某轿车气动特性的CFD分析及优化

以一轿车模型为研究对象,采用CFD仿真的方法,对其车身表面压力分布和车身周围气流状况进行了深入地分析和研究,阐明了轿车气动阻力产生的原因.为了实现对气动阻力的优化,结合全局优化方法和局部优化方法的优点,将迭代的思想引入局部优化方法中,通过迭代式的局部改型,保证了优化过程中气动阻力是一直降低的.结果表明,气动阻力系数由0.338降至0.317,降幅6.21%,取得了很好的效果.     

考虑机身干扰的机翼气动外形综合优化

由于受机身绕流的影响,后掠机翼翼根的流动非常复杂,翼根气动设计是后掠机翼气动设计的难点.本章发展了基于Kriging代理模型的双层粒子群优化算法,结合雷诺平均N-S方程流场求解器进行了考虑机身干扰的机翼气动外形综合优化研究,在保证机翼相对厚度和容积不减的前提下降低了气动阻力、低头力矩和翼根弯矩.而考虑非设计巡航状态的多...     

流线型箱梁气动外形的数值优化

为改善基于风洞试验的桥梁断面气动外形优化方法所固有的人力物力耗费、搜索范围有限等缺点,提出了一套基于数值计算和数学策略的主梁气动外形优化方法.选取断面下腹板倾角和梁高作为设计变量,以计算流体力学(CFD)模拟和颤振时域法作为数值计算手段替代风洞试验,将试验设计、蚁群混合遗传算法与Kriging代理模型作为协同数学策略替...     

某支线飞机超临界机翼设计研究

文章在翼身组合体构形下,采用面向机翼的精细修形设计方法针对某支线飞机进行了超临界机翼设计.由于支线飞机机翼面积较小,在满足气动性能的前提下,能否满足结构设计的要求就成为本次修形设计所考虑的主要因素.设计实践表明,在合理的设计思想指导下,当初始外形与设计目标相差较大时,采用渐近修形设计技术仍然可以得到比较满意的结果.     

某型无人机气动外形设计

以低速常规布局无人飞行器为研究对象,基于VBS脚本语言和VLM代码的方法对无人机进行配平及静稳定性分析,通过计算快速确定平飞状态各升力部件初始安装角,根据最终外形利用CFD技术对全机粘性流场进行仿真,修正势流理论估算结果,结果表明该方法可以较准确且快速的应用于飞行器设计初期气动参数获取.     

某轻型飞机新型风挡除雾系统浅谈

考虑到某轻型飞机活塞发动机无法引气和水陆两栖的特点,设计研发了新型的电热管加热风挡除雾系统。对比分析了该新型风挡除雾系统的设计特点和优点,并试验验证了除雾效果。最后简介了该新型风挡除雾系统的社会经济效益,根据综合分析得出结论。     

一种长航时太阳能飞机的方案设计与气动分析

太阳能飞机作为未来的发展方向之一,具备天然的环保、低能耗、长航时等特点.以跟踪掌握国内外太阳能飞机的最新技术动态为基础,梳理了总体参数估算方法,提出了一些设计的思路及准则,设计了三种具备一定工程实用性和技术可行性的太阳能飞机方案,采用CFD仿真计算,获得相对最优的方案,最终通过验证机试飞,证实了方案的可行性,满足设计指标.设计思路和方法可为长航时太阳能飞机平台的总体气动设计提供借鉴.     

某型水陆两栖飞机主起整流罩外形设计

某型水陆两栖飞机的主起落架为国内首创,而与之匹配的主起落架整流罩的设计也是国内首次.为了得到较好的设计方案,首先梳理出主起整流罩的设计要求,进行初步的参数化建模;然后对参数化模型进行气动特性计算与分析;在此基础上结合影响水动性能的设计特征,进行水动性能计算分析与水动性能试验;最后通过对试验现象和试验数据的分析,得出气/水动综合性能较好的主起整流罩外形.     

基于智能算法的汽车气动外形参数多目标优化

为了对汽车外形进行优化设计,利用CFD软件与智能算法相结合的方法,以在天窗微开高速行驶状态下的汽车为优化的对象,选取气动阻力最小、气动升力为0、天窗后缘压强最小为`优化目标,以汽车关键外形参数为设计变量,对汽车气动外形进行多目标优化设计.同时,应用了数据挖掘技术评价设计变量与3个目标函数的影响关系,选取优化后的最佳关键参数制作汽车模型并进行风洞试验验证.研究结果表明:通过遗传算法优化的车身外形,在其他设计目标满足要求的条件下成功地将阻力系数降低了9.5%,并通过风洞试验验证了该智能算法结果的准确性.基于智能算法的汽车气动外形设计具有指导意义与实际应用价值,为汽车气动外形的多目标优化设计提供了一种高效、精确、可靠的先进优化方法.     

基于Memetic算法的某轻型飞机U型装配线平衡研究

为解决传统遗传算法(GA)在某轻型飞机第Ⅱ类U型装配线平衡问题(UALBP-Ⅱ)优化计算中容易陷入早熟的问题,应用Memetic算法进行平衡优化计算。考虑了设备能力,以装配线节拍的最小化和各工作站间能力平衡为优化目标,针对某轻型飞机的U型装配线,建立了多目标、多类约束数学模型,并给出工序操作顺序、设备能力等约束条件。在标准遗传算法基础上引入贪婪算法,实现全局和局部寻优,并给出算法的流程。最后以某轻型飞机装配线为对象进行优化计算,通过对Memetic算法和标准遗传算法求解结果的比较,说明Memetic算法收敛性更好,能更快地找到目标函数的最优解。     

超高层建筑横风向风振局部气动外形优化

为了研究局部气动措施对方截面超高层建筑横风向风振的控制效果,开展大量的多自由度气弹模型风洞实验,测量模型在多种切角率、圆角率、粗糙条及开洞方式下的横风向风致位移响应,对横风向位移进行对比分析.结果表明:当切角率大于5%或圆角率大于15%时,横风向风致位移响应显著降低,位移均方根随折算风速的变化曲线接近直线而不再呈倒"V"字形,说明涡激共振发生的可能性得到了有效抑制;切角率或圆角率越大,横风向位移响应的减小幅度越显著;特定粗糙条的设置可以使涡振响应幅值降低20%以上;通风洞不论是垂直于来流还是平行来流,都会使涡振响应幅值减小,且洞口在中上部时的效果最佳.整体来看,局部气动外形控制措施具有显著的抗风优化效果.     

