小间距并列双方柱存在独特的偏向流现象,为了进一步揭示并列双方柱在偏向流流态下的气动性能,在雷诺数(Re)为8.0×104、间距比(T/B,其中T为方柱中心间距,B为方柱边长)范围为1.25~5条件下,通过测压风洞试验方法研究了并列双方柱的表面风压、气动力、Strouhal数等气动参数随间距比的变化规律,重点探讨了发生偏向流现象时气动力的时频特性和气动力展向相关性.并列双方柱的偏向流现象主要发生在T/B=1.25~2的范围内,气流的偏转方向具有随机性,这一现象会随间距比的增大而逐渐消失;发生偏向流现象时,两个方柱的平均阻力系数、脉动风压系数均小于单方柱,但两个方柱间隙侧壁面受到的负压远强于单方柱;与宽尾流方柱相比,窄尾流方柱的平均阻力系数更大,脉动气动力系数更大,间隙侧壁面受到平均负压更强,气动力系数沿方柱展向的相关性更强.

为了研究并列行驶工况下汽车的横向间距对其气动特性的影响,采用后倾角为35°的Ahmed车体模型,结合定常的Realizable k-ε湍流模型进行数值模拟研究。首先,针对单个Ahmed模型,以阻力系数为评价指标,通过与风洞实验数据比较,对数值模拟方法进行验证;然后,分析3辆车在并列行驶的情况下,其阻力系数、侧向力系数和升力系数随均匀间距变化的规律;最后,通过汽车车身表面压力和尾部流场的分布分析了气动力发生变化的原因。结果表明相比单辆车行驶工况,在各间距下,并列行驶的类车体阻力系数均有较大的增加,其中横向间距为0.25W时,第一辆车、第二辆车和第三辆车的阻力系数分别增加22%、35%和22%;第一辆车和第三辆车的阻力系数随不同横向间距的变化趋势类似,而第二辆车的阻力系数始终大于其他2辆车;对于侧向力系数,即使未受到横向侧风的影响,由于气动干......

为了探究波瓣喷嘴径向分级方式对流场组织方式的影响,搭建了13点波瓣喷嘴径向分级燃烧室冷态水模实验台。对比辛辛那提大学测试的一系列燃烧羟基发光实验,选取空载、部分载荷、巡航和起飞4种对应的工况,对当量比、燃料喷射方式和燃料喷射比例等因素下波瓣喷嘴径向分级燃烧室内的流场涡系结构、涡量值、燃烧多物量场以及燃烧特性,进行了数值研究。结果表明在不同影响因素下,波瓣燃烧室的羟基火焰场变化规律与旋流燃烧室羟基发光实验变化规律基本相同,但其火焰场形状存在较大差别。局部当量比对燃烧室的相关燃烧性能影响较大。较低当量比、3级空气和燃料喷射方式以及将先导回路燃料流逐渐转移到外部回路的条件下,燃烧室的温场、火焰场分布比较均匀,出口温度场品质较好,燃烧效率较高,NOX排放量比较低,与冷态实验结果基本符合。......

为研究波浪形底面对列车-桥梁气动荷载影响下的车桥系统振动响应,选取平潭海峡元洪水道大桥为研究对象,固定列车车速和风速,采用流体动力学软件Fluent,计算系统在横风作用及不同波浪形底面下列车和桥梁的气动荷载。基于有限元软件ANSYS和多体动力学软件SIMPACK建立三维列车-桥梁联合仿真模型,将得到的气动荷载通过时间激励方式施加到列车-桥梁系统中。研究相同车速和风速在不同波浪重现期下波浪形底面对气动荷载的影响以及车桥耦合振动问题。研究结果表明底面为平面时,风速剖面近似呈线性增长,且风速梯度显著大于底面为波浪形的工况;底面为波浪面时,各重现期下风场特性差异较小,波谷临近处速度梯度较小,向两侧波峰逐渐增大;风场中不同重现期波浪面的改变会使列车和桥梁的气动荷载的频率、幅值大小发生不同程度的改变;底部为平面时,......

