不同导流罩下高速电梯轿厢外缘气动特性分布规律的数值模拟

在高速电梯中,轿厢运动阻力剧增,各类涡流损失加剧,给系统经济性、安全性和舒适性带来隐患。文中为分析轿厢外缘流场的气动特性,建立计算流体力学数值模型,采用弹性光顺结合局部重构方法动态生成网格,对加装不同形状（三角形、梯形、椭圆形和车头形）导流罩的高速电梯轿厢进行了模拟。结果表明：加装导流罩可以有效改善流场分布,降低轿厢阻力系数;不同导流罩形状对电梯轿厢外缘的气动特性影响差异显著;与传统对称形导流罩相比,车头形导流罩的效果最好,其减阻比例高达80.21%。     

超高速电梯导流罩气动特性与耗能研究

为了提高超高速电梯的气动性能,设计了5类典型的导流罩,建立了包括导流罩、轿厢、对重与井道的电梯系统模型。利用计算流体力学（CFD）软件Fluent,采用动网格分析方法对安装不同类型导流罩超高速电梯的非定常气动特性进行CFD数值模拟,获得了不同速度工况下气动阻力变化曲线、静压和流速分布云图,并定量分析了运动周期内轿厢克服气动阻力耗能。研究结果表明：不同导流罩在不同速度工况下对电梯气动性能的影响差异较大,都存在各自的最佳应用场合。其中三面导流形导流罩的性能最好,不仅减少了气动阻力,还将周期内耗能占比降低9.26%。该研究工作可为超高速电梯导流罩的设计选型和性能评估提供有益参考。     

高速列车集电部的气动噪声研究

针对铁路提速后高速列车集电部气动噪声过大的问题,在集电部引入导流罩,应用Fluent对不同速度下含导流罩及不含导流罩的外流场和气动噪声分别进行数值模拟和分析。计算结果表明,引入导流罩后集电部的气动噪声有明显降低,集电部产生的气动噪声以偶极子声源为主。     

高速列车受电弓导流罩气动噪声特性分析

针对高速列车受电弓区域气动噪声问题,采用大涡模拟和FW-H声学模型重点对列车在250 km/h、350 km/h运行时受电弓导流罩气动噪声进行数值模拟,建立了车体+受电弓导流罩的计算模型,分析导流罩表面偶极子声源分布和气动噪声频谱特性。研究结果表明：350 km/h下导流罩表面气动噪声整体大于250 km/h;两种速度下导流罩表面偶极子声源分布规律在频域表现一致：在高频阶段声压级明显低于低频阶段,5 000 Hz下最大声压级仅为20 Hz下的40%;导流罩表面最大声压级都诱发于凹腔与后引导面的过渡处,20 Hz下分别可达136 dB、143 dB。此外,导流罩近场和远场气动噪声频谱曲线相似,均是一种宽频噪声,且能量主要集中在150～950 Hz,对后续更高速级列车受电弓导流罩降噪结构设计和隔声材料的选取有一定实际参考意义。     

基于降噪研究的导流罩设计

针对铁路提速后高速列车集电部气动噪声过大的问题,在集电部引入导流罩,根据前倾角、引导面长度、前倾面与引导面的导圆半径这三个参数设计导流罩,应用Fluent对不同导流罩的外流场和气动噪声进行数值模拟和分析。计算结果表明,当导流罩的前倾角越小、引导面的长度越长、前倾面与引导面的导圆半径越大时,导流罩的表面总声功率与阻力系数越小。     

基于3Dmax的高速公路厢式货车导流罩的仿真设计

为了有效减少厢式货车在高速行驶时的气动阻力.提出了基于3Dmax建模的高速公路厢式货车导流罩设计.以高尔夫球表面的凹坑设计为思路,以改进类似设计的弊端为目标,运用3Dmax建模设计导流罩.对该模型进行分析模拟后.结果表明该设计对高速行驶中厢式货车的减阻效果显著,具有广泛的应用前景.     

