厢式运输车厢体的气膜减阻法试验研究

针对厢式运输车厢体表面减阻问题,提出一种基于气膜减阻的厢式运输车厢体风阻减阻方法。设计气膜发生器和可变风速测阻装置,分别以安装和未安装该气膜发生器的厢式运输车模型为试验研究对象,在可变风速测阻装置中进行风阻测试。结果表明,气膜发生器能够起到一定的减阻效果,从而验证了气膜减阻方法用于厢式运输车厢体减阻是可行的。     

小孔斜度对车厢气膜减阻效果的模拟实验研究

针对厢式运输车的减阻问题,采用厢体表面气膜减阻的方法,并通过模拟风阻测试试验探讨小孔斜度对厢体气膜减阻效果的影响。在主流速度25 m/s、渗流速度3 m/s条件下,分别对厢体表面具有15°、30°、45°、60°和90°五种不同小孔斜度的厢体模型在可变风速测阻装置中进行风阻模拟测试。结果表明,厢体的气膜减阻率随着小孔斜度的增大而逐渐增大,当小孔斜度为90°时,可以取得5.324%的最大减阻率。     

小孔间距布局对厢体气膜减阻效果的影响

为研究小孔间距布局对厢体气膜减阻效果的影响,通过优化厢体模型结构设计一种被动式气膜发生器,在渗流小孔直径1 mm、小孔与厢体表面倾斜度90°不变的情况下,通过模拟风洞实验测试厢体表面有渗流和无渗流喷出时小孔纵向间距为1.1～3 mm和小孔横向间距为1.1～5 mm的厢体模型所受到的总阻力。结果表明:小孔纵向间距的变化对厢体表面气膜减阻效果的影响很小;随着小孔横向间距的增加,厢体表面气膜减阻效果先增大后减小,且在小孔横向间距1.1～3 mm范围内减阻效果最佳;在主流速度和渗流速度比值相等的情况下,气膜减阻效果随着主流速度和渗流速度的增大而减小。     

不同凹坑深度在乏油润滑状态下的减阻实验

采用磨削加工和腐蚀加工方法加工了4种表面凹坑形貌,然后在平面-平面接触,乏油润滑状态下进行了4种形貌的润滑实验。实验结果表明,材料表面的凹坑有一定的减阻效果,且某一深度的凹坑减阻效果最好,达到极值,大于或小于这一深度,减阻效果次之。从而得到结论,在平面-平面接触,乏油状态下,该种表面凹坑有一定减阻作用,且在某一深度的凹坑减阻效果最好。     

不同工况对燃气轮机平板气膜冷却效率影响的实验研究

对不同工况下的平板模型进行气膜冷却实验,采用红外热像技术得到在不同工况下的平板表面的温度分布,分析了不同情况下对气膜冷却效率的影响规律,结果表明,合理的优化冷却技术,对提高燃气轮机的运行效益具有重要意义。     

不同温度气体喷射特性的PIV试验研究

研究气体的喷射特性,用于指导发动机燃油供给系统的设计和燃烧室有效组织燃烧。基于粒子图像测速技术(PIV),对不同温度、不同压差下气体喷射的特性进行了对比研究。通过试验分析和图像处理等手段对射流流场及涡结构、气体射流边界扩展、喷嘴轴向流速衰减规律、断面流速分布等进行了总结。试验表明:射流边界呈线性扩展,可用锥角大小来表征其特性,锥角随压差的减小而增大,且增幅明显,温度对其也有一定影响。喷嘴射流的轴向速度与射流距离成反比,而速度的影响面积随射流距离的增大而增大,温度的增大使得相同压差下的轴向速度相应增大,断面流速的分布存在很大的相似性。     

基于非光滑表面与涡流干扰的车身气动减阻方法

探讨了将表面非光滑形态结构减阻思想与流场主动控制相结合的车身气动减阻方法。将凹坑型非光滑表面布置在MIRA直背式模型的尾部,并在非光滑形态模型的基础上,在凹坑阵中加装喷射速度可变的涡流发生器来控制模型的尾部气流,改善尾涡结构。通过对光滑、非光滑、非光滑加涡流喷射三种模型的三维流场数值模拟,得到不同尾部形态模型的气流速度、压力以及湍动能等参数,对比不同风速下不同模型气动阻力系数的差异以及不同喷射速度下的减阻效果,分析模型尾部流场参数的变化,阐述了非光滑形态车身气动减阻机理以及涡流喷射扰动效应。研究结果表明：通过对非光滑形态被动减阻与涡流喷射主动减阻的优化组合,能有效地减少不同风速下直背式MIRA模型的气动阻力。     

基于速度滑移的气膜流态建模与CFX仿真分析

为了研究空气静压导轨微小间隙中的气膜流态,以提高数控机床的加工精度,通过将速度滑移计算方法及边界条件引入Navier-Stokes方程,推导出适合可压缩气体在微尺度条件下的雷诺方程;利用流体仿真软件CFX对微尺度下湍流状态的气膜流态进行仿真分析;通过改变节流孔直径和气膜厚度分析气膜内压强分布的变化。结果表明,当节流孔直径和气膜厚度在一定范围内变化时,压强由最大值趋于环境压强过程中呈现波动变化趋势;当节流孔直径过大时,气膜内压强不稳定,容易产生气膜波动现象,对机床的加工精度造成影响;当气膜厚度过大时,气膜内压强会出现突变,对气膜支撑力的稳定性影响很大。     

