的冲击特性及其对壁面材料的作用,选用sph-fem方法,建立微射流冲击壁面模型,进行仿真分析,并设计超声珩磨谐振系统空化试验.结果表明:微射流冲击壁面后形成高速侧向射流,且其最大速度可达到冲击速度的1.593倍,高速侧向射流对材料产生剪切作用;微射流冲击中后期射流中部粒子在激波作用下反向运动向上凸起;微射流冲击后壁面产生直径约8μm,深约0.173μm的微型凹坑,凹坑边缘有材料隆起,射流边缘冲击效应最强;试验中单微射流冲击下产生的凹坑直径在6~12μm之间,与仿真分析结果一致.     

水垫塘冲击射流附壁区的水力特性

采用粒子成像测速技术(PIV)获得了水垫塘冲击射流全域瞬时精细流场,并在此基础上,对附壁射流区的流速分布规律和水流紊动特征等水力特性进行了系统研究.结果表明:在附壁射流区,射流横向断面的流速、紊动强度分布呈自相似分布规律,具有自由射流的特征;在射流纵向,流速随着流程增加而线性减小,射流半扩展厚度和紊动强度随流程增加而线性增大;并提出了描述附壁射流区射流横向断面流速、紊动强度分布规律的方程,同时得到了附壁射流区射流纵向上流速、半扩展厚度和紊动强度沿流程变化的计算公式.     

地铁活塞风作用下屏蔽门的气动特性分析

根据三维不可压缩Navier-Stokes方程和标准κ-ε湍流方程,采用有限体积法模拟列车在区间隧道内运行过程,研究了屏蔽门的压力变化机理和压力时空变化特性,并分析了列车运行速度、阻塞比、活塞风井面积、风阀状态和区间隧道通风方案等诸多因素与屏蔽门压力之间的影响关系.结果表明:屏蔽门压力变化主要是由列车的有压科特湍流和区间隧道内压力波两方面因素决定,其中有压科特湍流是主要影响因素;屏蔽门压力与阻塞比和列车速度的平方呈正比;增加活塞风井面积、打开活塞风阀有利于降低屏蔽门压力.结构校核时需要考虑区间隧道排风模式对屏蔽门压力的影响.     

旋翼模型垂直下降状态气动特性风洞试验

直升机垂直下降状态中包含极为危险的涡环状态.为提高对涡环状态的认识以及掌握其气动载荷、流场变化,并为相应数值模拟及飞行仿真提供试验数据,采用直升机垂直升降试验台以及大视场PIV试验测量系统在Φ5 m立式风洞对Bo-105旋翼模型进行了垂直下降状态的气动载荷以及流场测量.在桨尖马赫数相似的情况下,得到了该旋翼模型在不同总距、不同下降速度情况下的平均拉力和功率变化,以及较大范围的详细流场图像,分析了旋翼模型气动载荷变化现象,并进一步揭示了旋翼模型垂直下降状态下流场的演化发展过程.试验研究表明:旋翼模型垂直下降速度达到8 m/s后,拉力和功率急剧下降,且其各自均方根误差值显著增大;旋翼模型总距越小,对应的旋翼拉力值随垂直下降速度增大而迅速减小,越易进入"涡环状态";桨尖涡结构不稳定的主要内因是形成了"涡对"结构,相邻桨尖涡之间的距离越近,桨尖涡越不稳定;桨尖涡聚集形成"涡环"以及涡环结构的动态演化是旋翼性能突变的关键因素.     

喷水推进器推进性能曲线的两种表示方法

针对目前喷水推进器推进性能的表示方法较单一,指导船舶操纵不够便捷的现状,阐述了喷水推进器等功率线形式和等转速线形式推进性能曲线以及这2种表示方法的特点和各自的适用场合,并基于喷水推进基本理论和喷水推进泵外特性数据以原理框图的形式描述了2种形式性能曲线的求取方法.通过研究认为,等功率线形式的推进性能曲线更适用于喷水推进器选型,而等转速线形式的推进性能曲线用于指导喷水推进船的操纵使用或用于描述采用计算流体力学数值计算得到的推进性能时更加方便.     

