尾部减阻装置对厢式货车尾部流场的影响

为了降低某厢式货车的气动阻力,基于气动减阻机理设计了9种新型的尾部气动减阻装置。采用数值模拟的方法研究了尾部气动减阻装置对厢式货车尾部流场的影响,对比分析了安装9种尾部减阻装置的厢式货车的气动阻力系数、速度分布、压力分布及湍动能分布等流场特性,并对两种较好减阻装置的结构参数进行优化。研究结果表明:安装9种尾部减阻装置后整车气动阻力系数均有降低,降幅最大为7.96%,获得了较好的减阻效果。尾部减阻装置主要是通过减弱尾部涡流,增大尾部气压,从而来降低压差阻力。     

尾部非光滑表面对于不同车型的气动特性分析

将凹坑型非光滑表面布置在不同车型的尾部,研究其对气动阻力的影响。通过数值计算方法,得出不同车型的气动阻力值,并对比试验结果验证其可靠性。同时模拟出3种不同车型的尾部流场、压力等参数,并对比分析光滑模型与非光滑模型之间的参数差异,分析尾部非光滑车表减阻的机理。研究表明:尾部非光滑表面对于不同车型均有一定程度的减阻效果。     

基于SAE模型非光滑表面对气动减阻的影响

以SAE汽车模型为研究对象,采用计算流体力学数值模拟方法研究非光滑表面布置位置对气动性能的影响。通过对SAE汽车模型的不同位置(侧部、底部、顶部、前部、尾部)布置凹坑型非光滑表面,计算SAE汽车模型的空气阻力系数,比较光滑表面与非光滑表面的流线、速度矢量以及压力,分析非光滑表面气动减阻机理和减阻效果差异的原因,根据分析结果得到了合理且能够减阻的汽车非光滑表面布置位置。     

减阻装置对厢式货车气动特性的影响

针对某厢式货车的简化模型,基于计算流体力学理论和方法分别对原始货车模型、加装尾部减阻装置和顶部减阻装置的货车模型进行了数值模拟,获得了原始模型与改进模型的气动阻力系数、速度矢量分布、压力分布以及湍动能分布等气动特性。结果表明:尾部减阻装置及顶部减阻装置均可改善厢式货车的气动特性,降低气动阻力。其中顶部减阻装置改善了驾驶室和货厢之间的气流分布,尾部减阻装置改善了货车尾部的涡流状态,从而降低了风阻。     

弯道稳流装置研发及应用

针对某些离心压缩机装置工程管路中管径大、压力低等特点,为改善流体经过弯头后流场紊乱状况,尽可能避免流体转向过程中出现涡流等不利影响,使流场趋近于层流状态,研究使用弯道稳流装置以提高压缩机的效率,并减小安装空间,还可以缩短流量计对前后直管段的需要,降低设备及管道噪音及振动等,提高管系的稳定性.     

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。     

基于DOE的整车气动优化减阻研究

以国内某款运动型多用途汽车（SUV）作为研究对象,应用DOE的方法,通过软件STAR-CCM+,采用Realizable k-ε湍流模型,对整车底部进行了减阻方案研究。采用试验优化设计的方法,运用极差分析法对仿真数据进行了分析,找到最佳减阻方案。研究表明,最佳减阻方案的整车阻力系数相对于原始模型有大幅降低,降幅达6.09%,前轮挡风板对整车阻力系数的影响最大,后轮挡风板对整车阻力系数的影响最小。通过对整车外流场的分析,阐明了减阻机理。     

车尾凹坑非光滑表面气动减阻分析与优化设计

以凹坑型非光滑车身尾部气动特性为研究对象,探讨了一种将参数化建模、CFD计算和数值寻优方法相结合的非光滑表面气动减阻优化方法。通过分析凹坑型非光滑单元矩形阵列的气动减阻效果,以矩形排布和非光滑单元体尺寸作为优化对象,采用拉丁超立方抽样方法进行试验设计选取样本点。利用CFD仿真得到样本点的响应值,根据响应值建立了Kriging近似模型。在验证了近似模型可信度的基础上,以近似模型为基础进行全局优化。优化结果表明：车辆尾部凹坑单元体矩形排布最大减阻率可达7.9%,较大程度地改善了空气动力学性能。研究结果为汽车非光滑表面减阻和优化提供了理论依据和参考。     

