应用动网格技术和用户自定义函数(UDF)对不同边界层影响下的会车过程进行数值模拟,并通过统计不同入口气流速度比例系数时流场分布和气动力数据,分析会车时流场的变化规律.结果表明在会车过程中,入口气流速度增大,两车气动力变化幅度增大;逆风车辆侧向力的增长幅度受车速变化的影响更明显.随着两车相对位置的变化,流场的变化使车辆受到的气动力不断变化,且会车前后的波动较大,导致车身发生波动,影响车辆行驶的稳定性和安全性.高速会车时车身抖动会更加剧烈,行驶的稳定性大幅降低,且两车间距较小易引发交通事故.在实际会车过程中,驾驶员应注意降低车速和控制两车间距,以确保安全会车.

目前,火箭橇试验是飞行器空气动力学重要试验手段,然而强烈的地面与轨道干扰会影响试验的精度,甚至导致试验失败。采用尺度自适应SAS方法和基于铺层算法的动网格技术对不同马赫数下的超声速火箭橇滑行过程进行数值模拟,探究了超声速火箭橇的气动力致振机理。采用了数值风洞模拟方法对超声速火箭橇无限空间绕流和仅包含地面的橇体绕流进行仿真,分析了不同环境条件下的激波特征。结果表明超声速火箭橇的头激波传播至轨道和地面时会发生激波反射,反射激波的存在会导致超声速火箭橇产生升力,并带来阻力的略微增加;反射激波与轨道扣件的周期性碰撞使得其尾迹区具有非定常特征;火箭橇的气动力激励振动频率与尾迹波动频率一致,即气动力激励振动对非定常尾迹具有锁频现象。此外,压力信号的功率谱密度分析表明气动力激励振动存在谐声...

本研究针对鸟类飞行过程中翅膀拍动规律,建立了三维扑翼非对称运动气动分析模型,通过控制机翼上下拍动时间在整个扑动周期内的时间占比,实现机翼的快扑慢回动作。采用动态混合网格技术与非定常数值计算方法,求解N-S方程,分析机翼在不同拍动周期占比时机翼的气动力及力矩的变化情况。仿真结果表明,扑翼产生的升力随下拍速度的增大而增加,通过调整机翼上拍与下拍的时间,可以提高扑翼飞行过程中的升力,使扑翼飞行过程中具备良好的气动性能。

呼吸机作为治疗重症新冠肺炎等呼吸疾病的重要医疗器械,需要使用呼吸机测试仪进行定期校准。针对目前有关呼吸机测试仪的校准工作效率和精度低,且动态流量等参数缺乏科学的评价依据等问题,提出了一种基于往复式柱塞的动态流量发生装置,通过伺服电机驱动柱塞缸往复运动,产生频率幅值可调节的动态流量。通过AMESim一维仿真获得动态流量与柱塞速度的关系曲线,并利用ANSYS Fluent三维动网格技术对所得柱塞速度下输出流量进行仿真验证。初步结果表明装置可以输出频率约0.4 Hz,潮气量最大为2876 mL,流量幅值为240.92 L/min的动态流量,以及流量幅值196.43 L/min,误差2.5%左右的静态流量,可以实现静态、动态流量整合校准,满足呼吸机测试仪流量参数的校准需求。

针对涡旋齿变形量通过试验难以测得,进而动、静涡旋盘之间的啮合间隙值难以确定的问题,建立了带有轴向和径向泄漏间隙涡旋盘三维流体域模型,结合CFD动网格技术对涡旋盘内部流场进行模拟,得到压力场和温度场的瞬态分布。将流场计算结果施加到固体边界上,得到涡旋盘的应力分布和变形规律,其中固体变形考虑了包括涡旋齿和端板在内的整体变形,使变形计算结果更贴近实际工作情况,结合试验验证了模拟结果的准确性。对动涡旋盘在仅受气体力作用、仅受温度作用和受热力耦合场作用下的应力分布和变形规律进行对比分析,得到温度升高是造成涡旋齿变形的主要原因。根据上述分析结果,提出一种涡旋齿结构改进方法,对改进后的涡旋盘的变形和应力分布进行了模拟,结果表明:改进后的涡旋盘的应力和变形都有所降低,为进一步改进涡旋盘结构提供了...

为了提高水力喷砂射孔技术的射流压力,加快水力喷砂射孔技术对非常规油气层和深层地层油气的开采速度,结合井下增压技术与水力喷砂射孔技术,研制井下水力增压器。为确保增压器安全有效地工作,防止活塞因受阻而卡死,根据该装置的结构和工作原理建立了活塞腔正反行程的流体域模型,分析增压器在工作过程中的增压特性和增压器自身工作频率与固有频率之间的关系,并开展井下水力增压器地面功能性试验,试验结果证实了该装置的可行性。研究结果表明:在活塞运动单一行程中,活塞运动速度、流体出射速度以及活塞腔流体压力均随时间呈现出先增大后逐渐趋于稳定的规律;增压器工作频率与固有频率不重合,不会引起共振现象。该研究结果为后期井下水力增压器二代设计与优化提供了参考。

为了研究双螺杆压缩机在不同喷油工况下流场力学特性和优化喷油效果,建立了双螺杆空压机工作过程的数值计算模型。采用计算流体力学(CFD)和多相流(VOF)模型对螺杆压缩室内的油分布和温度场进行研究。通过对喷油口的直径、位置、个数进行比较分析,研究发现,2个喷油口注油比单个喷油口注油存在明显优势,单侧喷油即使增加喷油量,对油液分布影响不大且会增加功率;双侧喷油使得压缩机腔室油液分布和温度分布更加均匀;在相同的喷油量下,双侧喷油比

实际液压系统的工况条件始终处于动态演变过程。变化的工作条件使得介质基本属性产生重大改变,由此造成齿轮泵流动特性出现变动。为了研究齿轮泵特性随工作条件的变化规律,在正交试验方案基础上基于动网格技术及两相流模型对考虑内泄漏的三维内流道有限元模型进行数值计算。详细分析了在0~0.01005 s的时间内不同试验对应的瞬时流量、瞬时压力以及瞬时输入功率曲线的变化进程,准确获取了影响流量脉动率、容积效率及总效率的各因子主次关系及

为了深入研究液压阀阀芯启闭过程中阀芯上的压强分布和液动力,采用动网格技术,数值模拟了液压球阀阀芯开启与闭合过程中的非定常流场。将阀芯作为运动实体,阀芯的运动由其所受的流体力、弹簧力及自身重力确定,随着阀芯的运动,相应流场计算区域的边界也随着发生变化,获得了球阀启闭过程中不同瞬时阀腔内的压力场。在此基础上,分析了液压阀在开启和闭合过程中阀芯所受的液动力,将稳态液动力的数值计算值与理论计算值进行比较。结果表明,该计算方法具有较好的精度。

利用FLUENT软件对某水下气动发射模型发射过程的内流场特性进行了仿真研究。基于标准κ-ε湍流模式和轴对称模型进行了瞬态内流场分析。使用自定义函数和动态层网格更新方法对因阀开启和武器运动引起的内流场边界的变化进行了模拟。通过对发射气瓶在不同初压条件下的内流场仿真分析了内弹道参数随时间的变化规律和发射装置内流场压强的空间分布规律。最后进行了水池发射试验验证了仿真分析方法的有效性。