针对复杂的摘棉过程进行分析同时对气力输送系统进行数值建模。采用Fluent软件中的滑移网格与UDF来控制采棉装置中各个部分的运动并实现运动过程中的流场分析,通过网格的动态变化来模拟内部的流场变化。结果表明运动到2.5 s、不同的出口速度时,吸力输棉装置的入口速度对采棉装置内部流场的影响较大,需要合理控制吸力输棉装置速度才能输送籽棉;同时在满足籽棉气力输送条件时出口速度最小为25 m/s时,采棉装置内部的速度和压力云图分布较为均匀;在输棉区域中,气流方向与脱棉刷方向相同的时候速度更大,有利于籽棉的输送。采棉装置数值建模和流场分析方法能够为之后的设计与优化提供参考。

针对特定加工误差,利用CFD模拟方法对典型弹型的气动参数进行分析。采用六自由度外弹道模型,对质量偏心弹丸稳定性能进行了计算与分析。结果表明,质量偏心对滚转阻尼力矩和马格努斯力矩影响很大,从而使章动周期变长、攻角(章动角)衰减变慢,弹丸飞行失稳趋势明显。

针对单层、腔室型两种形式的开孔波纹板风障,采用滑移网格方法分别模拟横风条件下高速列车通过风障区域的过程,分析了在横风和列车风耦合作用下风障周围的绕流流场特性、风障面板气动荷载的时域特性及横风与列车风耦合脉动压力的频域特性。结果表明:在高速列车行经风障区域的过程中,无横风时头车产生的冲击作用要大于尾车的;存在横风作用时,列车头车产生的气动冲击作用与横风作用形成对冲,抵消了部分横风能量,而列车尾车则与横风作用相叠加,放大了横风对风障的气动作用;单层风障通过改变横风流向起到挡风减载作用,而腔室型风障同时可在腔室内部及尾流形成大量小漩涡来消耗横风能量,使用腔室风障能显著降低单个风障面板的气动荷载;该研究中,横风与列车风耦合作用于风障的脉动压力以及气动荷载的主频谱峰值集中在0.5~5 Hz内。

为研究掠飞末敏弹在高速滚转状态下的气动特性,对其进行了静态和自由滚转风洞实验研究,在此基础上,结合数值仿真和近似理论方法,分析了弹箭高速滚转运动对其气动参数的影响,并获得了不同马赫数下的平衡转速随尾翼结构参数的变化规律.结果表明:平衡转速随马赫数增加而增大,但变化斜率随马赫数增加有所减小;在相同马赫数下,平衡转速随攻角增加而减小,且变化规律具有非线性特性;增大尾翼根稍比、扭曲率以及后掠角均有利于提高弹箭平衡转速;弹箭在高速滚转状态下的气动特性与静止状态相比存在显著差异,除产生较大的偏航力矩外,还将导致俯仰力矩系数减小、压心位置前移等现象,这对提高尾翼弹箭飞行稳定性是不利的.

针对某型洗扫车风机气动噪声大的问题,以洗扫车专用风机为研究对象,运用ANSYS Fluent软件,基于滑移网格对风机进行三维瞬态数值仿真分析。对比风机实验P-Q曲线,验证仿真模型的合理性。使用F-WH声比拟模型计算风机远场声压级,对比分析原始结构和优化结构风机在额定工况下流场和气动噪声特征。结果表明,风机的蜗舌区域涡流显著,对气动噪声的贡献最大,是气动噪声源;改进结构的叶轮内部流场"射流-尾迹"结构明显减弱,流线分布更均匀,气流顺畅。风机噪声降低约8.5%,实现了降噪目的。

螺纹插装式电磁换向阀在换向过程中阀芯主要受到电磁驱动力、液压负载力、弹簧力和摩擦力的作用。为了更加准确的模拟阀芯换向移动过程,将电磁驱动力、弹簧力及摩擦力的函数关系写入用户自定义函数UDF,在Fluent软件中实现电磁、液压之间的耦合计算。UDF实时计算各项力数值大小并在牛顿第二定律基础上得出该时刻阀芯运动速度,结合滑移网格法控制区域网格运动实现瞬态流场计算,得到阀芯运动更为准确的计算结果,在此基础上对螺纹插装阀换向过程

油水环状流是一种低能耗的管道输送高黏度原油的方式，输送过程中会历经球阀，而球阀开闭动作会对环状流动产生影响。本文对阀门转动过程中环状流的变化状况进行研究，为研究阀芯转动对油水环状流稳定性的影响机制提供数据。采用CLSVOF模型与追踪油水界面，用滑移网格描述阀芯转动，并用标准湍流模型设置湍流，建立数值模拟模型，分析阀芯转动过程中油水环状流的流动状态变化。结果表明，阀芯转动过程中，阀门内油水环状流会发生急剧变化，并受阀门开启速度的影响。