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.     

汽车外形对智能车辆队列行驶气动特性的影响

为了研究智能交通系统中不同外形车辆在队列行驶时的空气动力特性,以及车辆纵向间距对队列行驶车辆气动特性的影响,采用数值模拟方法对阶背式、快背式和直背式轿车5车队列分别在6种纵向间距下的气动特性了进行研究。结果表明:三种车型队列的平均减阻率大约为10%~40%,节省燃油5%~20%。阶背式轿车队列的平均减阻率最大,直背式次之,快背式最小。随着纵向间距的减小,每辆车的升力都增大,稳定性都变差。     

队列行驶车辆的空气动力特性

为了研究队列行驶时,车辆前后间距对队列行驶车辆气动特性的影响以及队列中车辆数目对气动阻力系数的影响,采用数值模拟方法分别对智能交通系统中队列行驶车辆11种不同情况下车辆的气动特性分别进行了研究。结果表明:队列行驶车辆随车间距离的缩短,阻力值降低。在固定间距下,随着队列中车辆数目的增加,平均阻力系数可降低20%—30%,阻力最低的车大致处于车队的中心位置。     

汽车队列行驶气动特性数值模拟

随着高速公路和智能交通系统的快速发展,开展汽车队列行驶的气动特性研究具有重要意义.本文对等间距的3车队列行驶的气动特性进行了数值模拟,并研究了车间距对其气动特性的影响.模拟结果表明:相比单车行驶情形,3车队列行驶的各车均有一定的减阻效果,其中尤以中间车和尾部车的更显著.简化的二维数值分析虽然忽略了车底部以及顶部的气流流动,但仍可为后续的真实车体绕流流动分析提供借鉴和参考.     

传感器受限的车辆队列燃油经济性模型预测控制

车辆队列保持较小的车间距可以有效地降低车受风阻力的面积,减少燃油的消耗。将车间距稳定在较小数值上对减小燃油消耗具有很大的作用,由于车载传感器的量程受限,会影响车间距测量值,所以提出一种车辆队列参数化模型预测控制策略,在保证车辆队列跟踪性能的前提下,让车间距稳定在较小的范围内,提升车辆队列的燃油经济性。采用经典PD策略构造参数化时滞队列切换控制器并结合非线性性能指标函数,通过求解有限时域最优控制问题得到控制器中的自由参数。在此基础上,利用频域方法,建立参数化时滞队列预测控制器队列稳定的条件。最后对加减速典型场景仿真验证参数化模型预测控制方法的有效性。     

侧风下峡谷桥隧连接段汽车的行驶特性

为保障山区高速公路的运营安全,研究了在风环境下峡谷桥隧连接段车辆瞬态气动特性及其规律,借助Carsim软件建立车辆模型,并模拟峡谷桥隧连接处的路段特性,以西汉高速桥隧连接段的实测数据输入风速值和侧风角度等参数,来模拟不同风速及角度对车辆行驶的影响。首先,对运行仿真后得到的车辆纵向速度、侧向加速度、车辆气动三分力(气动阻力、侧向力、气动升力)、气动侧偏角等参数进行分析;其次,通过分析不同车速、风速、风向角的车辆气动力,探究其对行车稳定性的影响程度;最后,研究了车辆在侧风环境下安全稳定行驶的临界车速和临界风速。研究结果表明:车辆行驶在有侧风作用影响下的峡谷桥隧连接段时,车速由60 km/h提升至80 km/h,车辆气动阻力、侧向力及气动升力分别增加160%、53%及89%,并且在风速达80 km/h的冰雪路面下,伴随出现超过1 m的大偏移量侧滑,当经历西汉高速年最大风速31. 5 m/s(约113 km/h)时,车辆出现明显倾覆现象,对行车安全构成了一定的风险。     

