基于CFD软件的列车外部流场研究

本文采用三维稳态常物性不可压缩流体的流动模型,应用基于有限体积方法的STAR-CD软件,对侧风环境中高速列车外部流场进行数值模拟研究。对不同偏航角侧风条件下外部流场数值模拟分析,建立了完整的数学和物理模型,为进行高速列车设计改进研究提供了参考价值。     

高速列车受电弓空腔射流降噪方法研究

高速列车气动噪声作为制约行车提速的问题愈发突出.针对高速列车气动噪声问题,为更准确计算高速列车气动噪声对周围环境影响,按照某车型高速列车尺寸建立1 ︰ 1三车编组模型作为气动噪声源研究对象,研究射流对空腔气动噪声降噪具体方法.基于Lighthill声学理论,采用宽频带噪声源模型、LES大涡模拟及FW-H声学模型,数值模拟空腔射流前后流场特性与声源特性,分析射流降噪的主要原因:根据对车身宽频噪声数值计算得出合理的射流可以有效提高空腔内部流场的惯性力在合力中所占比重,维持腔内流场平稳运动状态降低湍流波动;对250 km/h行驶速度下的受电弓空腔进行32 m/s斜面射流,计算得出距离轨道中心线25 m处监测点声压级数最高降低2.59 dB;分析得出射流降噪前后3.5 m处气动噪声频谱特性仍为宽频噪声,且在32 m/s斜面射流条件下0～2 000 Hz频段内气动噪声平均降低3.32 dB.     

横风作用下高速列车车-桥系统气动性能分析

基于流体力学原理,本文采用数值模拟的方法对横风作用下高速列车车桥的气动性能进行了系统研究。分析了列车自身的气动性能,并且考虑了列车对桥梁抗风性能的影响;计算了列车分别位于左线、右线以及交汇情况下昆阳特大桥主梁的三分力系数和列车的气动三分力系数。该研究成果对于风场作用下车桥系统气动性能计算模型的简化和选取具有重要借鉴意义。     

高速列车受电弓的低马赫数过渡式空腔射流降噪研究

受电弓及其空腔部位是高速列车主要的气动噪声源，降低这种噪声尤为重要。在以往的高速列车气动噪声研究中，对受电弓空腔部位的关注较少。针对高速列车受电弓及其空腔气动降噪问题，文中采用数值计算方法，研究简化的高速列车模型在350 km·h^-1下，受电弓空腔前缘射流降噪处理方式的流场特性和噪声传播规律。结果表明，在纯空腔前缘施加射流可以显著降低空腔内和受电弓附近的非定常流动，当射流速度为27 m·s^-1时，空腔后壁声源在空腔顶部和侧部辐射噪声的声压级降低最大值为5 dB,受电弓侧面监测点的噪声显著降低。文中研究为低马赫数下的过渡式空腔射流降噪研究提供了参考。     

某型无人机机翼三维湍流流场数值模拟

无人机机翼的气动特性关系到无人机的飞行性能．常规设计采用经验设计并注重风洞试验。本文采用计算流体力学软件对某型无人机机翼的三维外部流场进行模拟,得到了机翼三维气动特性。对数值结果与实验结果进行了比较分析,说明所采用的模型和方法能够正确地模拟机翼外部的复杂流动特征,为机翼的设计和改进奠定了基础。     

上侧送风—同侧下部回风洁净室的数值模拟

以计算流体力学的Ｋ－ε二方程模式为基础，采用有限差分法对上侧送风、同侧下部回风洁净室的三维流场和污染物分布的浓度场进行了数值模拟，并对模拟结果进行了分析和比较，提供了一些设计参数以供工程人员的借鉴和参考。     

高速列车天线及其环境的一体化建模与分析

采用时域有限差分(FDTD)法和完全匹配层(PML)技术对高速列车顶部单极天线及列车车体进行了一体化建模研究,通过数值模拟直接给出了空间入射场与天线输出电压、电流的关系,分析了入射波方向和高速电气化铁路接触网导线对天线输出电压、电流的影响.研究了入射角不同时天线上电流分布的变化情况.结果表明:一体化建模与分析能够直接将空间场参数与天线输入端路参数联系起来,这是传统的电波传播研究方法难以做到的.     

