针对煤炭物流业的运输特点,利用基于格子玻尔兹曼方法(LBM)的空气动力学软件XFlow进行运煤卡车的气动阻力研究。首先,建立了1∶10比例的3轴运煤卡车模型,根据车辆模型尺寸确定了虚拟风洞尺寸;然后,通过格子无关性试验确定了车辆模型的空气动力学参数与车辆模型的空气阻力系数;最后,根据模型表面速度场与湍流强度的分布情况,分析了货厢密闭性与各部件对整车气动特性的影响。仿真结果显示:车辆模型的气动阻力系数为0.724;空载工况下,货厢裸露会增加整车7.5%的空气阻力。

大气湍流是风力机非定常特性的主要诱因,该研究基于CDRFG(consistent discretizing random flow generation)方法生成湍流入口边界,采用大涡模拟(large eddy simulation,LES)研究风力机翼型气动力非定常特性对湍流的敏感性。结果表明翼型前缘区域对湍流来流较为敏感,而中部及尾缘区域几乎不受湍流的影响。攻角分别为2°、8°和14°时,吸力面从前缘点到约0.5、0.3和0.1倍弦长位置处表面压力的标准差较均匀来流时幅值增大,表明小攻角时翼型吸力面上压力脉动受湍流影响的区域较大。来流湍流强度分别为9.3%、6.5%和4.8%时,2°攻角下翼型升力系数的标准差是其均匀来流时的6.36、5.42和4.90倍;8°攻角下是其均匀来流时的3.95、3.33和3.02倍;14°攻角下是其均匀来流时的1.78、1.63和1.40倍;表明小攻角时湍流引起的升力系数脉动特性较大攻角时更加显著。翼型前缘点脉动压力的功率谱曲线...

随着世界各国纲领性行业政策的积极制定,风电行业将继续高速发展。风电机组大型化(达到多兆瓦级甚至十兆瓦级)、海洋化(从陆地扩展至海上)、智能化(辅以智能化结构、材料和控制策略)、数字化(精准预测和实时感知调控)是风电发展的大趋势。空气动力学研究作为风力机技术研发的首要任务,由此将面临一系列新的问题和挑战。本文以水平轴风力机为研究对象,就其风能利用中的空气动力学问题进行探讨,本篇为第一部分“风力机气动特性”。首先分析其空气动力学问题的复杂性及原因;然后,针对风力机专用翼型的气动特性、风力机气动特性、现代化风力机设计(特别是海上风电技术、台风问题、大叶片气弹问题)与流动控制等关键空气动力学问题,从理论分析、数值计算、风洞实验和外场测量等多种研究手段与技术着手,对其研究现状及取得的关键进...

在高速列车速度大于300 km/h紧急制动时,风阻制动是一种行之有效的辅助制动措施。文中基于三维定常不可压的黏性流场N-S及k-ε双方程模型,采用计算流体动力学方法对高速列车头车车顶纵向布置多组制动风翼板时列车气动性能做初步分析,分别从列车所受气动阻力、垂向力、横向力、流场气动干扰效应等方面做了详细计算说明。初步研究表明在列车头车车顶纵向长度范围内以最大等间距的方式进行多组制动风翼板设计及安放布置时,前后制动风翼板间气动干扰效应随着风翼板布置组数的增多而逐渐加强,各制动风翼板迎风面所受气动压力呈现沿列车前进方向除首排制动风翼板外后续各组压力峰值基本保持一致,整体略有波动,而首排制动风翼板所受气动载荷远大于后续各组;当以最大间距布置风翼板组数大于2组布置时,随着组数的增多所产生的空气制动力...

合理有效的气动减阻技术是我国研发运营速度400+km/h高速列车的过程需展开深入研究的重点内容。首先阐述了高速列车气动阻力的基本分布特征,并针对国外下一代更高速列车的气动减阻技术进行了调研,尤其分析了欧洲、日本和韩国的下一代更高速列车气动减阻技术的特征,总结了国外下一代高速列车气动减阻的关键技术与方法。然后根据列车气动减阻技术实施部位的差异,从列车头型优化以及转向架、受电弓和风挡等局部结构优化两个方面对我国目前高速列车气动减阻技术研究现状进行了分析和梳理,同时归纳了新型气动减阻技术的研究现状。最后在综合国外下一代更高速列车气动减阻技术与我国气动减阻技术研究的基础上,对我国更高速(400+km/h)列车气动减阻技术中可行性较高且效果明显的发展方向进行了展望与建议,为我国更高速列车气动减阻技术的...

