进排气管一维非定常流动计算方法的比较

用有限差分法和有限体积法分别对一台自然吸气 3缸汽油机的进气流动进行了模拟计算。有限体积法的质量守恒优于有限差分法 ;有限体积法的计算速度明显快于有限差分法。进气压力波测量与计算结果表明 ,两种方法均可较好地模拟进气压力波动 。

一维非定常流动的FVM-TVD方法与混合式脉冲转换器系统

介绍了一种研究进排气系统一维非定常流动的 FVM- TVD(总残差减少的有限体积法 )方法 :控制方程的离散采用有限体积法 ,截面数值通量采用考虑截面变化的二阶 TVD格式 .用该方法对混合式脉冲转换器 (MIXPC)系统排气管内的压力波进行了模拟 ,并与实测值作了对比 。

旋流排气管内非定常几何一维流动的研究

目的为管内非定常完全气体有旋流流动的一维计算模型,校验相同定解条件下计算流体力学的数值解,需要对该数学物理模型的代数显式解析解进行扩充.方法根据蔡睿贤的研究结果,满足某个数学物理模型的一般意义的解析解有无限多,针对该模型的表达式,提出使用一种新型含有可导函数的变形加法分离变量法.结果得出满足该数学物理模型新的解析解,该解的后4套解的表达式含有任意可导函数.结论得出了满足旋流排气管内非定常完全气体有旋流流动的一维计算模型的无限多个解.给出了求解变系数一阶线性偏微分方程的新算法,即含有可导函数的加法分离变量法.理论研究表明,由加法分离变量法所得的解为自变量的任意可导函数都可满足该类方程.

基于一维流动模型的高速列车隧道压力波特性

高速列车通过隧道过程中引起隧道内压力的剧烈波动,会诱发车内压力波动并可能引起车体疲劳破坏等问题。而研究此类问题的基础在于快速准确预测隧道压力波。基于一维可压缩非定常不等熵流动模型和广义黎曼变量特征线法,对单车通过隧道和两列车隧道内交会进行数值模拟。选取京沪高速铁路隧道为研究对象,通过全时间区域下隧道空间中的压力传播的过程图描述压力波的形成过程,给出隧道内交会压力波比单车通过隧道的压力波剧烈的原因,研究列车速度和阻塞比对车外最大压力值和最小压力值的影响特性。结果表明,高速列车通过京沪高铁典型长度隧道时,其车体表面承受的最大压力波动基本与车速的平方成正比,而其与阻塞比基本呈线性关系。

理想气体非定常有摩擦有传热一维流动的显式波动解析解

对理想气体在有摩擦有传热时的非定常一维流动给出了一些代数显式解析解,其中包括1族带行波的解、3族带驻波的解及1个带驻波的解.前4族解中均含有任意函数,所以实际上包括了无限多个解析解.这些波动解除有其重要的理论意义,并且可以指导一些新型设备的研制外,还能作为标准解促进计算流动流体力学的发展,例如用以检验数值解的准确度、收敛性等及帮助发展各种数值计算的技巧,如差分格式与网格生成等.

高速铁路隧道压力波一维模型数值方法简介

高速铁路隧道压力波是高速铁路隧道修建中的关键技术,研究结果是合理确定隧道断面大小的主要参考依据。在简要回顾国内外相关方面研究成果的基础上,重点介绍了作者等人多年来采用的一维可压缩非定常不等熵流动模型和特征线法,介绍了隧道单车压力波、隧道会车压力波和考虑竖井、隧道内断面突变等情形下的验证实例。

一维斯特林发动机数值分析方法研究

合理的斯特林发动机的分析计算方法,对斯特林发动机的设计制造及性能优化分析是非常重要的。重点介绍了较为先进且更为精确的斯特林分析方法:一维非定常流动分析法。并在设计工况下,对某型斯特林发动机的模拟结果进行分析讨论。该分析方法为斯特林发动机的优化设计和运行提供一个非常有价值的工具。

内燃机车电控喷油系统模拟计算与实验

对内燃机车柴油机电控喷油系统进行了数值模拟计算,将电磁阀闭合后的燃油流动过程等效为一维流体非定常流动,用连续性方程和动量方程建立了数学模型。将电控单体泵系统划分为单体柱塞泵、供油凸轮、高压油管、电磁阀和喷油器几个子模块并分别进行数值计算,确定了油管两端的边界条件。以单体泵初始状态和外部条件为输入量,采用特征线法得出各点的燃油压力,并将仿真结果以图形的方式输出;在电控喷油泵试验台上进行了压力特性试验,得到不同凸轮轴转速下的泵、嘴端的喷油压力波形。两者对比验证了数值计算和分析的准确性,得出电控单体泵各部件参数对喷油过程的影响,为内燃机车柴油机电控燃油喷射系统的研制打下了理论基础。

