基于LBM的风窗流场数值模拟与PIV实验研究

风窗流场分布规律对于粉尘、瓦斯、有毒有害气体运移规律以及风窗局部阻力计算具有一定的影响,而常用的CFD方法在模拟风窗后阶湍流流场这类问题上存在计算复杂度高的问题,针对此问题,结合格子玻尔兹曼(LBM)方法在流场模拟方面具有求解精度高、计算复杂度小的特点,采用多松弛格式的格子玻尔兹曼方法(MRT-LBM)对巷道风窗流场进行模拟研究。为验证格子玻尔兹曼方法对风窗流场模拟的有效性,利用粒子图像测速仪(PIV)对风窗流场分布规律进行实验验证研究。研究结果表明:LBM模拟风窗流场回流区长度为340 mm,风窗主流风速最高达19.1 m/s;PIV实验测试风窗流场回流区长度为320 mm,风窗主流风速最高达18.4 m/s,在相同模型条件下,LBM模拟结果与PIV实验测试结果基本保持一致。LBM与Fluent模拟进行对比,模拟精度、运行速度和操作便捷性要优于Fluent模拟。

巷道调节风窗流场PIV测试

为解决井下调节风窗流场测不准的问题,采用粒子图像测速仪(PIV)测速的方法,对巷道调节风窗流场进行实验测试研究.研究结果表明:瞬态流场有复杂的漩涡结构,且速度随时间不断发生变化,但基于统计平均的时均流场呈现出较规则的分布结果,调节风窗前巷道风流速度呈平滑直线分布,调节风窗后隅角存在一个规则而完整的贴近壁面的回流区.传统的接触式定点流速测量技术因自身精度限制导致不能真实反映井下瞬态流场分布特征,而PIV测速技术能够实现非接触全流场瞬态速度测量,可作为研究矿井通风调节风窗及其它较为复杂风流流场的实验测试手段.

某三厢轿车前排风噪问题的诊断与优化

针对某三厢轿车在时速80 km/h以上时前排出现的“卟啦”风噪声问题,通过主观评价与客观测量,识别该噪声来源于前门外水切区域。结合外流场仿真及外水切断面结构分析,确定噪声类型为空腔噪声,由前门外水切区域横向气流与开口空腔的亥姆霍兹共振产生。通过对外后视镜局部造型优化并进行外流场仿真分析,发现外水切区域横向气流大小与外后视镜基座结构密切相关。针对外水切区域横向气流偏大及外水切断面空腔存在开口的问题,分别提出了基座尾部结构优化方案及外水切断面空腔封闭结构。通过实施以上优化方案,解决了前排“卟啦”风噪声问题;实测100 km/h匀速行驶时车内噪声语音清晰度提升4.6%,响度减小1.0 sone,车内风噪声品质得到明显改善。