以汽车的车身优化为研究目的,首先分析了流体基本形式以及流体的力学基本方程,然后针对汽车车身的造型特征,筛选出6种对汽车空气动力学影响大的特征。以气动系数和升力系数为优化目标,利用流体力学软件Fluent,根据特征因素的显著性差异取其相应的最佳指标值,从而获得最佳的车身造型。通过建模的方法改进汽车车身,仿真结果显示,汽车的动力性和操纵稳定性显著提高,说明利用数值仿真模拟方法能够更加全面、准确地优化汽车车身造型,对企业产品的研发优化有重大现实意义。

柱塞气举是实现低产气井排水采气的有效措施。目前柱塞的排液机理仍不明确,极大限制了柱塞结构与工艺参数的优化。采用VOF模型结合动网格方法,对柱塞运动流场进行CFD数值模拟,分析柱塞气举过程中气液流动规律、密封机理与柱塞运行规律。结果表明,上行过程中,气体在柱塞与井筒的环隙之间,气体上窜时产生的绕流阻力是柱塞上行的主要动力,窜气必然存在,液体泄漏较少,密封环槽内涡流不明显;下行过程中,槽内形成较强涡流。无论上行还是下行,柱塞均会快速达到受力平衡。在井况相近情况下柱塞的绕流阻力系数基本不变,可根据井况采用平衡速度估算柱塞的总体运行时间。

研究固结型多孔介质的阻力压降与阻力系数的相关性,以具有固结型多孔介质结构特点的铜网为多孔介质区域,建立水平管段内流动阻力模型;利用无量纲的π定理分析法推导出黏性阻力系数和惯性阻力系数与雷诺数和欧拉数具有系数相关性,归纳比较了公式法和拟合法用于计算多孔介质阻力系数的求解方法;设计一种用于测量具有不同结构特点的多孔介质材料阻力系数的实验装置,通过实验测量法和多孔跃迁模拟法研究流体阻力压降的特性。结果表明:铜网阻力压降随入口速度的增大而增大,入口速度较小时,阻力压降变化幅度较小,随入口速度逐渐增大,阻力压降变化幅度逐渐增大;相同速度条件下,铜网阻力压降随着目数的增加而增大;铜网内流体阻力压降实验值与利用多孔跃迁模型得到的模拟值吻合较好。多孔跃迁模型的可靠性验证为完善多孔介质区域的模拟方

将迷宫式最小流量调节阀的流道分解为串联型和并联型流道，首先对其节流降压特性分别进行模型试验，分析流体在流道中的压力分布特性，然后根据压力分布特性，对串联型流道进行优化设计和试验，最后通过模型试验，研究了两种流道的阻力特性。研究表明，在入口流量相同的条件下，串联型迷宫流道节流产生压降大，并联型迷宫流道产生的压降小，但是降压过程更平缓；通过对串联型流道进行优化设计，克服了串联流道中因面积增加过大所导致的缩流现象；阻力特性试验表明，串联型流道的阻力系数较并联型流道大。