电动汽车气流能量回收装置的设计与性能分析

为了探索电动汽车行驶气流能量回收技术以增加续航里程,借鉴小型风力发电机的研究方法,在电动汽车前舱内设计了一个由风道和升阻结合式垂直轴风力机组成的气流能量回收装置,并分析风道引起的汽车头部流场变化对整车风阻的影响.根据风能浓缩理论,考虑电动汽车前舱空间尺寸约束,设计了风道结构,通过CFX仿真验证了风道的增速作用.在CATIA中建立整车模型、带风道的整车模型、带风道和风力机的整车模型,将3个模型分别导入Ansys CFX中,研究风能回收装置对整车空气动力学性能的影响.基于相似性原理,采用放大比例的风道和风力机模型进行台架试验,得到了不同风况下的风道内流场.结果表明:风能浓缩后风速增加了约30%;采用风道和风力机的电动汽车风阻系数比原车降低8.84%;当风道与风力机处于最佳匹配位置时,风力机启动风速约为4.78 km·h^(-1),最高转速可达458 r·min^(-1).

导流翼片的倾角和长度在降低大后壁车辆气动阻力中的作用

利用 1/ 16缩比的公共汽车模型及不同倾角和长度的导流翼片 ,在一带有可移动地面和边界层吸收装置的开放型风洞中进行了在车辆后端面的 4边上安装导流翼片时车辆后部尾流区的压强恢复及气动阻力降低的实验。对导流翼片的倾角和长度在降低大后壁车辆气动阻力中的作用及机理进行了研究。找到了能使车辆的气动阻力降低 2 0 %左右的导流翼片最佳长度及倾角。

微型飞行器优化设计及气动特性分析

微型飞行器 (MAV)气动布局形式是影响其飞行性能指标的关键因素之一。从总体角度出发 ,设计出三种不同气动布局的 MAV,并对其进行了优化设计和气动特性分析。研究结果对 MAV气动布局的设计有一定的指导意义。

中低速磁悬浮列车空气阻力计算

采用有限容积法,根据不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程和Spalart-Allmaras模型,对CMS-04中低速磁悬浮列车运行的外流场特性进行了计算分析,分别计算了不同速度下无横风和有横风条件下的气动阻力。根据数据拟合出无横风与有横风的空气阻力公式,详细分析了各公式之间的差异。研究表明,在横风条件下推导出的阻力公式能够较好地反映出阻力随风速、车速的变化,为中低速磁悬浮列车准确的牵引计算提供帮助。

空气阻力及升力对高速车辆操纵稳定性的影响

建立考虑空气阻力及升力影响、前轮回正的车辆转向运动的动力学模型,求取考虑空气阻力及升力的车辆稳态横摆角速度增益。基于车辆稳态横摆角速度增益解析表达式,定量解析了空气阻力及升力对车辆转向特性的影响,得知随着车速提高,空气阻力及前轴处的空气升力增强,车辆不足转向趋势愈加明显,而后轴处空气升力的作用与前二者相反。基于上述车辆转向运动的动力学模型,通过数值仿真研究了空气阻力及升力对高速车辆路面不平度稳定性的影响,得知空气阻力及前轴处空气升力的增大可使车辆质心侧向偏移量减小,而后轴处空气升力的增大则使车辆质心侧向偏移量变大。

空调安装间距对市域列车气动阻力的影响分析

基于三维不可压缩定常Navier-Stokes(N-S)方程和标准k-ε两方程湍流模型的数值模拟计算方法,通过改变空调之间的安装间距,研究了不同工况下的整车气动阻力与空调气动阻力变化规律。研究结果表明:合理的空调安装间距可有效降低整车气动阻力。160km/h条件下,与安装间距是空调机组高度的24.23倍相比,当安装距离为0时,整车气动阻力降低约6.3%。此外,安装距离小于空调机组高度的18倍时,减阻效果才显著。随着空调安装间距的增大,每节车辆第一个空调气动阻力先增大后趋近于平缓,甚至会小范围降低,其气动阻力变化主要受背风面气动阻力的影响;第二个空调气动阻力持续增大,其气动阻力变化主要受迎风面气动阻力的影响。

CFD方法在商用车降阻开发中的应用

运用计算流体力学方法对某开发中的商用车进行风阻仿真分析。

高速飞行器高压捕获翼气动布局概念研究

针对高速飞行器大容积、高升力、低阻力和高升阻比设计需求,本文首次提出一种带有高压捕获翼的新型气动布局概念.与传统升力体或乘波布局比较,该布局的主要特点为在飞行器机体背风面增加了与来流方向平行的曲面翼,称之为高压捕获翼.在高速巡航飞行条件下,通过合理的配置,高压捕获翼可以捕获来流经机体上壁面压缩后形成的高压区,利用捕获翼上下表面形成的大压力差使飞行器的升力获得大幅补偿.同时飞行器的升阻比可获得大幅提升.此外,当飞行器容积及重量增加时,其上壁面压缩增强,可使捕获翼的升力进一步增大,从而实现升力与重力的自补偿效果.几个概念实例计算结果均表明,增加高压捕获翼后飞行器的升力可大幅提升达30%以上,升阻比提升一般可达20%以上.