为研究平层公铁两用桥的风屏障在不同透风率和高度下对高速列车及桥梁气动力特性的影响,对列车-桥梁-风屏障三维模型进行了全结构网格划分,并与风洞试验结果进行比较,验证了数值模拟方法的可靠性。研究不同透风率和风屏障高度下高速列车及桥梁气动力系数的变化规律。通过数据包络法(DEA方法)对三分力系数进行了效率评估,给出了风屏障参数最佳取值。研究结果表明高透风率的风屏障虽高度增加,但防风效果仍不佳;风屏障可有效降低桥上列车的气动力系数,同时增大了桥梁的阻力系数;采用风屏障时,应综合考虑车桥整体的气动性能;针对本研究的平层公铁两用桥梁,当风屏障高度为3.5 m,透风率为20%时,车桥系统整体的气动性能最佳,效率最高。

为克服大跨度桥梁主梁断面气动选型过程中几何参数多、潜在组合多、试验工作量大的难题,提出基于“均匀试验设计+Kriging代理模型”优化策略的桥梁断面气动外形优化方法。以某大跨桥梁中央开槽箱梁颤振性能优化为例,采用该方法进行气动外形优化。基于计算流体动力学(CFD)数值模拟,首先通过“均匀试验设计”合理选取CFD分析工况,再利用“Kriging代理模型”以尽可能少的工况建立主梁几何参数-颤振临界风速关系模型,基于该模型分析不同几何参数对桥梁颤振性能影响规律,获取最优主梁断面。结果表明“均匀试验设计+Kriging代理模型”优化策略能够在保证模型精度的前提下显著减少计算工况,工作量仅为遍历性试验的0.68%;CFD数值模拟、试验设计与代理模型策略的结合可以快速评估不同几何参数对抗风性能的影响规律,在背景桥梁主梁高度和行车道宽...

为研究超高层建筑气动噪声的分布特征,以晟通梅溪湖国际总部中心二期项目为例,结合标准k-ε湍流模型和声类比法开展了超高层建筑气动噪声的数值模拟。基于Fluent软件平台,通过自主开发的用户自定义函数(UDF)程序生成满足大气边界层特性的入口湍流风场,并将其赋值给计算域入口边界,开展流场数值模拟获取声源信息,再基于FW-H方程求解声场。研究表明,气动噪声与流场的脉动特性密切相关,结构侧面的总声压级最大,迎风侧次之,背风侧最小。气流流经结构折角位置时与结构间的相互作用是风致气动噪声的重要来源。在建筑设计阶段需要重视气动噪声并采取相应措施降低气动噪声的不利影响。相关研究结果可为超高层建筑风致气动噪声的CFD模拟提供重要参考。

研究了载机与航弹分离的非定常流场,分析了航弹发射过程中机弹气动干扰力以及分离过程中弹的气动特性及气动干扰机理。采用动网格技术和三维非定常数值模拟方法,对内埋式航弹与载机分离的非定常过程进行了数值模拟,研究了不同初始下抛速度对机弹分离的影响,分析了载机内埋弹舱和航弹之间的气动干扰及分离过程中航弹的空气动力特性。

大攻角气动特性预测与气动建模是新型飞行器提升飞行性能的重要内容.以轴对称导弹简化模型为研究对象,首先采用计算流体力学方法,对70°大攻角状态的非定常气动特性进行数值模拟,计算方法基于RANS的N-S方程,湍流模型采用SA模型,对流场采用有限体积法离散,无黏项采用Roe通量差分分裂格式,黏性项采用中心差分,时间推进采用LU-SGS格式的双时间步法.飞行器运动模式采用强迫振荡的方式,对5种不同振荡频率进行了非定常数值计算,并记录每一内迭代周期最终的气动力和力矩数值.其次,以CFD预测结果作为气动建模的样本,采用动导数模型、多项式模型等传统方法,进行气动建模,并分析其有效性和精度.最后采用神经网络方法对大攻角非定常气动力进行建模,并和动导数模型、多项式模型进行精度对比.结果表明,基于神经网络的人工智能气动建模方法具有较高的...

以球面配流盘三角槽为研究对象,采用流场数值模拟方法,得到了三角槽宽度角和深度角对其过流面积的影响规律。在考虑配流副端面间隙的基础上,对使用不同三角槽的柱塞泵进行数值模拟,分析了泵的出口流量和柱塞腔内压力随缸体转角的变化特征。结果表明:球面配流盘三角槽的过流面积随深度角的增长率大于宽度角的,且过流面积越大,在三角槽处发生的油液倒灌量越多,从而增大了柱塞腔内压力提升的速率,缩短倒灌的时长;如过流面积越小,倒灌量越少,不仅使柱塞腔内压力上升缓慢,倒灌现象持续,还使柱塞排油过程延后,导致流量的峰值提高,加大了脉动幅度。

应用CFD软件模拟直河道水源热泵空调系统冷却水热量对河水温度场的影响，就河水温度场随空调系统冷却水流量和温度的变化以及河水的蓄热能力展开研究，得出系统冷却水与河水之间合理的流速比和流量比，以及河水最高温度和平均温度沿河水流动方向的变化情况。