高速列车受电弓气动噪声降噪

基于Lighthill声学理论,采用宽频带噪声源模型、大涡模拟和Ffowcs Williams-Hawkings声学模型对某型高速列车气动噪声进行数值模拟,建立3节编组高速列车整车气动噪声模型,分析该型高速列车的主要气动噪声声源及远场气动噪声特性,并以受电弓为主要气动噪声源进行降噪研究,主要考虑受电弓的开/闭口方式、不同受电弓导流罩结构、受电弓导流罩不同安装位置等主要噪声源部位处的低噪声设计。基于以上分析,得到低噪声的高速列车受电弓结构,较原始高速列车其最大声压级减小3.1 dBA,达到低噪声设计目标。且通过风洞试验验证了所提出的高速列车气动噪声计算方法的有效性和正确性。     

橫风作用下导流罩高度对受电弓气动特性影响

建立接触网-受电弓-导流罩-列车整体模型,基于分离涡模拟方法,研究了橫风作用时不同导流罩高度下受电弓非定常气动特性,分析了涡量、流线、气动荷载等的变化规律.结果表明:导流罩高度为100 mm时分离涡向橫风背风侧偏转显著,导流罩高度增加为400 mm时对受电弓下部杆件、车体连接处等作用增强;导流罩高度为200 mm时横风作用产生的绕流场偏转的效应明显得到改善,流场分布在纵向呈较好的对称性,其阻力系数的增幅远小于受电弓所受横向力的降幅,同时大幅降低了倾覆力矩和侧偏力矩,故在恶劣的风环境下采用200 mm高度的导流罩是可取的.研究结果对横风作用下导流罩高度对受电弓气动特性的影响研究具有重要意义.     

一种货车尾部的飞翔导流罩仿真设计

为了有效减小厢式货车在高速行驶过程中的气动阻力,提出了基于3Dmax建模的高速公路厢式货车导流罩设计,命名为飞翔导流罩。以高尔夫球表面的凹坑设计为设计思路,以改进类似设计的弊端为目标,运用3Dmax建模设计此导流罩。对该模型进行分析模拟后,结果表明该设计在高速行驶厢式货车的减组中,具有广泛的应用前景。     

导流罩安装位置对轴流冷却风扇性能的影响

通过试验研究,对比了导流罩在3种不同相对轴向位置下的风扇性能.结果表明:当叶片后缘位于导流罩出口平面内时,风扇的气动性能和噪声指标均达到最佳.     

某轻卡导流罩CFD分析及设计优化

以某型国产厢式轻型卡车为研究对象,建立几何模型、有限元模型,利用CFD软件对原模型进行数值模拟分析。分析得出的驾驶室与货箱之间高度差区域存在的明显正压区,即为文中空气动力学优化的关键。通过对驾驶室顶部加装导流罩后的模型进行数值模拟,得出导流罩使轻卡的气动阻力大幅减小。采用拉丁超立方试验设计方法继续对导流罩的尺寸位置进行优化,对决定导流罩尺寸的两水平因子设计试验,寻找导流罩的最优尺寸,得到最优导流罩模型的气动阻力系数为0.5486。     

导流罩对空调器室外机噪声的影响

为了明确导流罩对空调器室外机噪声的影响,利用数值模拟的方法对室外机内部气体流动进行了计算,研究了室外机出风口相对湍流强度的变化,分析了导流罩宽度、导流罩导弧对室外机噪声的影响。通过计算分析和试验验证,表明空调器室外机导流罩的宽度存在一个最佳值使室外机的噪声最小。同时,根据导流罩导弧对室外机噪声影响的规律设计出双导弧导流罩,经过试验验证分析,表明双导弧导流置与目前普遍使用的导流罩相比具有更好的气动性能,能进一步降低空调器室外要的噪声。     

厢式货车导流罩改进设计及气动优化

采用在圆弧板导流罩后缘处横向开缝的方法改善其减阻性能,并使用CFD方法完成了对加装该型导流罩的厢式货车的三维流场数值模拟及单/多目标气动优化.优化过程中,在给定货车行驶速度的前提下,以开缝位置、宽度为优化变量,将整车阻力作为优化目标进行单目标优化,并以此为基础,使用混合遗传算法,实现对阻力及气动噪声的多目标优化.研究表明,该方法可有效改善导流罩处绕流状况,能够在合理噪音范围内提供更优的减阻效果,具有一定的理论和实际应用价值.     