针对风力机常用翼型进行波浪前缘对翼型气动噪声影响数值模拟研究。首先,将风力机常用翼型NACA63421翼型前缘修改不同类型的波浪前缘;然后,采用RANS结合FW-H积分方法数值求解波浪前缘对翼型气动噪声的影响结。模拟研究结果表明对于光滑翼型,随着来流攻角的增大,翼型表面的气动噪声声压级逐步增加;在翼型前缘布置波浪前缘后,翼型表面的气动噪声值明显降低,最大方位降噪量约为1.5 dB,但翼型表面的气动噪声指向性形状无明显变化。通过流场显示,揭示了波浪前缘对翼型气动噪声影响的内在机理。

对现有冷却风机噪声进行测试,并利用LES方法和FW-H方程,建立冷却风机的流场和气动噪声预测模型。利用验证后预测模型,参考驼背鲸鳍肢前缘凸起的波浪形结构,设计3款具有正弦曲线波浪形前缘结构的叶片并应用于出风口叶轮。对比分析装配原型叶片的风机模型和装配波浪形前缘结构叶片的风机模型间流场和远场气动噪声的差异。研究结果表明现场测试与预测模型的一致性较好;与原型叶片相比,设计的3种叶片可使距出风口1 m处的噪声测点的A计权总声压级降低量达4.5 dB;使用具有波浪形前缘结构的叶片可以提高冷却风机的流量和效率;波浪形前缘结构通过改变叶片前缘的压力梯度分布、破坏前缘处的涡结构及降低叶顶泄漏流的强度可有效降低冷却风机的气动噪声,其中宽频噪声降噪显著,且波浪形前缘结构的波长越短,降噪性能越好。

斜拉索的风荷载和风致振动问题在工程设计和抗风研究领域备受关注,探索具有较小气动力和良好抑振性能的新型斜拉索十分必要.针对某一特定几何尺寸的波浪形斜拉索,通过风洞试验方法,研究了该波浪形斜拉索的整体气动力、风压分布、局部气动力、涡激振动和干索驰振特性.结果表明在1.00×105~3.86×105的雷诺数范围内,波浪形斜拉索的平均阻力系数总体而言小于标准斜拉索,在低雷诺数范围可减阻18%,最大平均升力系数相比标准斜拉索可降低80%;波浪形斜拉索的风压分布、气动力随雷诺数的整体变化规律与标准斜拉索相似,但展向相关性较弱;波浪形斜拉索的涡激振动性能显著优于标准斜拉索,最大振幅降低34%,最大振幅对应的风速提高了16%;干索驰振性能与标准斜拉索的结果相当,最大振幅可减小5%,但发生振动的风速范围更宽.

研究浅水半潜式大功率浮式风力机波浪载荷和气动力引起的基础结构疲劳损伤,揭示基础结构的疲劳损伤机理。采用谱疲劳损伤计算分析方法,以10 MW风力机为例,计算波浪载荷引起的热点应力及多种海况引起的疲劳损伤。采用叶素动量理论并基于所在海域的风速分布,计算叶轮转动引起的气动力及其引起的疲劳损伤。计算结果表明,对于半潜式三立柱浮式风力机,波浪载荷引起的基础结构应力远大于气动力引起的基础结构应力,基础结构损伤主要是由波浪载荷引起,气动力引起的浮式基础结构的损伤为10-3量级,而波浪载荷引起的损伤为10-1量级。

基于对压气机叶片局部加工质量的分析,针对描述波纹度的关键参数,提出了描述波纹度加工偏差的正弦函数数学模型。该模型针对叶片加工型面存在的“微小波纹”现象,用幅值、频率和初始相位高效直观地体现了波纹度的波纹高度、波纹宽度和波纹初始相位参数。以某发动机高负荷叶型为对象,采用数值模拟手段研究了波纹度偏差关键几何参数对压气机高亚声速叶型气动性能的影响规律及机理。结果显示在波纹宽度与起始相位相同的前提下,攻角范围会随着波纹高度的增加而减小,叶背局部波纹高度增加会导致流动损失增加;加工质量差的波纹高度大且波纹宽度小的叶型性能退化最严重,Ma=0.8时损失系数相较于设计叶型至少升高24.2%。根据文中结果对现有加工工艺提出两点建议其一,叶背波纹高度较小和波纹宽度较大,若能保证其中之一,能使得叶型性能下......

基于大涡模拟(large eddy simulation,LES)和FWH声比拟方法,仿真计算了波纹管气动噪声的三维模型,结果与理论值和实验测量相符合。对波纹深度进行了参数化计算分析,结果表明①空气流过波纹管时,在波纹节点处绝对压力出现极大值,在波纹腹点处出现极小值;②随着轴向距离的增加,气动噪声的表面声压时均值增大;③随着波纹管波纹深度的增大,声压级和功率谱密度均值呈现先增大后减小的趋势。其数值计算方法对管道噪声处理有潜在应用价值。