CFD软件在汽车设计中的应用为本

本文介绍了应用格子波尔茨曼算法计算汽车外空气动力的全过程。特别介绍了CFD与CAD设计的衔接方法。可以作为推广应用CFD新型算法的借鉴。

火电厂空冷平台换热的数值模拟

本文利用计算流体力学软件对火电厂中直接空气冷凝器的换热情况进行数值模拟。并根据计算结果提出增加空冷平台最外一圈风机功率及在空冷平台下方修建挡风建筑以提高空冷平台换热效率的可行性建议。

CRH3型高速列车气动噪声数值模拟研究

采用非线性声学求解方法(NLAS)进行近场气动噪声研究,通过一个二维后台阶算例进行了方法验证,与实验数据符合良好。在噪声源周围建立噪声面,并利用FW-H方程进行远场噪声评估。对CRH3型高速列车在300 km/h速度下运行进行了气动噪声分析,着重考虑车体几何对气动噪声的影响。首先对高速列车在RANS计算下的统计结果进行分析,研究高速列车关键部位如头部、车厢连接处、尾部等的流场特征。进而通过在列车表面特征位置设置测点,研究车体不同部位对气动噪声产生的贡献。通过在远场设置噪声测点,分析了CRH3型高速列车的远场气动噪声特性,并对噪声水平进行了评估。

介绍计算流体力学通用软件——Fluent

计算机软件是计算机知识的一种形式 ,计算流体力学通用软件是它在流体力学方面的一个积累 ,是前人留给后人的宝贵财富 ,我们应该充分利用。Fluent软件是流体力学中通用性较强的一份商品软件 ,它不但可以为工程设计服务 ,亦可为科学研究所用。本文用它分析了同心球壳间 Couette流动 ,算出了稳定的 Taylor涡族以及它们的分叉过程。

高超声速气膜冷却技术研究进展及发展方向

随着飞行器速度的进一步提高以及对可重复使用飞行器的需求,高超声速气膜冷却技术已经成为航空航天技术发展的热点问题。开展高超声速飞行器主动气膜冷却技术研究,对于解决高超声速飞行器面临的热防护问题,突破防热技术瓶颈,有十分重要的意义。本文在对主动冷却热防护技术原理、分类及其机制进行系统研究的基础上,从实验研究和数值模拟两个维度,对二维槽缝气膜孔工艺、离散气膜孔工艺和高超声速逆向喷流技术等高超声速气膜冷却技术以及影响气膜冷却效果的因素的研究现状进行了梳理和分析,进而提出了高超声速气膜冷却技术的防热材料研制、材料制备工艺、多气膜孔特性实验研究、逆向喷流气膜孔冷却技术实验验证等研究方向。

带副翼的翼身组合体的数值模拟

利用NUMECA公司的FINE软件对带副翼的翼身组合体进行数值模拟,在副翼和主翼的两个交界面分别形成结构化网格,利用FINE中的FNMB功能进行计算。通过与文献中此类工作的对比,认为FINE软件完成网格自动拼接是行之有效的。用不同网格数进行验算分别得到文献[1]和文献[2]的压力曲线,由此证明两者的区别源于网格数的不同。

高速飞机的全机气动力数值分析

利用StarCD和FLUENT对一真实飞机模型进行了大量工况下的数值模拟,并将计算结果与试验结果进行了对比。根据计算的结果,论证了试验中存在的一些问题。最后将两种成品软件对同型号的飞机模拟结果对比,说明成品软件计算结果的准确性。

大型风力机三维空气动力学数值模拟

采用数值模拟的方法,对三种风力机叶片的空气动力学性能进行研究。计算得到了旋转功率随着来流速度的变化曲线,并将所得结果与基于动量叶素理论的工程设计方法结果、风洞实验结果和风场实测结果进行对比。计算结果体现了CFD方法解决这种问题的有效性。所用的数值模拟方法可以广泛地应用到风力机设计和气动性能评价中,所得结果可作为叶片动态特性及气弹稳定性分析的载荷而被应用于风力机性能和可靠性的评估当中。

高超声速气动热的耦合计算方法研究

为了准确预测高超声速飞行器承受的气动热载荷,需要进行流动-传热耦合分析。采用耦合传热方法,考虑流体流动和结构传热之间的实时相互影响,对圆柱壳高超声速气动加热风洞实验进行了三维非定常数值模拟,将数值模拟结果与实验结果进行了全面对比,得到的表面压力、冷壁热流、热壁热流和温度分布与实验结果符合良好,验证了耦合计算方法的准确性,提高了气动热模拟精度,实现了气动加热的准确计算。

一种基于CFD的飞行模拟方法

分析了飞行力学模拟与CFD模拟之间的影响关系。详细考虑了机动飞行过程中飞行参数变化与气动力变化之间的相互影响,开发出基于高精度CFD计算的飞行力学模拟方法。改进了传统飞行力学计算方法,保证了气动数据和飞行数据的计算精度。采用此方法,通过一次数值模拟即可得到飞行过程中气动力及飞行轨迹、飞行速度等的变化过程,可用于对飞行器设计方案进行精细模拟。

