鸭舵式迫击炮弹气动特性研究

可动双翼鸭舵式新型迫击炮弹的气动布局区别于传统固定鸭舵式修正迫弹,表现出不同的气动特性。基于计算流体动力学方法,采用气动分析软件对某新型迫弹进行气动仿真计算,获得不同条件下弹丸的阻力系数、升力系数和俯仰力矩系数变化规律及舵翼的受力情况。数值模拟结果表明：弹丸的阻力系数、升力系数和俯仰力矩系数随攻角和马赫数的增加而增大;舵翼力随舵偏角和马赫数的增加而增大;双翼鸭舵式迫弹整体气动特性良好。计算结果对可动舵翼修正弹的研究及设计具有一定的参考价值。     

不同强度侧风对轿车气动特性影响的瞬态数值模拟研究

为研究典型轿车在不同强度侧风影响下的气动特性,通过用户自定义函数实现计算网格的动态更新和侧面入口速度随时间的变化,动态模拟了汽车行驶通过一个侧风速度随时间不断增强的区域,对不同强度侧风下汽车的气动特性进行了瞬态数值模拟研究。研究结果表明,阻力、侧倾力矩和纵倾力矩受侧风影响不大,而升力、侧向力和横摆力矩受侧风的影响显著。随着侧风的增大,升力、侧向力和横摆力矩明显增大,严重影响了汽车的行驶稳定性。     

基于模型预测控制的汽车侧风稳定性研究

针对汽车高速行驶时在侧风环境下的气动稳定性问题,建立汽车多体动力学与汽车空气动力学的动态耦合模型,研究基于模型预测控制的主动转向控制对汽车侧风稳定性的影响,对比分析某轿车在有、无主动转向控制的动力学与流场响应.研究结果表明:高速行驶车辆在侧风作用下,有、无基于模型预测控制的主动转向的最大侧向位移分别为0.23 m与1....     

基于空气动力学汽车车身优化改进研究

基于整车参数建立车身和风洞的三维模型并进行网格划分,建立车身空气动力学的有限元模型.采用k-ε湍流模型,利用耦合式求解器对车身进行外流场的仿真分析,得出影响车身外流场的汽车结构性能参数.对影响车身气动性变化的结构因素进行仿真分析,并以此为依据对原始车身模型进行气动造型优化.对改进的车身进行仿真分析,结果显示气动阻力和气动升力都有所降低,验证改进方法的有效性,为汽车车身的优化研究提供新的参考方法.     

复杂底部结构下的重型载货汽车气动阻力

针对具有复杂底部结构的五轴重型载货汽车气动阻力进行研究,建立了与实车外形结构一致的车辆模型,利用基于格子玻尔兹曼方法的计算流体动力学软件XFlow,模拟了模型外流场流体的宏观行为。进行了模型的格子尺度优化试验,得到整车模型的空气阻力系数以及底部结构对整车气动阻力的影响。对模型底部压力分布、旋转车轮的表面速度分布、模型底部外流场速度分布、湍流强度分布以及车辆模型底部粒子轨迹线进行了分析,根据分析结果对车辆模型底部进行结构优化。仿真结果表明:车辆模型的空气阻力系数误差在6%以内,对模型底部结构进行优化可以降低整车空气阻力系数23%。     

高降雨下排水沥青路面功能评价及研究

为提高排水沥青路面设计可靠性,提出一种表征排水沥青路面排水能力的新评价指标,与目前常用的评价指标进行对比研究建立关系;同时,基于广西南宁高降雨的实际情况,利用暴雨强度公式进行排水沥青路面空隙率的预估研究,分析在最不利降雨条件下的空隙率取值。研究表明,新评价指标极限排水强度与常用指标渗透系数呈对数相关关系,且渗透系数越大,极限排水强度随之增大。依托项目路面结构设计的排水层厚度h=40mm,路线设计的道路横坡ih=2%,计算所得南宁市暴雨强度下空隙率可控制在17.5%～21.5%之间,空隙率随设计重现期的增大而增大,随降雨历时的增大而减小;当降雨历时t=5min、设计重现期P=20时为最不利的降雨环境,空隙率最大为21.5%。     