基于fluent的高速列车受电弓主被动整体降噪研究

针对高速列车气动噪声越来越大的问题,本文以高速列车某车型为参考建立1:1受电弓区域局部模型,基于宽频带噪声源模型、LES大涡模拟及FW-H声学模型,运用弓头仿生降噪和底部空腔主动射流降噪的整体降噪措施,采用数值模拟法研究高速列车受电弓区域的降噪效果.结果表明:受电弓弓头和底部空腔是气动噪声的主要来源;降噪后,主要噪声源...     

光学头罩绕流流场气动光学效应数值模拟

以红外成像制导技术在高速拦截器上的应用需求为背景,进行了光学头罩绕流流场气动光学效应数值模拟.应用雷诺平均NS方程并选取了适当的湍流模型,对凹窗、凸窗和球头3种光学头罩的高速飞行器绕流流场进行了数值模拟,得到了绕流流场密度分布;研究了脉动流场引起的气动光学传输效应的计算方法,应用几何光学、物理光学和统计光学方法进行了光学传输效应计算,得到了点扩散函数,即像面光强分布.通过瞄视误差、Strehl比、含能半径等气动光学效应参数描述了流场引起的成像畸变,并分析了不同外形、飞行状态和光学系统参数对光学传输效应的影响.     

时间平均流场对星图影响的仿真研究

针对高超飞行器在飞行过程中产生的高速流场光学传输效应对星图的影响,运用雷诺平均法对飞行器边界湍流流场参数进行了计算,采用光线追迹法计算了星光在高速流场中的传输路径,应用物理光学法计算得到时间平均流场的光学传递函数,最后对气动光学效应退化星图进行了模拟。仿真结果表明．时间平均流场使得星光传输发生偏移和模糊,导致畸变星图中...     

基于自适应光学技术的高速流场效应模拟方法

在高分辨率天文观测和空间测绘过程中,高速流场效应会造成目标光学波前畸变,影响探测器分辨率。从高速流场造成的光学效应对空间观测的影响入手,研究分析了自适应光学技术及其关键器件-光学变形镜的技术特点,提出了一种基于光波波面调制技术和光程差（OPD）数据的高速流场光学传输效应模拟方法,并完成了初步验证实验。其中,通过光线追迹法和物理光学方法计算高速流场光学传输效应而获得的体现目标光束波面畸变程度的光程差（OPD）数据,该数据用于光学变形镜的控制驱动。这种模拟方法可用于空间对地观测过程中流场环境造成的透射光斑抖动、偏移等光学波面畸变效应仿真,实现在实验室环境下对光学传感器性能和空间光学探测系统高速流场效应半实物仿真和高速流场扰动校正能力的测试评估。     

高速列车设备舱通风测试研究

高速列车设备舱内设备运行会产生大量热量,需要及时排出,以保证设备的平稳运行。同时,高速列车运行环境复杂,会经历明线、隧道等多种工况。在不同的工况和车速下,设备舱内的通风系统性能略有差异。因此,有必要对设备舱内的主要用风设备进风口和出风口进行温度和通风量的测量和分析。本文选取无线控制采集的方法,对高速列车设备舱进行测试。经过现场的安装和调试,及对测量数据不同速度级、明线和隧道等工况下的分析,得出列车主要用风设备的通风系统工作平稳正常的结论。     

高速动车组制动系统综合仿真平台设计方案

本文提出了一种高速动车组制动系统综合仿真平台的总体设计方案,介绍了平台的系统结构及功能定义,分析了平台所具有的能力。该平台是一种研究高速列车制动系统的半虚拟半实物试验仿真系统,它通过在实验室模拟高速列车制动系统的功能,重现列车在各种情况下的制动过程,从而提供一种全方位研究制动系统性能的工具。     

高速红外空空导弹整流罩气动加热及应力分析

建立了高速飞行条件下,湍流流场计算和有限元分析的物理模型,利用计算流体力学方法(CFD)和有限元方法对高速飞行的红外整流罩头部流场、头罩温度分布及头罩应力、应变进行了数值计算.分析了典型条件下头罩的温度和应力分布,在此基础上提出了由气动加热所产生不利因素的解决方案,并提出了今后的研究建议.     