基于结构化网格的DPW-W2翼型跨声速阻力预测计算

本文详细介绍了针对第三届AIAA阻力预测会议公布的标准DPW-W2模型的N-S黏性流计算考题,考察了两种不同数目的结构化网格和两种不同的湍流模型。结果确认400万数目的网格可以准确地预测模型的阻力数值。

基于iSIGHT平台的三维机翼气动优化设计

基于iSIGHT设计平台,结合CFD软件Fluent对三维机翼进行多目标优化设计,以提高其气动性能.设计过程中采用NCGA(neighborhood cultivation)———邻域培植遗传算法,NSGA-Ⅱ(non-dominated sorting)———非支配解排序遗传算法为优化算法,以N-S方程作为主控方程,对三维机翼优化.经过优化设计后结果表明,机翼的气动性能有了显著改善,该优化方法可推广用于多种翼型和机翼优化.

高超声速飞行器异型气膜孔无喷流热增量研究

目的获取高超声速飞行器气膜孔不喷流时的热负荷增量。方法通过计算流体力学(CFD)方法针对典型高超声速飞行器50km、飞行马赫数为15条件下的无开孔、有开孔气膜冷、有开孔无喷流3种工况开展壁面热流分布研究。结果无开孔的最大热流分布在头部滞止点附近,约为2.2 MW/m^2,有气膜冷却的工况热流最高值在侧面气膜孔没有覆盖到的部位,约为1.4 MW/m^2,有异型孔但是不喷流的工况,热流密度最大值主要分布在开孔附近,最大值大于3.3 MW/m^2。结论对于在高超声速飞行器表面开孔采用气膜冷却方式冷却时,如果由于某种原因气膜孔不喷流,那么在孔的附近乃至整个滞止区域附近的热流负荷将会大幅度升高。

复杂异相射流计算收敛的一个办法

水下高速可压缩气体射流的两相流计算不易收敛,本文提出按水的密度设计一种理想气体,然后与燃气一起按两相气体混合流进行计算取得成功。这一办法对一相基本静止的情况时实用的。

降低环境风对火电厂空冷换热效率影响的措施

该文使用数值模拟方法研究了在夏季高温环境中降低环境风对空冷火电厂换热效率影响的几种方法。数值模拟给出了这些方法改善空冷换热效率的数值结果,特别指出增加位置合适的固壁挡风墙可以改变空冷火电厂周围高速气流的流向,降低环境风对空气冷凝器不利影响;而将这些固壁挡风墙换为阻力因子合适的多孔挡风墙,可以减少冷凝器底部风机的热回流,从而进一步提高空气冷凝器的换热效率。所得的定量结论可以在电厂改造和设计空冷系统时作为参考。

开闸式异重流头部结构的数值研究

本文采用重整化群(RNG)k ε湍流模式研究开闸式异重流头部结构,详细剖析异重流头部的流场、湍流动能和浓度分布,并解释异重流行进约10个闸长后头部行进速度降低的原因。

首都博物馆建筑空气动力学计算

大型建筑的设计必须考虑风载荷,计算机和计算技术的发展已使形状复杂的建筑外空气流动载荷由计算来求得。本文介绍应用商品软件计算一个新型建筑外部流动的方法和结果。所得与风洞试验相比的一致性表明,这类风工程所需的气动参数可单靠数值计算来得到。

外呼吸道入口的气流场计算

本文用数值模拟的方法计算了鼻孔前外呼吸道中气流的运动,揭示了吐故纳新气体的过程。

煤场挡风防尘网的数值模拟

采用数值模拟试验,首先针对不同构型的挡风防尘网进行模拟,通过压力损失和体型系数评估不同构型挡风网的挡风性能和安全性,为挡风网的选型提供依据。同时将计算得到的数据应用到煤场挡风墙整体数值模拟中,结合起尘公式,评估挡风墙在不同来流风速下的挡风抑尘效果,为煤场的挡风墙布局设计提供支持。

火电厂直接空冷系统多平台联建散热数值模拟

直接空冷由于其巨大的节水优势、是我国西北等缺水地区新建采用的最主要电厂冷却系统形式。但直接空冷系统很容易受到周围环境影响,需要对厂区设计等进行详细评估。利用计算流体力学方法,对一个8×600MW多平台联建的电厂实例进行了计算。通过对平台速度场、风机入口速度和温度等流场细节的分析,从经济型和安全性两个方面对比了不同布置方式的优劣。结果表明,对于这种大规模空冷系统,两台联建方式在散热方面拥有一定优势,适合实际工程中予以采用以弱化环境风对电厂经济性和安全性的不利影响。