高速电梯气动特性研究与优化

为优化高速电梯的气动特性,从而为电梯轿厢确定合理的导流罩方案,采用CFD数值计算模拟方法,针对某公司开发的载重量为1000kg,运行速度为6m/s的单井道高速电梯进行数值模拟计算和优化.主要内容包括:对高速电梯轿厢原型进行模拟计算,找到其气动特性方面的主要缺陷;提出优化方案:电梯轿厢的顶部和底部加装导流罩,通过比较方案的优化效果,认为在6种不同形式和高度的导流罩方案中,轿厢顶端和底部加装1.0m和1.4m高椭圆形导流罩的方案可有效地优化电梯轿厢的外形,减小电梯运行时的阻力、振动和噪声.     

超高速飞行器气动外形对电波传播特性的影响

等离子体鞘套会对飞行器的无线通信信号产生强烈的干扰,甚至中断信号而威胁飞行器的飞行安全．为了解不同气动外形对电波传播特性的影响,文中研究了典型飞行器外形(钝头和尖头)外部鞘套的电波传输特性．首先,采用商业软件COMSOL计算不同飞行条件下的流场分布,生成离散鞘套模型数据．然后,结合等离子体中电波传播理论,采用高维Lagrange插值以及Runge-Kutta等方法数值地求解电波在鞘套中的射线方程,得到电波轨迹和衰减以及一些新的传播特性,并对这些传播特性的物理机制进行了分析．结果表明,在相同条件下,钝头飞行器对电波的干扰明显地强于尖头,表现出丰富的传播现象．取得的这些结果,能够为超高速飞行器设计提供参考,并进一步推动相关问题的研究．     

基于仿真技术的翻新轮胎载荷变形特性研究

针对载重车辆翻新轮胎载荷变形特性进行有限元仿真及试验研究,修正翻新子午线轮胎的变形特性公式。理论计算、仿真分析及试验结果有较好的一致性,较真实地反映翻新子午线轮胎的变形特性状况,为翻新轮胎的结构设计及性能研究提供理论依据。     

Effects of static aeroelasticity on composite wing characteristics under different flight attitudes

Composite wing static aeroelasticity was analyzed through a loosely coupled method and the effects on composite wing characteristics under different flight attitudes were presented. Structural analysis and aerodynamic analysis were carried out through finite element method (FEM) software NASTRAN and computational fluid dynamics (CFD) software FLUENT, respectively. Correlative data transfer and mesh regenerate procedure were applied to couple the results of computational structure dynamics (CSD) and CFD. After static aeroelasticity analysis under different flight attitudes, it can be seen that lift increases with the increase of flight speed and the incremental value enlarges gradually in both rigid and elastic wings. Lift presents a linear increment relationship with the increase of attack angle when the flight speed is 0.4Ma or 0.6Ma, but nonlinear increment in elastic wing when flight speed is 0.8Ma. On the effect of aeroelasticity, the maximum of deformation increases with the increase of flight speed and attack angle, and the incremental value decreases with the increase of flight speed while uniform with different attack angles. The results provide a reference for engineering applications.     

垂直轴风机的参数优化设计

通过对直叶片垂直轴风力机的叶片气动力特征的分析,建立了风机参数优化的数学模型,对风轮的相关参数进行了优化设计,得出了使风轮获得最大驱动力矩的最优安装角的值.     

一种新型的垂直轴风力机聚风装置

为了提高垂直轴风力机的功率系数,设计一种能将任意方向的自然水平风转变成沿环形顺时针流动的风的环形聚风装置。分析了该装置将自然风转变为环形流时风的流场。计算有效进风面积,推导了半圆柱形叶片风轮和对称翼型的功率系数公式。研究表明,在不计装置对风的加速作用和忽略轮毂半径的情况下,半圆柱形叶片风轮功率系数最大值35.6%;在给定条件下对称翼型NACA0012的功率系数最高为41.5%;装置用于H型风力机,使得风力机具有确定的攻角及良好的启动性能。     

基于FLUENT的移动车辆下的车桥气动特性研究

为了研究车桥系统中车辆和桥梁之间的气动影响以及车桥系统的气动特性,基于流体软件FLUENT分别建立了车辆、桥梁、车桥系统的三维分析模型,计算了侧风下移动车辆和桥梁的气动力参数.结果表明：车桥之间有明显的相互气动影响,车辆的存在使得桥梁气动力参数增大,车桥之间的气动干扰显著影响了车辆气动力参数;与静止车辆相比,移动车辆的气动力参数普遍偏大;车速与风速对车辆的气动力参数影响显著,对桥梁影响较小.