针对南极科考平台肢腿部件在强风极端工况行驶时存在难以同时满足高抗变形能力、低功耗水平的设计难题,分析极端工况时肢腿部件考虑风阻的复杂载荷特性,提出一种基于合作博弈的肢腿部件多目标优化设计方法,将肢腿最小变形、行驶最小功耗多目标优化问题转换为博弈问题,确定肢腿部件结构特征参数作为优化变量并构建博弈策略空间;通过建立合作博弈理论与粒子群算法相融合的博弈-粒子群方法寻求最优解,与粒子群算法相比,该方法不仅所需时间短,而且优化后的肢腿部件结构单位功耗内抗变形能力提升了1.3倍,并通过有限元方法验证优化后结构设计的安全性。

控制棒驱动机构(CRDM)运行期间,磁轭线圈产生热量,由于驱动机构之间间隙较小,自然通风的散热效果不佳,为使驱动机构正常工作,工程上主要采用冷却风机对驱动机构进行强制对流散热。通过搭建CRDM冷却系统1/2缩比台架,对围筒内部各磁轭通道的冷却风速及其分布,在不同数量风机运行工况下的表现进行试验研究。并在两台风机同时运行工况下,进行全尺寸流场有限元分析与缩比模型试验结果对比,验证试验与理论分析具有一致性。该试验确定了冷却通风分布的均匀性和系统整体风阻,为工程实践提供依据,同时验证了原工程设计的合理性和经济性,确认工程选型风机可满足冷却系统需要。

汽车在高速行驶中的经济性和稳定性与汽车受到的空气阻力和升力直接相关。与传统燃油车相比,降低风阻对于电动汽车提升续航里程和降低能耗更加重要。本文中采用雷诺时均方法对某款纯电动SUV车型进行在120 km/h车速下整车外流场仿真分析,并将风阻系数和升力系数与等比例油泥模型风洞试验的结果进行了对比。采用常用的Realizable k-ε湍流模型对该SUV车型后扰流板进行仿真优化。研究了该SUV的后扰流板上表面不同倾斜角度对整车气动升力和阻力系数的影响;进一步,在最佳倾角的基础上,通过5种后扰流板通孔形式的对比分析,确定了最优状态的后扰流板。最终的验证试验结果表明,整车风阻系数降低3.9%,而升力系数的增加在可接受范围内。