工艺布局是工业厂房建设中一个十分重要的课题,汽车风洞作为大型非标试验室,具有集成度高、跨专业性强的特点,国内外风洞在建设过程中都对其进行了深入研究。通过合理的工艺布局可以实现风洞资源配置的最优化,确保实现风洞基本性能的同时,有利于提高风洞运营的工作效率。汽车风洞作为空气动力学研究的重要工具,随着我国汽车产销量的不断提升,其重要性也不断凸显。风洞的形式多种多样,目前国内外汽车企业主流的风洞为气动声学二合一风洞及环境风洞。广汽从车型实际研发需求出发,决定创新性地建设一座全新的气动、声学及热力学三合一全尺寸汽车风洞,该风洞具有与主流风洞显著不同的特点。通过对该风洞洞体布局及功能区域布局的详细介绍,展示了广汽三合一风洞工艺布局的独特性,合理的工艺布局为风洞性能的实现提供了有力保证,...

汽车的空气动力学特性对其性能的影响,随着车速的提高占据了越来越重要的地位。运用CFD数值模拟的方法,以Mira模型为研究对象,对其原型以及加装后扰流板模型进行仿真。通过研究模型周围流场、速度等,分析不同尾部Mira模型、加装后扰流板,以及截面形状与攻角不同的后扰流板对气动特性的影响。研究表明车身尾部造型不同,尾流结构有明显的区别,对汽车空气动力学特性的影响很大。同时,在车尾恰当加装后扰流板,能够很好地优化车体尾流结构,从而提高车辆的气动特性。

采用NURBS曲面设计方法完成对某型高速列车头车的三维数字化设计建模，基于三维定常不可压的黏性流场N-S及k-ε着方程湍流模型，利用有限体积数值模拟方法分析计算出列车的速度阻力函数关系，同时针对列车在不同风向角的强侧风环境中运行时压力场和速度场做了进一步研究。研究发现:在无风明线上运行时列车所受空气阻力与运行速度的平方成正比，侧风运行时随着风向角的扩大空气阻力系数呈现先增大后逐渐下降的变化趋势。流场分布结构复杂不规律，当侧风情况较为严重时正压区主要分布在迎风侧，负压区主要分布在背风侧和车顶部位，且负压表现更为强烈，列车前端滞止点向迎风侧发生偏移，致使迎风侧与背风侧产生巨大压差。

文章基于三维非定常不可压缩Navier-Stokes方程、LES湍流模型，采用有限体积法对速度为250 km/h的CRH-2动车组在侧风速度为30 m/s、28 m/s、25 m/s时在桥上运行时的流场结构和气动力进行了数值模拟。结果表明:侧风条件下列车在桥上运行时列车背风侧流场结构非常复杂。列车背风侧的流场由列车顶部和底部卷起形成的多个旋涡涡系组成，桥梁结构也会引起多个旋涡涡系;不同侧风速度时流场结构均相似。旋涡的破裂和旋涡之间的相互交叉融合造成了列车侧力剧烈振荡，特别是尾车侧力的剧烈振荡，对列车在桥面上的安全产生很大影响。

为研究不同偏航角下风沙耦合作用(激励)对高速列车的气动性能和冲蚀特性的影响,基于空气动力学理论,采用Navier-Stokes方程、标准κ-ε湍流模型对气流进行连续化处理,应用DPM模型对沙粒进行离散化处理。模拟车速230 km/h、风速30 m/s条件下,0°偏航角、45°偏航角和90°偏航角3种工况下,列车的气动特性、冲蚀特性以及侧力系数、阻力系数的变化规律,采用欧拉-拉格朗日方法分别进行求解。研究结果表明:随着偏航角的增大,正压区域逐渐向侧面扩大,涡流也逐渐增大,阻力系数减小,侧力系数逐渐增大;90°偏航角有沙侧力系数是0°偏航角有沙的250倍,90°偏航角无沙侧力系数是0°偏航角无沙的142倍;冲蚀面积由头部向侧面转移且增加,冲蚀率增加。