气动汽车减压装置能耗及流场分析

以气动汽车减压装置为研究对象,运用Simulink对节流减压和容积减压装置减压过程可用能损耗进行仿真分析,并运用Fluent对节流减压和二级容积式减压过程进行流场分析。分析结果表明:节流减压装置减压过程可用能损耗高达27%~59%,在30MPa气源压力和3MPa出口压力的最常用工况下,能量损耗高达40%,能耗偏大;容积式减压较节流减压能耗损失减少了6%~22%,节能效果明显;节流减压装置减压过程较稳定,能稳定输出压力,节流效果明显;二级容积减压装置的第二级相对于第一级减压容器内气体压力场及速度场分布更均匀,减压过程更加稳定。

不同阀芯结构节流阀流阻特性研究

基于标准k-ε湍流模型对四组不同阀芯结构(平底、小弧、大弧、波浪形)调节阀流阻性能进行研究,分析流场内速度流线、压力云图,得到流动规律及阀前后压力损失,流阻系数ξ。研究表明:随着阀芯开度增加,阀内流阻系数逐渐减小。10%开度时平底阀芯结构调节阀内流阻系数最大,大弧形与波浪形阀芯结构调节阀的流阻系数最小,对比发现大弧形与波浪形阀芯结构调节阀的截阻性能较平底阀芯调节阀的流阻系数值减小9.71%;全开度下大弧、小弧阀芯以及波浪形阀芯调节阀内部流阻系数相近,平底阀芯全开度下流阻系数相较于其他三组减小了14.69%。表明该工况下,阀芯处于全开度时,平底阀芯截阻性能具有一定的优势,因此,调节阀在小开度工况下工作时可选用大弧阀芯与波浪形阀芯结构。

基于CFD的某车型外流场分析及车身改进

选取某一微型车为原型,进行汽车三维外流场气动特性数值模拟研究,得到了车身表面主要气流分离区域及三维外流场流动结构的特点。在此基础上系统探讨了不同车身底部上翘角、尾部扰流板倾角和离地间隙对微车尾部尾流分离点、尾涡特性及其气动特性的影响规律,并寻求低风阻的微车气动外形结构。最后,针对车身局部造型进行了改进并确定改进车身外形。研究表明:改进后车身模型的风阻系数为0.3023,风阻系数降低8.7%。改进后模型可以有效减小汽车风阻系数,降低车身气动阻力,提升汽车的燃油经济性。

直流式低速风洞壳体有限元分析

根据试验要求所设计的直流式低速风洞为薄壁结构,风洞的风扇位于动力段内。运行过程中,动力电机不可避免地会将振动传到壳体上,诱导其振动,并影响风洞试验段的流场品质。针对此种现象,利用有限元分析方法,对壳体模型进行网格划分,分析风洞全流场和壳体模态,得到了风洞试验段湍流度和风洞壳体模态分析结果。结果表明,直流式低速风洞的壳体结构设计合理,模态频率分布适当,在保证低速风洞试验段流场品质满足实验要求的前提下,壳体发生共振的可能性很小。

串列双圆柱涡激振动响应的数值模拟

该文利用动网格技术对雷诺数Re=100的串列双圆柱的涡激振动响应特性进行了详尽的数值研究。研究了上游圆柱固定,下游圆柱横向振动时,不同间距比(L/D=2-5)和折合流速(Ur=2.4-12)对上、下游圆柱的升阻力特性、涡激振动响应特性和圆柱间干扰效应的影响;以及下游圆柱双自由度(横向和流向振动)涡激振动响应特性。研究发现:随着间距比的增大,下游圆柱开始进入"锁定区间"的Ur减小,且下游圆柱的涡激振动对上游圆柱的影响逐渐减弱,但上游圆柱对下游圆柱的干涉效应一直存在。对于不同间距比,在折合流速Ur=7.2附近,下游圆柱的升阻力系数具有很明显的"跳跃"现象,并出现阻力峰值,且不同间距比的下游圆柱都在Ur=7.2时获得最大振幅且幅值相近,这意味着下游圆柱可能在此折合速度下被完全诱导,当下游圆柱被完全诱导振动后,间距比对圆柱振幅的影响较小。不同的折合流速下,小间距比(L/D=2)和大间距比(L/D=5)的尾流会表现出不同的流动形式和"2P"、"2S"等涡脱形式。下游圆柱双自由度振动时,流向振动相对横向振动振幅较小。