高速列车会车时的压力波会对线路两侧的风障产生气动冲击作用,有可能导致风障的结构失稳,给列车运行带来安全隐患。采用能真实模拟列车运动的嵌套网格方法以及保留开孔特性的腔室耗能型风障,以某CRH型车为研究对象,计算了不同列车车速和不同横风风速下单侧风障内列车交会对风障的冲击过程。研究结果表明高速列车行驶过程中,由于其高速运动对周边空气的排挤以及尾部气流的补充,在车身附近形成'正-负-负-正'4个压力波;会车过程中,两列车的压力波相互叠加耦合并作用在线路一侧的风障上;随着车速的增大,压力波极值增大,换向时间减小,变化率增大;随着风速的增大,横风作用与列车风作用相互耦合,放大了风障内侧的负压值;压力波正压峰值在车体长度范围之外,负压峰值在车体长度范围之内,头车正压波峰距头车鼻锥处距离最近;在横风作用下,列...

为探究多孔介质影响厢式货车气动特性的机理,采用数值仿真的方法对多孔介质布置前后的厢式货车的外部流场进行分析,得到两种情况下该车的气动阻力系数、表面压力及壁面剪切力分布、涡量、涡量耗散率等气动特性,并结合风洞试验,分析其减阻机理。对比分析多孔介质布置前后各工况的流动特性与气动阻力系数,实验结果表明布置多孔介质后,可明显改善货箱压力场及剪切力分布,减小分离涡对厢式货车周围流场的影响,从而降低气动阻力,验证了多孔介质材料应用于气动减阻的可行性。

传统CFD仿真方法通常只考虑风载荷对汽车气动性能的作用,忽略了车身结构振动与气流之间耦合作用带来的影响,导致计算结果与真实汽车行驶状况存在一定偏差。以1/4标准MIRA模型为研究对象,通过双向显式流固耦合仿真方法将流固耦合效应引入到数值计算中,得到不同工况下的气动力、表面压力、振动频率以及车身姿态角等数据,分析与传统仿真方法在计算结果上的差异,再利用风洞测试技术验证仿真结果的准确性。对比有无耦合仿真及试验结果表明耦合仿真与试验结果更加吻合,各项数据偏差都在5%以内,从而验证了耦合仿真方法的准确性;随车速增加流固耦合效应影响增大,特别是对气动升力的影响较大,直接影响汽车操纵稳定性,因此在高速时流固耦合效应带来的影响不能忽略。

为了明确稳态数值计算对于整车气动力,特别是车身表面压力的预测能力,首先以全尺寸MIRA车型整车风洞试验数据为基准,进行网格方案研究并得出结论、车身面网格为10mm、5层边界层网格且第1层网格无量纲高度Y+=30可以满足网格无关性要求。然后,基于该网格方案进行数值计算后得到无偏航工况下,阻力系数CD与试验值误差为0.34%,升力系数CL误差为1.06%;3°~20°偏航工况下,CD和侧向力系数CS误差分别不超过5%和9%,表明气动力计算准确性较高;车身表面254个测压点中,压力系数CP预测误差大于50%的测点个数基本不超过20%,其中误差较大的测点主要位于车身底部以及背风侧等流动较为复杂的区域。

为保障山区高速公路的运营安全,研究了在风环境下峡谷桥隧连接段车辆瞬态气动特性及其规律,借助Carsim软件建立车辆模型,并模拟峡谷桥隧连接处的路段特性,以西汉高速桥隧连接段的实测数据输入风速值和侧风角度等参数,来模拟不同风速及角度对车辆行驶的影响。首先,对运行仿真后得到的车辆纵向速度、侧向加速度、车辆气动三分力(气动阻力、侧向力、气动升力)、气动侧偏角等参数进行分析;其次,通过分析不同车速、风速、风向角的车辆气动力,探究其对行车稳定性的影响程度;最后,研究了车辆在侧风环境下安全稳定行驶的临界车速和临界风速。研究结果表明车辆行驶在有侧风作用影响下的峡谷桥隧连接段时,车速由60 km/h提升至80 km/h,车辆气动阻力、侧向力及气动升力分别增加160%、53%及89%,并且在风速达80 km/h的冰雪路面下,伴随出现超过1 m的大偏移...

针对磁流变液的流变和相变双重特性进行了研究,阐述了其流变原理。通过ANSYS有限元数值方法对力矩传递模型进行了仿真分析,在此基础上,采用SG-MRF2035型号的磁流变液,研制出了间隙为1.5mm的磁流变力矩传动装置样机,并通过搭建的测试平台对样机进行了力矩输出性能试验。试验结果表明:该装置能够输出柔顺可控力矩,为磁流变液的广泛应用开辟了一条新途径。

针对目前采用普通履带式收割机收获头季再生稻碾压率高、尚无成熟再生稻头季收割机产品的问题,结合再生稻种植模式和收获要求,设计了一种三角履带式再生稻收割机底盘。对三角履带式再生稻收割机底盘的整机结构和工作原理进行了阐述,设计了液压行走系统;对底盘性能进行了理论分析。进行了田间试验,结果表明:三角履带式再生稻收割机底盘田间道路行驶速度范围为0~4.5 km/h,水田作业速度范围为0~2.8 km/h,水田行驶最小转弯半径为1780 mm,最大爬坡角度为32°,最大越埂高度为215 mm,能够满足再生稻头季收获田间行走要求;田间实际碾压率为31.7%,相比于普通履带式收割机降低了21.5%。

针对汽车仪表板管梁轻量化需求,本文依据差厚板轧制工艺要求,分别提出了五段式和三段式的差厚的仪表板管梁结构最优设计方案,用于替代原等厚度管梁结构。通过模拟对比,考察各方案在低阶频率、垂直颠簸、制动器支架侵入、乘员安全气囊爆破等工况下的相关性能参数,验证了差厚板技术能够在保证仪表板管梁所有强度性能的前提下,实现大幅降重。为引入差厚板技术到汽车结构设计中,最大限度实现轻量化的目标,提供参考。

以＂海洋石油201＂铺管船为研究对象,综合利用视景仿真技术、网络通信技术以及动力学建模技术,建立了一套铺管作业实时半物理仿真系统,在陆地上实现对海管铺设过程的模拟及工程预演。针对初始铺管作业过程,综合考虑海况条件、船舶动力定位等因素的影响,建立了海流载荷下的初始缆和管道数学模型,探究了初始铺管过程中海流载荷对管道和起始缆形态及受力的动态影响。仿真结果表明：海流载荷会使管线形态发生偏移,在初始铺管过程中要根据海流载荷对张紧器张力和初始缆的长度进行调整,将初始管道准确下放至海床预定区域。初始铺管半物理仿真系统不仅可以对初始铺管过程进行工程预演,还可以为海底管道铺设作业人员提供训练场所。

为了降低风的阻力，对某牵引式重型载货汽车加装了4种不同形式和尺寸的尾板。并采用数值仿真的方法分析了尾板对流场的影响，探索了风阻产生机理和降低原因。仿真工况模拟正常车辆行驶速度25m/s，未考虑侧风影响。计算结果表明：安装4种尾板后风阻系数均有降低，降幅最大为2.8%，获得了较满意的降阻效果。对比分析了4种方案的整车气动阻力系数、流速分布及总压为零等值面的计算结果。研究发现：尾板对车身周围气流的影响集中在货箱尾部，改变了尾流