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%。     

基于减阻节能的城际列车空气动力学优化

伴随城市轨道交通绿色低碳设计理念的发展,整车气动减阻优化设计成为提升城际列车节能环保的关键方法。采用基于Realizable k-ε的数值计算方法和流体动力学仿真技术,针对某城际列车进行气动阻力分析,并提出了两种气动减阻优化方案,开展气动阻力分布特性对比研究,验证优化方案的减阻节能效果。研究结果表明：列车（车型1）不同构成部分阻力占总阻力的比例关系：车体（80.49%）>转向架（13.97%）>受电弓（5.54%）;不同编组位置阻力系数占比关系：头车（26.06%）>尾车（16.66%）>2车（14.93%）>7车（9.89%）>其他中间车（约8%）;列车在140～200 km/h范围内,3种车型的阻力系数近似为常数;优化前后3种车型整车阻力系数分别为0.898、0.858和0.807,两种优化方案减阻率分别为4.45%和10.13%,能耗降低率分别4.63%和9.86%。     

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。     

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.     

基于非光滑表面的高速列车转向架区域气动减阻性能

为了减小列车行进中的气动阻力,将仿生学中普遍应用的非光滑表面单元体布置于高速列车中间车的转向架区域端墙处。应用计算流体动力学的方法,对列车流场进行数值模拟,比较非光滑表面单元体(凹坑)对列车的气动减阻效果,与光滑列车的气动阻力相比,中间车减阻率可达1.05%。通过比较光滑模型和非光滑模型的压差阻力、黏性阻力的变化情况,得到了非光滑表面的减阻原理,为进一步研究车体非光滑表面气动减阻效果提供理论依据。     

冷却塔装置噪声研究

冷却塔是一种对车内牵引变流器进行强迫通风冷却的散热装置,它的噪声会对周围的环境造成严重的污染。该文以某型冷却塔为研究对象,对冷却塔内的流场与声场进行了数值仿真计算。在流场稳态仿真计算中,分析了冷却塔内流场的速度分布和叶片上的压力分布。在流场瞬态仿真计算中,对叶片处涡分布和叶片周围的压力脉动进行分析,定性地分析了噪声源的位置和气动噪声产生的原因。在声场仿真计算中,将流场瞬态结果变换到频域中,并将其作为冷却塔声源进行研究,分析了测点的频谱特性和声压级分布等。     

超疏水表面减阻特性的研究进展

超疏水表面具有减阻效果,在提高管道传输效率、降低水下航行体和微流体器件中流动阻力等方面有着广阔的应用前景。介绍超疏水表面的制备、滑移理论以及减阻特性的研究,讨论微尺度下表面润湿性、表面微结构和流场流动状态对壁面减阻的影响,对超疏水壁面减阻的物理机制进行总结,并指出气体层不连续模型和气穴模型是分别适用于光滑疏水表面和带微结构超疏水表面的减阻模型。介绍超疏水表面减阻特性的一些应用,提出将超疏水表面应用到微流体系统中面临的问题,如微通道壁面疏水性的制备及其减阻效果的耐久性。     

不同喷射速度下厢体气膜减阻效果的实验研究

研究厢体表面渗透空气流的喷射速度对气膜在空气中的减阻效果的影响。通过气膜发生系统控制有气膜厢式车实验模型的气膜空气喷射速度,在30 m/s的流动空气速度下,于可调速拟层流风力发生装置中开展与无气膜厢式车实验模型的对比测阻实验,比较不同喷射速度下,有气膜厢式车实验模型的受阻情况。实验结果表明,在流速恒定的拟层流空气流体环境下,厢体表面渗透空气流有效地降低了厢体所受的空气阻力,且在一定范围内,减阻率随喷射速度的增大近似呈线性增长。     

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。