使用CFD仿真软件STAR-CCM+对类车体MIRA模型的尾流场进行仿真研究。采用主动控制减阻技术的流动控制方式,应用定常射流控制尾流场的流动结构。探讨了射流减阻的减阻措施,使用雷诺时均法SST k-ω湍流模型对方背式MIRA模型尾部流场进行数值仿真,分析了尾部可能减阻的位置,找到各位置下最好的减阻工况,将单个位置下的最优减阻工况进行组合,实现最大程度的减阻。探讨了尾部涡流的变化,发现通过控制模型尾部的分离涡可以改变车体的压力大小,从而减小模型的压差阻力,实现减阻的目的。

利用CFD仿真软件STAR-CCM+,对类车体MIRA模型的尾流场进行仿真研究。采用主动控制减阻技术的流动控制方式,应用定常射流的方式控制尾流场的流动结构,探讨射流减阻的减阻措施。使用雷诺时均法SST k-w湍流模型对快背式MIRA模型尾部流场进行数值仿真,对尾部各个可能减阻的位置做了研究,找到最好的减阻工况,并分析了尾部涡流的变化,发现通过控制模型尾部的分离涡,可以改变车体的压力大小,从而减小模型的压差阻力,实现减阻的目的。

采用剪切应力输送(SST)κ-ω(湍动能-比耗散率)湍流模型对标准25°Ahmed模型进行基于计算流体力学(CFD)数值模拟的稳态射流减阻研究.在模型尾部设置射流孔,分别探究各位置处射流孔的孔径、到边线的距离、形状、射流速度和角度的最佳值,分析不同射流状态对流场结构、总阻力系数及局部阻力系数的影响.仿真的基本工况与风洞实验数据一致性很好,验证所采用数值方法的准确性和可靠性.研究结果表明,与未设置射流孔的模型相比,设置射流方案的模型尾流结构得以改善,纵向涡得以抑制,同时其阻力系数明显降低.单独位置布置射流孔方案中在斜面上方进行射流时,阻力系数最低,为0.252 2,减阻率为11.3%.通过正交试验获得最佳组合方案得到阻力系数0.246 7,减阻率达13.23%.

为了优化某炮射弹丸气动性结构设计,获得弹丸飞行过程中准确的气动力参数。本文建立了弹丸外流场模型并生成可计算的结构化网格,并采用了外流场数值计算方法;通过FLUENT软件,针对不同来流马赫数,不同攻角的条件下;对弹丸的流场分布和气动特性进行了计算与分析,符合超音速弹丸阻力气动规律;计算结果为弹丸飞行稳定性和弹道仿真分析提供了重要理论依据。

目的提出使用拉瓦尔喷管产生高速气流清扫固体表面附着的水膜。方法设计中心轴对称锥形喷管(Taper-A)、中心轴对称Sivell法喷管(Sivell-A)、中心轴对称短化喷管(MLN-A)和二维锥形型线喷管(Taper-2D),建立包括外流场的LES数值仿真模型,并进行仿真,分析研究外流场结构,并基于韦伯数判据,分析超音速喷管的清扫性能。结果喷管短化设计方法可以将喷管长度缩短50%。外流场速度呈波动衰减趋势,特征线法喷管的气流膨胀更充分。缩短喷管长度会减小内流场的附面层厚度,因此MLN-A在速度波动中的能量耗散较少;喷管过长也会降低清扫性能,MLN-A和Taper-2D在xL>2区域的最大等效水膜厚度小于0.2μm,但MLN-A有效清扫面积比Taper-A的喷管提高15%以上,清扫性能最优。结论喷管短化设计方法可以有效缩短喷管。喷管结构对清扫性能影响较大。MLN-A喷管的清扫性能最优。

为了研究不同车轮型面对车轮风阻系数的影响,采用数值模拟的方法对旋转车轮气动特性进行分析。对比了相同工况下直线型面、折线型面以及弧线型面车轮的气动阻力系数、升力系数、表面速度、流场结构、压力系数等指标。分析结果表明不同轮辐型面车轮旋转时气动特性不同,主要是由于流场结构存在特征差异;在车轮轮腔内,涡结构十分复杂,轮腔内气流流动的差异直接决定了车轮周围的压力系数和流动结构;同其他型面相比,弧线型面的车轮具有最优的气动特性。

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。

以某一微型汽车为原型,进行了汽车三维外流场气动特性数值模拟研究。通过对原车与改进流线型车在不同速度下的压力场的分析,以及对气动阻力值的比较,发现正常行驶速度20 m/s以及极限行驶速度50 m/s下,改进流线型车的压力分布都得到了有效改善。汽车的气动阻力在20 m/s时减阻率为6.67%,在50 m/s时依旧能减阻4.55%。改进后的汽车可以有效降低汽车气动阻力值,提升汽车的动力性和燃油经济性。

采用计算流体力学的方法，对流量分别为275、550、725、1100、1450m 3／h 的井内2台潜水泵同时工作时的入口外部流场进行了数值模拟，根据速度场的分布以及涡流情况来确定不同流量时两泵工作时的吸入条件。数值模拟结果表明，平行安装与错位安装时的2台泵吸水管过滤网中心线之间的距离、错位安装时吸水管过滤网的高度差要求随着流量的增大而增大，而吸水管滤网下缘与井底的距离、吸水管滤网中心线与矿井内壁的距离随着流量的增大变化较小。

为了给某小口径杀伤破甲弹引信设计提供参考运用GAMBIT建立弹丸外流场数值仿真模型通过FLUENT对弹丸外流场进行了数值仿真以获取相关的气动力规律。仿真结果与1943年阻力定律基本一致计算所得的气动参数可以为小口径杀伤破甲弹引信的外形设计提供依据与参考。