轻型卡车空调风管除霜性能研究

以某款新能源轻型卡车空调风管为对象,采用CFD方法对空调风管的除霜性能进行研究.应用前处理软件HyperMesh对模型进行网格处理,应用计算流体力学软件STAR-CCM+对除霜性能进行分析.针对出风量分配不均的情况,根据风速流线分布对除霜风管结构进行改进,修改空调风管和出风口结构,优化了车内风量分布.在相同风速下,改进后的除霜风管除霜效果显著增强,比国家标准要求的除霜时间缩短了10 min以上.     

二维增升装置气动外形与驱动机构综合优化研究

为了减少增升装置设计过程中气动外形与驱动机构的往复迭代时间,搭建了二维增升装置气动外形及驱动机构综合优化设计平台,文中对四连杆机构以及连杆滑轨机构约束下的二维多段翼型进行优化设计和分析对比。优化结果显示,四连杆机构和连杆滑轨机构对应的着陆和起飞构型气动性能均有所提升。四连杆机构杆长减小了64.15 mm(2.7%),连杆滑轨机构在不考虑滑轨的情况下,杆长减小237.3 mm(14.7%)。这种气动机构综合优化设计对于缩短增升装置设计周期,降低设计成本具有现实意义。     

基于遗传算法的某汽车外形空气动力学优化

汽车外形气动优化设计属于多目标优化设计的领域。多目标优化的根本是寻找约束条件下的最优解集即Pareto解集。首先建立某轿车的简化模型并参数化汽车的前部翘角(angle 1)、前风窗角(angle 2)、后风窗角(angle 3)和尾部上翘角(angle 4),通过拉丁超立方取样得出一组样本点,再利用FLUENT软件对该组样本进行模拟计算,得出气动阻力和升力。用遗传算法对该组结果进行数据迭代,找出Pareto解集,由此得出该款汽车具有最佳气动性能时的角度组合。     

通用飞机翼身整流罩优化设计

在飞机飞行的流场中,飞机的各部件存在着相互干扰。机翼、机身交接处的干扰,造成相应的阻力增加,为减少阻力,对原始模型及机翼上移后用CATIA进行整流、修型优化设计后的模型气动特性进行了对比。随着CFD技术的日益成熟,飞机气动外形设计更趋于精细化,对翼身整流罩而言,其外形的设计对飞机气动特性影响很大,因此对翼根整流罩进行具体的分析研究很有现实意义。     

电动客车外形设计与外流场数值模拟

针对电动汽车的特点 ,提出了旨在减小客车车身阻力系数的外形设计方案 ;并运用 Fluent软件对客车车身外围流场进行了数值模拟 ,得到了客车的空气动力特征和流场细节 ,为获得最佳的空气动力性的客车设计提供了直观依据     

改进自动微分方法及其在飞行器气动外形优化中的应用

在飞行器设计优化过程中存在大量的梯度计算,简单高效的梯度计算方法可以很大地提高飞行器的优化效率。自动微分法是一种无需人工干预的高效梯度算法,为了进一步提高自动微分方法的计算效率,在函数首次执行后,形成单独的梯度计算过程,并采用矩阵的方式对该过程进行存储和调用。应用改进后的自动微分程序对某飞行器的弹翼外形进行基于梯度的优化,计算结果表明,改进后的程序计算精度与传统方法相同,计算速度可提高2倍以上,对于工程中常见的大规模稀疏问题计算效率可高达传统算法的3倍左右。     

空客拟用合成材料制造飞机机身

据报道．空中客车公司正在研制新一代的单通道飞机，其机身将主要采用合成材料．可大大降低飞行油耗。空客公司研制新材料飞机主要出于燃料价格原因。重量轻的飞机在飞行中可以节省非常可观的燃料．降低航空公司的运营成本。为此．空客公司每年的科研预算将从2亿欧元提高到今后每年的4．5亿欧元，这可大大支持有关合成材料的研究。     

汽车后视镜气动干涉阻力特性的数值计算研究

以获得汽车后视镜最优气动造型和改善汽车燃油经济性为目的,应用计算流体动力学方法对汽车外部流场进行了数值分析,详细描述了汽车后视镜的气动干涉阻力特性,重点分析了后视镜形状和相对车身的横向距离对气动阻力的影响.计算结果表明:后视镜气动阻力占整车气动阻力的4.08%;后视镜的形状和位置对气动阻力影响较大,存在一个最佳的横向距离使得气动阻力系数最大能够下降2.76%.汽车模型的风洞试验验证了该数值计算方法的准确性,计算分析结果为汽车后视镜的设计与改进提供了参考依据.     

A320飞机机身抖动故障探讨

飞机抖动对飞机安全飞行来说影响重大,同时这个故障也是一个潜在因素,其发生和发展以及对系统部件失效的影响,对于机务人员来说不易发现,甚至难以查清原委.本公司A320飞机近两年发生各类型抖动多起,近半年来更加频繁.本文对飞机机身的抖动做一些探讨.