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。     

高速公路卡车队列行驶非线性滚动优化控制

提出高速公路卡车队列行驶非线性滚动优化控制策略;采用双层控制器结构,上层控制器根据当前的道路及车辆状态信息决策出卡车队列最优燃油经济性速度曲线,下层控制器采用滚动优化方法对最优速度曲线进行跟踪,并保证卡车队列行驶时车间距离的安全性及有效性。为验证高速公路卡车队列行驶非线性滚动优化控制方法的有效性,选取多组不同路况及初始车速进行Trucksim-Simulink联合仿真,结果表明:本文方法在不同道路坡度及车速情况下均可有效跟踪期望最优速度,提高了跟随车辆的燃油经济性。     

热管散热器变工况性能实验研究

用实验方法对一台新型热管散热器进行了变工况性能测试研究.人工环境实验室的空气处理机组模拟环境温度（即冷侧进风温度）,用电加热装置调节散热器热侧（热管蒸发段）空气进口温度.冷侧进风温度在5-41.5℃范围调节,热侧进风温度在20-55℃范围调节,得出散热功率与冷热侧进风温差有关而与进出风温度范围无关;对充液率分别为35%和25%热管散热器进行变工况实验研究,得出了热管散热器充液率25%时性能优于充液率35%时性能等结论.     

弯道行驶车辆瞬态气动特性的数值模拟

应用计算流体力学方法,采用重叠网格的策略,对直道行驶的简化模型进行瞬态数值模拟研究,然后进行风洞试验验证。在此基础上,对弯道行驶状态下简化模型周围流场的瞬态气动特性进行了数值模拟,得到了弯道行驶状态下模型周围的流场分布和气动阻力系数等气动特性,并与直道行驶状态下的结果进行对比分析。结果表明:弯道行驶车辆受到了瞬态侧向力及横摆力矩的作用,并且随着转弯半径的减小,侧向力和横摆力矩急剧增大,行使速度的变化也会带来侧向力和横摆力矩的改变,从而影响车辆的行驶稳定性。本文为进一步研究弯道行驶车辆的瞬态气动特性提供了理论参考。     

针-网式离子风发生器的散热研究

基于电晕放电原理,设计了一种"针-网"结构的离子风发生器,成功实现了离子风的激发,并用于大功率LED芯片散热.通过实验研究了放电间距、电压极性、电极布置形式不同时,发生器的电学特性变化及其对大功率LED芯片散热性能的影响,并比较了离子风发生器与风扇的散热效果.结果表明:相同条件下负电晕放电时的散热性能要优于正电晕放电,放电间距较小时,芯片引脚温度更低;1×11阵列形式对应的散热效果最好,当放电功率超过2 W时,芯片引脚最低温度为52.3℃;离子风发生器能实现与风扇较为接近的散热效果,适用于大功率LED芯片的散热.     

侧风影响下桥上行驶的重型货车气动特性模拟

采用数值模拟的方法研究了重型商用货车在无侧风和侧风分别为10、20、30m/s的4种工况下在公路高架桥上行驶的气动特性。研究了不同强度侧风及桥梁护栏影响下,卡车周围流场的变化,以及卡车的气动特性。研究发现:存在侧风时,由于桥梁护栏的存在,卡车和护栏之间会产生较强的涡流,卡车周围的流场随侧风强度不同也会产生明显的变化。卡车的气动特性也与在平地上遭遇侧风稍有差异,其阻力会随侧风强度产生线性变化。     

叶片倾斜角度对小型轴流风扇静特性的影响

采用叶片周向倾斜设计法,改变一直叶片小型轴流风扇叶型,得到不同周向倾斜角的小型轴流风扇,并对其内部流场进行定常流动的数值模拟,分析直叶片、前倾斜叶片、后倾斜叶片等风扇叶型对气动性能的影响。模拟结果表明,采用叶片前缘倾斜设计可减弱附面层分离,改善风扇流动状况,从而达到提高风扇静压和效率的目的。     