CRH3高速列车隧道压力波特性浅析

高速列车通过隧道会引起较大的车内外压力波动,带来乘客舒适性问题和车体较大的气动疲劳载荷.与常规速度的列车比较,隧道压力波是高速列车车体设计和通风系统设计中所必须要考虑的问题.基于已研制的一维可压缩非定常不等熵流动和广义黎曼变量特征线数值计算程序,给出了CRH3高速列车单车通过隧道和两列车隧道交会过程中隧道内压力波和车外压力波的形成过程,分析了同一编组上不同车厢车内外压力和压差的变化规律,以及8节车辆和16节车辆两种编组长度对车内外压力和压差的影响特征,得出了会车压力波变化比单车压力波变化更加剧烈,建议今后以隧道内会车工况为研究内容,研究车内外压力和压差的变化,确定最恶劣的会车工况和车内外压力和压差,为列车设计提供依据.

开孔隔墙隧道内单列高速列车运行空气阻力的数值模拟研究

开孔隔墙隧道是一种新型的高速铁路隧道结构型式,与传统结构隧道比较,列车通过时空气动力学性能有较大不同。文章基于一维可压缩非定常不等熵流动模型及广义黎曼变量特征线法,建立了隧道内列车运行空气阻力分析方法,模拟了不同长度的有开孔隔墙隧道和无隔墙隧道空气阻力最大值和空气阻力平均值的变化规律,得出隔墙隧道可较大幅度地降低空气阻力,速度一定时隧道长度对内置开孔隔墙空气阻力幅值没有影响的结论。文章研究了2 000 m长度内置隔墙隧道的开孔间距、开孔大小和列车运行速度对空气阻力的影响特性,初步探讨了高速列车通过内置开孔隔墙隧道产生空气阻力与压缩波和膨胀波的关系及空气阻力最大值和车速的关系,为今后进一步研究内置开孔隔墙隧道列车空气阻力和该类结构隧道的工程应用提供了一定的基础。

双螺杆压缩机排气压力脉动理论计算和试验研究

建立描述双螺杆压缩机排气压力脉动的一维非定常流动模型，模型中考虑了气流和管道之间的摩擦阻力和热交换，提出了有效的边界条件处理方法，并运用Ｌａｚ－Ｗｅｎｄｒｏｆｆ（Ｌ—Ｗ）两步法进行了数值计算。借助微型压力传感器，测试了不同工况下排气压力脉动的状况。通过试验值与理论值的比较，验证了所建模型的正确性，并发现影响排气压力脉动的主要因素是压缩机运行时的实际排气压力值与设计值的偏离。

涡轮增压柴油机在脉冲负载下的瞬态特性仿真与试验研究

基于管内一维非定常流动和缸内容积法,搭建了废气涡轮增压柴油机仿真平台,其中包括气缸模型、进排气管路模型、涡轮增压模型、中冷器模型及喷油控制模型。进行了脉冲负载下废气涡轮增压柴油机瞬态工作过程模拟计算,结果显示,仿真值与试验数据有较好的一致性。同时,得到了涡轮增压柴油机在脉冲负载下的瞬态工作特性,并提出了一些脉冲负载下改进涡轮增压器和柴油机匹配的措施。

D6114B船用柴油机的性能预测与优化计算

本文对Ｄ６１１４Ｂ型船用柴油机进行基于一维非定常流动的仿真,并且将实验数据与仿真计算参数值进行了对比;在此基础上,对发动机性能进行了预测,并对进排气门正时、压缩比、供油提前角等参数做了优化计算,使其满足高速船用柴油机的特性要求。

160km/h单列货车通行隧道时压力波和气动载荷特征

随着经济发展和社会需求,研制更高时速的货运列车迫在眉睫.根据我国新研发的时速160公里的货运列车,需要开展货运列车通过隧道时的车体气动载荷研究.采用一维可压缩非定常不等熵流动模型特征线数值模拟隧道压力波方法,针对既有普速线的线路特点.研究高速货运列车单列车通过隧道的压力波形成机理和变化规律;研究不同工况下不同列车速度、车辆类型、隧道净空面积和隧道长度对最大正负压值和最大压力峰峰值的影响规律,归纳主要因素对车体气动载荷的影响规律及主次关系,获得货运列车车体强度设计和评估用气动载荷分布规律和范围.研究结果表明:单列车通过隧道时的压力波与列车驶入、驶出隧道诱发的压缩波和膨胀波反射和叠加相关;随着列车速度的提高、隧道净空面积的减小,列车车外最大正负压值和最大压力峰峰值均增加;在相同工况下,全侧开式棚车的的压力波动幅值大于塞拉式快捷车压力波动幅值;单列货运列车通过2.5 km隧道及以上时,最大正压值达到恒定值,最大负压值在最不利长度隧道处,达到最大值,然后随着隧道长度的增加逐渐减小;最大压力峰峰值在最不利长度隧道处达到最大值后随着隧道长度的增加而逐渐减小.本文研究结果可为货运车体气动疲劳强度设计提供支持.