高速电梯轿厢整流罩气动噪声研究

为了研究高速电梯轿厢的气动外形设计对气动噪声的影响,采用Transition k-kl-omega模型分析了3种轿厢外形与气动噪声的关系,研究了高速电梯轿厢及其上下两端分别安装锥形整流罩和拱形整流罩时,轿厢周围流场与气动噪声特性以及整流罩对轿厢气动噪声的影响.利用Fluent软件对轿厢高速运行产生的流场进行了仿真,获得...     

导流罩对厢式货车空气阻力特性的影响

为了明确厢式货车导流罩的减阻机理,利用数值模拟的方法对厢式货车原形以及加装空心和实心导流罩后货车外部流场进行计算.分析了导流罩高度、导流罩与厢体间距离对货车阻力系数的影响.证实了在同等条件下,空心薄壁导流罩与实心导流罩相比减阻效果更好.通过计算分析,合理匹配导流罩高度和导流罩与厢体间距离,可以使厢式货车阻力系数进一步减小.     

叶顶间隙和导流罩的安装位置对轴流风机流场的影响研究

为研究由换热器和轴流风机组合而成的矩形流道的内流场,合理匹配轴流风机与矩形流道的特性,提升轴流风机的气动性能,通过改变导流罩和风机之间的径向间隙以及风机出口轮毂端面距导流罩出口端面的距离,利用数值模拟方法对轴流风机的流场特性进行分析,并通过试验验证了数值模拟的正确性。结果表明:当导流罩与轴流风机的径向间隙为2 mm,风机出口轮毂端面距导流罩出口端面的距离为0 mm时,效率相对最高,提升幅度分别为82.67%和55.88%,同时风机出口轮毂端面距导流罩出口端面的距离为0 mm的出口静压相对最大。     

中型客车气动特性优化仿真分析

以某款中巴车为研究对象,使用CFD软件,研究后尾倾角10°、12°、15°、20°、25°和3种空调导流罩,分别对此款车的气动力特性影响。研究结果表明后倾斜角对客车气动特性影响较大,而空调导流罩可起到较好降阻作用,但对升力系数无影响。     

重联动车组车钩导流罩设计及空气动力学性能研究

设计出一种能改善重联动车组重联区域空气动力学特性的多级车钩导流罩结构,并基于计算流体力学,分别建立重联动车组结构优化前后的两种空气动力学计算模型,通过数值仿真模拟了动车组在平地工况以350 km/h速度运行的基本气动性能,并对仿真结果进行对比研究。结果表明：新型车钩导流罩结构能够有效降低动车组平地运行阻力,总阻力可减小4.47%;列车表面压力分布、周围流场显示结果与阻力分布一致,该二级导流罩可以有效改善列车运行空气动力学性能。     

基于STAR-CCM+的空调导流罩性能分析

建立三种不同空调导流罩数值模拟模型,应用流体数值分析软件Star-ccm+对其气动阻力进行对比分析,结果表明迎风面和背风面均采用圆弧面结构的方案2和仅迎风面采用圆弧面结构的方案3较优。并通过与无侧风工况风洞试验数据对比,以验证模拟数据的准确性。同时通过数值模拟计算方案2和方案3进排风口的压力分布,评价不同导流罩外形对冷凝器进排风及新风进风功能的实现,为空调导流罩的设计提供依据。     

复合材料风机导流罩的结构强度分析

利用有限元分析理论和MSC.Patran/Nastran软件对MW级风力发电机组的复合材料导流罩进行结构强度分析。通过分析壳单元特点,选择shell单元为导流罩的建模单元;对流线型导流罩的风载分布系数进行研究,根据第3类风区的特点和导流罩各部分的曲率半径划分区域并计算相关载荷;综合考虑风载、雪载、冰载等因素的影响,设计出相应的工况;对复合材料导流罩进行强度分析,得到最大应力和变形。计算结果表明:复合材料导流罩不会发生分层破坏。