新型阵列喷射冲击间接液体冷却冷板实验研究

针对现有液体喷射冲击冷却研究存在的不足,设计了一种新型阵列喷射冲击间接液体冷却冷板,并对冷板进行了一系列实验。实验结果表明,冷板总热阻随着喷射速度增大而减小,但减小的趋势逐渐变缓,冷板进出口压差随着喷射速度的增大而升高,升高的速度逐渐加快;冷板总热阻随着喷射孔径的增大而增大,进出口压差随着喷射孔径的增大而减小,相对较优的喷射孔径为Φ0.5mm和Φ0.6mm。实验结果还显示喷射冷板的热阻明显小于普通冷板,这说明喷射冷板的冷却性能要优于普通冷板。     

粘度对超疏水固体表面减阻影响的实验研究

为了研究流体粘度对微细结构固体表面减阻特性的影响,用飞秒激光加工技术在光滑K9玻璃表面加工出光栅微细结构,并对光滑K9玻璃和光栅结构K9玻璃表面进行硅烷化处理,用AR-G2流变仪测量了不同粘度甘油溶液在两表面的扭矩与剪切速率,根据推导出的减阻率计算公式,计算出它们各自的减阻率。结果表明:超疏水光栅微结构表面与疏水光滑表面相比具有明显的减阻特性;微细结构固体表面的减阻效果随着流体粘度的增加而显著提高。     

基于凹坑型非光滑结构的车身气动减阻优化方法研究

采用了梯度优化法和全局优化法对凹坑型非光滑单元进行优化设计,寻求非光滑单元对汽车的最佳气动减阻效果。将凹坑型非光滑结构布置在某款集装箱货车模型的不同位置,比较减阻效果差异,确定了模型的有效减阻位置。以凹坑单元体开口直径、深度、纵向间距、横向间距为设计变量,分别采用梯度优化法和全局优化法优化凹坑型非光滑结构,比较了两种方法的差异。结果表明:梯度优化法可以快速得到适用于工程实际的优化方案;全局优化法考虑到了变量的耦合因素,优化结果更加全面、准确;经过优化,凹坑型非光滑结构可有效减小气动阻力达10.44%。     

不同技术路线Warp Air Clean材料对机动车尾气减排效果研究

传统机动车尾气减排技术经过长期发展,取得了较好效果,但在短期难以获得更大的突破.Warp Air Clean(WAC)技术通过对发动机的进气进行净化,提高发动机内燃烧效率,从而减少尾气排放,是解决机动车尾气排放的新途径.本研究对比了四种不同合成方案WAC材料的减排效果,为该技术的进一步完善优化提供了基础.研究发现:采用...     

车身造型参数对凹坑型非光滑表面气动减阻影响研究

采用数值模拟和风洞试验相结合的方法,研究车身造型参数对非光滑表面气动减阻的影响。将凹坑型非光滑结构布置在国际标准汽车简化模型——Ahmed模型的不同位置,通过分析不同位置非光滑的减阻效果,确定添加非光滑表面的位置。探讨改变Ahmed模型的后风窗角度、前端倒角和离地间隙情况下非光滑车身气动特性的变化规律,找出对于非光滑车身气动外形的最佳组合方案。结果显示,离地间隙的大小对非光滑减阻效果影响最大,改变离地间隙的模型比未改变离地间隙的非光滑表面Ahmed模型的气动阻力系数减小了4.3%。     

非牛顿介质中图形化表面对减阻效果的影响

为研究图形化表面在非牛顿介质中对减阻效果的影响,在微摩擦试验机(UMT)上进行了销盘润滑实验。实验中在硅片的表面刻蚀了纵向和横向2种沟槽以形成不同的表面图形。实验表明,与光滑表面相比,当剪切速率处于牛顿流动区时,沟槽具有一定的减阻效果;而当剪切速率处于剪切稀化区时,沟槽表面的阻力上升;并且横向沟槽表面的阻力总是大于纵向沟槽表面的阻力。流体数值计算的结果表明,横向沟槽侧壁的压差阻力和纵向沟槽侧壁的粘性阻力无法完全补偿沟槽底面上的阻力损失,因而产生了减阻效果。     

空调送风口低温射流的实验研究

通过实验研究了空调送风口低温射流的特性，测量了空调送风口低温射流的包络面、射流轴心速度衰减特性和主流区速度分布特性。将空调送风口低温射流特性与常温射流特性进行了对比分析。     

超疏水光栅微结构表面减阻试验研究

为了研究超疏水固体表面的微结构对减阻特性的影响，首先利用飞秒激光加工技术在光滑K9玻璃基面上加工出微脊光栅结构，然后将光滑K9玻璃与光栅结构K9玻璃置于干燥箱内进行硅烷化处理，以降低表面自由能，最后用AR-G2流变仪测量两表面的流变特性，试验用流体为体积分数40%的甘油溶液和水。试验结果表明：两表面均存在明显滑移，即都具有减阻特性，且光栅结构的超疏水表面比光滑结构的疏水表面的减阻效果明显；减阻效果随着流体粘度的增大而增强。     

Effect of Surface Velocity Directions on Elastohydrodynamic Film Shape

This article is focused on the effects of the angle between lubricant entrainment velocity and sliding velocity on elastohydrodynamic film thickness distribution. Thin-film colorimetric interferometry was used to evaluate the film thickness distribution in smooth glass–steel contacts to provide basic data on the effects of the slide–roll ratio and the direction of sliding with respect to entrainment velocity. It was observed that as the sliding perpendicular to the entrainment velocity increased, the overall film thickness was reduced and asymmetry of the film profile with respect to the direction of the entrainment velocity increased. The asymmetry of the film profile with respect to the direction of the entrainment velocity increased with the entrainment speed or the overall film thickness. When the speed of the glass disk was larger than that of the steel ball, a dimple was formed even if there was a difference in direction between the entrainment and sliding velocities. A part of the dimple was exhausted from the elastohydrodynamic lubrication (EHL) conjunction as the angle between the entrainment and sliding velocities approached 90°.