为了研究出更精准的螺旋桨敞水性能的数值计算方法,以DTMB P4119桨作为计算对象,通过求解RANS方程,讨论了不同网格密度、不同湍流模型对螺旋桨敞水性能计算精度的影响,分析了流场云图,并与现有试验值进行了对比。结果表明,文中所采用的计算方法是可靠的,对今后更复杂的船舶推进性能的数值研究能够提供一定的参考。

针对混合飞艇体积巨大同时气动外形复杂使得现有条件的风洞试验很难精确测量其气动性能的问题,开展了适用于混合飞艇气动性能分析的计算流体力学(CFD)的数值分析方法研究。考虑混合飞艇低速大雷诺数的特点,将变分多尺度方法 (VMS)与动态Smagorinsky大涡模拟(LES)模型相结合,提出了组合的VMSLES湍流模型。将基于RANS方法和LES方法的其他三种湍流模型相对比,利用雷诺数相近、实验数据丰富的6:1长椭球飞艇对不同的湍流模型进行了对比验证。结果显示LES方法预测结果与实验结果吻合较好,优于RANS方法,并能显示更多流动细节,而组合的VMS-LES模型能够更精确地捕获实验研究中观察到的二次涡。利用组合的VMS-LES模型对有翼HAV与多囊瓣HAV进行了气动性能分析,并研究了不同部件对飞艇气动特性的影响。结果表明,由于尾翼表面产生的一次涡与二次涡相互作用,尾翼...

为探究列车底部转向架区域结构对列车底部流场以及列车气动性能的影响,本文采用SST k-ω湍流模型对不同简化程度转向架、雷诺数Re=2.25×106下的三车编组高速列车周围流场进行仿真分析,并结合风洞试验结果验证数值方法的正确性。分析结果表明与原始带转向架的列车模型相比,移除转向架并光顺列车车身的简化模型,可实现列车减阻38.2%;将转向架区域进行全包裹并光顺风挡区域,列车气动阻力减少30.3%;而当移除转向架并保留转向架腔外形时,列车气动阻力不减反增10.2%。因此,在进行高速列车气动外形减阻设计时,可考虑封闭转向架腔的方式,实现列车整车气动减阻。

基于2.5D RANS数据和VLM耦合的方式,发展了一种考虑非线性流动效应的混合型涡格法HVLM.采用矩形直/后掠机翼两个外形的跨声速算例,通过与VLM、三维CFD计算数据的比较,对HVLM的气动力预测精度进行了分析与评估.对比结果表明,HVLM在大幅降低时间成本的前提下可以获得和三维CFD方法预测值十分接近的计算数据,对线化VLM方法的修正效果显著.然后,HVLM与悬臂梁有限元求解耦合,实现了一种面向三维机翼的快速静气动弹性数值模拟技术,并通过矩形直机翼算例进行了验证.耦合算例的时间分析数据表明,HVLM/Beam耦合的方式能够在10 s以内完成1次三维机翼静气动弹性分析,在气动/结构耦合分析、优化设计方面展示出了良好的应用前景.