侧向风及车间距对尾随行驶货车的影响

车辆进行尾随行驶时其外流场会受到侧向风及车间距变化的影响,为此本文参照沃尔沃某型号货车,按照1∶1的比例建立了货车仿真模型,利用XFlow作为数值仿真软件,分别对车间距离变化范围为0~30m及侧风来流角度变化范围为0°~20°的情况进行了数值仿真,并从汽车风阻系数变化及节油效果两个方面进行了具体分析。结果显示,在没有侧向风时后车平均节油率为22.96%,当侧向风来流角度为20°时,后车的平均节油率仅为7.41%,表明侧向风的存在大大降低了货车尾随行驶的节油效果。     

冲压涡发生器对片式散热器散热的数值分析

为了提高散热器散热效果,在片式散热器空气侧冲压出涡流发生器.采用数值模拟的方法分析了在新油道结构下,涡发生器夹角、长度、宽度、间距、散热片间距对散热片散热量及对流换热系数的影响.按照工程实际要求,选择涡发生器制作的工艺条件为:涡发生器夹角60°,占油道宽度13.5 mm,涡发生器自身宽5 mm.当涡发生器间距在40~110 mm时,散热片散热量可提高16.15%~30.00%;当涡间距为50 mm、散热片间距为45~90 mm时,散热量可提高27.15%~55.72%.     

城市传统车辆与飞轮节能车辆燃油经济性能分析与仿真

针对城市用车辆的行驶条件，对城市用传统车辆与带有飞轮节能动力传动系统的车辆的燃油经济性能进行分析与仿真，指出城市用传统车辆的燃油浪费，主要是由于车辆的频繁制动、发动机负荷不合理、长时间的发动机怠速运转及循环行驶过程中非最佳速度状态造成，消除或减少这些浪费必须更新或改进传统的动力传动系统，并对其动力传递规律进行控制。ＺＫ１４１Ａ公共汽车改进前后仿真结果表明，传统车辆的燃油浪费率和改进车辆的节油率随行驶循环次数以较大梯度递增，在中国城市公共汽车行驶条件下，传统车辆的燃油浪费率达５４．３％，改进车辆的节油率达３５．１％。     

基于STM32的汽车散热风扇控制器设计

针对由于大型客运汽车发动机散热功率直接取自发动机输出轴而导致的功率控制不灵活及由此而引起的能耗过大的问题,设计出一种新的散热系统级散热风扇控制器,采用温度闭环控制方式,实现散热风扇功率随发动机冷却液温度的变化而自动调整,从而改善散热效果,节省散热能耗,达到节能减排的目的.     

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....     

风雨环境下汽车空气动力学性能分析

为了研究风雨环境对汽车空气动力学性能的影响，本文基于Euler-Lagrange方法建立风雨环境下汽车空气动力学模型，采用M-P(Marshall-Palmer)雨滴谱对雨滴降落进行数值模拟。基于风-雨双向耦合算法进行风场和雨滴迭代模拟，开展不同侧偏角，不同降雨强度条件下汽车空气动力学特性研究。计算结果表明，当侧偏角相同时，车身迎风侧所受正压、车身表面的雨滴浓度及单位时间内降落至车身的雨滴质量均随着降雨强度的增大而增大，且雨滴降落位置主要位于前车窗附近，汽车的气动阻力系数随降雨强度的增大而增大；当降雨强度相同时，汽车的气动阻力系数随侧偏角的增大先增大后减小，而侧偏角的增大或降雨强度的增大，均会导致汽车的气动性能恶化。该研究为车辆安全行驶提供了理论依据。     

一体式变压器室内热环境影响因素的研究

室内热环境对主变压器的散热性能有重要影响。基于实地测试数据,建立了计算流体动力学数值模拟模型,改变通风方式、机械送风速度和负载率对一体式电力变压器室的室内热环境进行了研究。通过分析温度场、速度场、温度梯度和换气效率来评价4种通风方式的通风和散热效果。创建了位于散热器内部的两条直线,研究了机械送风速度和负载率的变化对散热器散热性能的影响。