飞行型绳牵引并联机器人气动特性计算与分析

为研究飞行型绳牵引并联机器人的气动力学特性。对并联机器人进行了三维模型的建立,采用流体力学分析软件Fluent对模型计算域进行网格划分和边界条件设置;研究了不同攻角和速度条件下升力系数、阻力系数和俯仰力矩系数等气动特性。结果表明:在给定飞行速度时,升力系数、阻力系数和俯仰力矩系数曲线都具有收敛性以及表面压力分布的均匀性。飞行速度较低时,阻力系数随攻角增大而缓慢增大;升力系数随攻角增大而正比增大。飞行速度较高时,阻力系数在攻角为0°～12°时随飞行速度正比增大,飞行速度增大到一定值后,不同速度下的阻力系数差别不大。升力系数在攻角为0°～8°时正比增大,在攻角为8°～16°时,随攻角增大而减小。俯仰力矩系数受到攻角和飞行速度的影响。     

车体下心滚摆对高速列车气动性能的影响（英文）

越来越多的“晃车”现象凸显了明确车体姿态变化与列车气动性能之间的关系对于确保高速列车运行安全至关重要。但是,目前关于这个问题的相关信息较少。因此,本研究通过改进延迟分离涡数值模拟方法(IDDES)研究了车体下心滚摆对高速列车空气动力学性能的影响。结果表明,车体侧滚对转向架的气动性能有显著影响,车体侧滚会使转向架的侧向力和摇头力矩明显增大,进而加剧高速列车的运行不稳定性。此外,车体侧滚引起的转向架两侧纵向压力分布不均是导致转向架摇头力矩增大的主要原因。同时,尾涡也受到车体侧滚的影响发生了垂向的抖动。     

汽车风洞试验段尺寸参数对试验的影响

基于计算流体力学(CFD)的数值模拟,研究了开式汽车风洞试验段尺寸参数对风洞试验的影响。探讨了开式汽车风洞试验的影响因素,进行了不同汽车风洞喷口大小、集气口大小、试验段长度对气动阻力测量试验影响的数值模拟研究,得出了气动阻力系数随风洞尺寸参数的变化趋势。研究表明,风洞喷口尺寸大小对试验影响较大,风洞集气口尺寸和试验段长度对试验有影响,但相对喷口尺寸影响比较小。对开式风洞气室的影响也进行了初步探讨,研究表明,气室的存在对气动阻力系数的影响不大。     

某轿跑车的空气动力学性能仿真分析

利用计算机数值模拟的方法对某轿跑车的车身进行分析,并计算其空气阻力系数,然后对车身进行一些改进,如将车头后倾、圆化;车顶弯度过大的曲面改成相对平缓的曲面;后备箱适当加高;尾部适当翘起.通过这些改进措施使得空气阻力系数减小,从而提高轿跑车的动力性能和燃油经济性能.     

尾随半挂车队列行进的轿车燃油经济性研究

为了精确研究队列中汽车的燃油消耗情况,以一辆轿车尾随一辆半挂车为例,对轿车队列尾随过程进行数值模拟,得到尾随过程中轿车的气动阻力系数. 建立轿车散热器-风扇一维散热模型,得到轿车风扇的功率,利用汽车行驶方程,推导得到基于气动阻力系数及风扇功率的车辆净燃油节省率公式,研究队列中尾随轿车的燃油经济性. 结果表明：发动机舱散热对尾随轿车的燃油消耗有一定影响,且间距越大影响越大;轿车的净燃油节省率随车间距的增大而减小,在间距为0.5至1.0倍轿车车长内时,轿车的净燃油节省率对间距变化最敏感.     

雾流降雨粒径及其在坡面上生成流动的深化研究

雾化水流是水利枢纽高速泄流时所形成的一种非自然降雨与水雾弥漫现象,其对高水头、大流量、复杂地质条件的水利枢纽安全运行的潜在威胁很大.通过实验研究及数值模拟对雾流降雨雨滴的粒径分布进行了探讨;采用基于水深平均的平面二维数学模型对雾流降雨在坡面上生成的流动进行了数值模拟,并特别关注了雾流降雨局域分布对坡面径流的影响.研究成果表明:1)雾流降雨雨滴中值粒径沿水舌风方向具有先沿程增大,达到最大值后再沿程逐渐减小的变化趋势,且其达到最大值的纵向位置与降雨强度达到最大值的纵向位置并不重合;雾流降雨雨滴中值粒径沿垂直于水舌风方向呈单调递减的趋势.2)雾流降雨因集中在局部区域,与自然降雨形成的坡面径流相比,其产流达到稳定的历时要高于自然降雨;水深与流速沿纵、横向变化的幅度要高于自然降雨,降雨强度大的区域水深与流速也大.     

