圆角化对方柱气动性能影响的流场机理

方形截面柱体的圆角化处理是常用的流动控制方法,但其流场作用机理尚未被澄清.采用大涡模拟方法,在雷诺数为2.2×104时,考虑风攻角的影响,对均匀流作用下的标准方柱和圆角方柱的气动性能和流场特性进行了研究,定量分析了圆角化气动措施和风攻角变化对分离泡特性的影响规律,从流场角度澄清了圆角化气动措施对方柱气动性能的影响机理.研究表明:与标准方柱相比,圆角方柱的表面风压、气动力和涡脱强度呈整体下降的趋势,但圆角方柱的斯特劳哈尔数更高;圆角方柱的"分离泡流态"发生在更小的风攻角范围内,分离泡的出现会进一步造成方柱的尾流变窄,涡脱强度减弱;随着风攻角的增大,分离泡的长度会逐渐减小直至消失,分离泡的中心会逐渐向方柱前角(迎风向)和方柱壁面移动;与标准方柱相比,圆角方柱的气流发生初次分离的位置向下游移动,分离后的剪切层更贴近方柱,因而更易发生再附现象;方柱尾流宽度的减小和涡脱强度的减弱是导致圆角方柱气动力减小和斯特劳哈尔数增大的主要原因.

圆角化对受迫振动方柱绕流特性影响机理分析

为分析圆角化对低雷诺数下受迫振动方柱绕流特性的影响机理,对Ansys Fluent软件进行二次开发,即通过用户自定义函数中的DEFINECGMOTION宏对柱体周期性受迫振动的函数进行编程,并对流场计算域进行区域划分以便利用动网格技术中动态层法实现柱体受迫振动,从而实现对受迫振动柱体绕流流场的流固耦合模拟.在雷诺数Re=200时,考虑方柱截面不同圆角的影响,对均匀流作用下5种圆角化r/D=1/2,1/4,1/5,1/8和0受迫振动方柱的绕流进行数值模拟,分析了这5种参数下受迫振动方柱的升阻力系数、尾流涡量和锁定区间的变化规律,澄清了圆角化对受迫振动方柱稳定性的影响机理.研究表明:与尖角方柱相比,圆角化方柱升阻力系数有了明显的减小,且升力、阻力系数随圆角增大而减小;低振幅比下圆角方柱的涡旋脱落模式均为2S模态,涡旋尾迹变窄;锁定区间范围基本关于F=1对称,锁定区间的变化趋势与圆柱类似.

铝合金轮毂激光去毛刺工艺

为了高效去除汽车铝合金轮毂边缘的毛刺,利用2 k W光纤激光加工系统对铝合金轮毂进行去毛刺工艺研究,确定了最佳工艺参数.通过光学显微镜对轮毂横断面的宏观形貌进行表征.结果表明,当激光束从轮毂内侧进行扫描时,轮毂的毛刺完全被去除,原有尖边受激光处理后形成了R=0.5 mm的圆角.当激光束由外侧进行扫描且激光的入射角较小时,熔融区域的宽度较小.当离焦量为0 mm时,毛刺的去除效果较好.激光束的扫描速度对毛刺的去除效果影响不大.相比激光的内侧扫描,激光在外侧扫描时熔融区域的宽度较大.