高速磁浮运控系统中车载安全计算机与车载控制单元的接口研究

车载安全计算机(以下简称VSC)作为高速磁浮运行控制系统OCS中车载运行控制系统的关键设备,安装在磁浮列车两端驾驶室,通过与列车车载控制单元之间的信息来交换实现对列车的安全监控.本文主要通过分析研究两者之间的交互信号及其外部反应来进一步掌握列车在静止、运行、故障等情况下的状态,对更好的掌握列车控制原理、处理列车故障处理起到了较大的帮助.     

高速列车动态仿真系统的信息存储和回放

根据高速列车信息数据结构的特点,设计了面向对象的数据库,提出了高速列车动态仿真系统的信息数据库的设计方案,对仿真系统的信息存储和回放进行了研究,并应用于高速列车安全防护系统中,效果良好,为高速列车安全防护系统提供了一种全新的验证手段。     

GaN-MOCVD设备反应室流场的CFD数值仿真

采用计算流体力学方法对生长半导体材料GaN的重要设备MOCVD(金属有机物化学气相沉积)反应室中的流场结构进行了三维数值仿真.数值模拟采用基于非交错网格系统的SIMPLE算法,用有限体积方法对控制方程进行离散,并采用改进的压力-速度耦合方法进行求解.数值仿真给出了具有复杂几何结构和运动方式的GaN-MOCVD反应室中的流场结构,研究了改变几何尺寸和运行参数对MOCVD反应室流场结构的影响,对正在试制开发中的MOCVD设备的几何结构的改进和运行参数的优化提出了指导性建议.     

喷气织机主喷嘴气流三维数值模拟与分析

利用计算流体力学CFD软件对主喷嘴内部气流进行了三维数值模拟,获得喷气织机主喷嘴内部气流压力、流速、马赫数等流场特性的分布曲线,并就流场的轴向径向气流速度模拟结果进行了详细的分析评价。模拟结果验证了计算模型的可行性和有效性,对于进一步了解实际系统流场特性并提高喷气织机气流性能具有重要意义。在一定程度上为主喷嘴内部流场分析和结构设计奠定了基础,为主喷嘴结构设计缩短研制周期,提高效率,节约成本提供了参考依据,是喷气织机气流引纬技术研究的一个重要发展方向。     

GaN-MOCVD设备反应室流场的CFD数值仿真

采用计算流体力学方法对生长半导体材料GaN的重要设备MOCVD(金属有机物化学气相沉积)反应室中的流场结构进行了三维数值仿真.数值模拟采用基于非交错网格系统的SIMPLE算法,用有限体积方法对控制方程进行离散,并采用改进的压力-速度耦合方法进行求解.数值仿真给出了具有复杂几何结构和运动方式的GaN-MOCVD反应室中的流场结构,研究了改变几何尺寸和运行参数对MOCVD反应室流场结构的影响,对正在试制开发中的MOCVD设备的几何结构的改进和运行参数的优化提出了指导性建议.     

连续波超音速氧碘激光器小信号增益数值模拟研究

氧碘激光器是目前波长最短的化学激光器,受到了人们的普遍关注,近年来发展迅速.氧碘激光器的研究涉及气动力学、化学反应动力学和高能激光物理等众多学科.作者曾采用预混模型,对氧碘激光器的光腔流场和小信号增益进行了数值模拟,研究了不同化学配比条件对光腔流场和小信号增益的影响.本文在此研究基础上,根据氧碘激光器的实际混合过程,建立二维数值模拟模型,对氧碘激光器的光腔流场和小信号增益进行了计算,比较了两种混合模型对计算结果的影响,研究了不同化学配比条件对计算结果的影响.(PC2)