一种大场景环境下实时降雨模拟的新方法

在分析已有的降雨模拟方法的基础上,提出了一种大场景环境下降雨模拟的新方法.该方法是使用一张纹理,以降低性能开销,采用与视点相关技术雾化场景,真实再现了雨的三维视觉效果.基于牛顿动力学控制雨点粒子的运动,以模拟风力作用的效果;同时简化了雨滴的泼溅效果.与传统的雨模拟算法相比,该算法既正确模拟了雨的运动行为,又降低了性能开销.在满足实时漫游的前提下表现出较强的真实感,实验结果表明了改进方法的实用性.     

基于空气动力学数值模拟的汽车造型设计

结合作者进行的汽车造型概念设计,介绍了应用虚拟风洞进行汽车空气动力学数值模拟的研究过程。通过对模拟结果的处理获得了汽车造型设计初期的汽车气动力系数,汽车周围流场速度云图和压力分布,结合汽车空气动力学研究经验,提出了基于空气动力学数值模拟的汽车造型设计方法。     

基于前馈加反馈控制4WS汽车的三自由度模型分析

建立了基于前馈加反馈控制的4WS汽车的三自由度模型,在Mallab环境下针对不同车速时的汽车横摆角速度、质心侧偏角以及车身侧倾角的瞬态响应进行了分析,并与无控制的FWS汽车的三自由度模型结果进行了比较。结果表明：4WS汽车在低速时的机动性和高速时的稳定性都优于FWS汽车。     

基于轮胎非线性模型的汽车操纵系统的动力学分析

基于一种轮胎非线性侧偏特性模型,利用近似解析方法研究了汽车的操纵动力学问题,给出了表征汽车稳态响应的横摆角速度增益、转向半径之比、前后轮侧偏角之差的近似解析解.结果表明,当前轮输入角较大时,稳态横摆角速度增益会迅速增加;而当车辆高速行驶时,即使前轮输入角很小,转向半径之比也会很大.与线性轮胎侧偏特性模型相比,考虑轮胎侧偏特性的非线性时,转向不足的区域明显减小.     

Cu含量对Al-1.0Mg-1.0Si-0.6Mn薄板成形性及烤漆硬化性的影响

采用拉伸、杯突实验结合DSC分析系统研究了Cu含量对汽车车身用Al-1.0Mg-1.0Si-（0.1-0.7）Cu-0.6Mn合金T4态薄板各类成形性指标及模拟烤漆处理后性能变化的影响规律.结果表明：随着Cu含量增加,T4态合金板材的强度单调增大,n值呈现出略有增大的趋势,延伸率、r值变化规律不明显,IE值单调下降,板材的拉胀成形性能变差;随着Cu含量增加,T4态合金板材烤漆前后的强度均单调增大,但合金板材模拟烤漆后表现出烤漆软化现象,且其软化量随Cu含量增加而逐渐增大,说明Cu含量增加不利于铝板烘烤硬化性能的发挥.     

阶背式MIRA模型气动阻力数值模拟网格无关性研究

对汽车气动阻力数值模拟结果影响较大的网格划分形式和方法进行了对比研究.利用现有充分的计算资源,建立阶背式MIRA模型,通过划分常见的四面体网格和混合网格,分别对两种网格形式在整车周围和车身尾部对网格进行加密,并保证足够多的网格数量,得到了数值稳定的网格无关性的阻力系数结果,总结出了阻力系数随网格加密的变化趋势,并与现有风洞试验值进行对比分析.结果表明：网格一旦加密后阻力系数即有显著下降,随着网格数的不断增加,阻力系数均呈现出明显的下降趋势,且下降幅度逐渐减小,最后都能在3000万网格左右得到网格无关性的结果.最终四种方案的阻力系数值均小于风洞试验值,且与之存在一定的误差.     

不同尾翼两厢轿车的气动特性数值模拟

为了研究尾翼对汽车气动性能的影响,建立两厢轿车简化后的三维模型,为其设计了三种造型不同的汽车尾翼.使用商业的CFD软件--ANSYS Fluent,对安装了三种不同尾翼的两厢轿车的外部流场进行三维空气动力学数值模拟.文中综合造型、动力性、经济性、稳定性对结果进行对比,分析安装这三种尾翼时两厢轿车的空气动力学特性差异以及...     

晶向偏角和随机性对涡轮叶片强度影响

基于晶体塑性滑移理论,采用晶体滑移有限元程序,通过子程序中的欧拉角的变化,研究了不同晶体取向偏差和随机取向偏差对涡轮叶片强度的影响。结果表明:不同晶向偏角下最大分切应力均位于叶盆面缘板下方,榫头强度随晶向偏角增大而降低。不同随机取向偏角下最大分切应力大小和位置均不同,随机取向偏角对镍基单晶榫头强度的影响具有较大的随机性和分散性。