应用计算流体动力学（CFD）方法和动网格技术对浮子流量计的流动特性进行了非稳态的数值模拟计算。计算真实地再现了浮子趋于平衡的动态过程一从初始位置出发上下来回移动，动能在阻尼作用下逐步耗尽，最终归于静止。通过计算获得一系列与流量相对应的浮子平衡位置，与实验结果很好符合。数值模拟也显示了动态流场分布和分离涡的结构等。研究表明CFD方法可以成为浮子流量计设计的十分有效的辅助手段。

系统地论述了三元件向心式液力变矩器内部三维流动计算方法。首先对各叶轮内部流场进行计算,画出其进出口压差与流量关系曲线,找到各叶轮的共同工作点,然后再考虑叶轮之间的影响,通过反复试算,逐步逼近实际工况点,较精确地计算出流场的压力和速度分布,并对性能参数进行预测。此方法以及揭示的压力和速度分布对该类型液力变矩器的设计与改进具有实际的指导意义。

整车气动阻力优化是提升汽车动力性、经济性的重要手段,对燃油车减小油耗,电动车提高续驶里程具有重要意义。某电动SUV在尾翼优化降阻过程中,其悬浮式尾翼方案出现因尾涡结构不稳定导致阻力系数波动的现象,通过计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法对流场进行分析,从而找到导致上述现象的主要原因和优化策略。经优化后的尾翼方案最终实现整车风阻系数降低7.2%,NEDC工况能耗降低2.6%。对SUV车型尾翼降阻优化方案设计具有一定的参考价值。

基于试验结合数值方法对某轴流压缩机进行了噪声研究,并分别得到了该压缩机声压的幅频曲线和总声压级。两种方法得到的动叶频率,2倍叶频和3倍叶频幅值的相对关系基本一致;由于机械噪声的影响,试验方法所得到总声压级大于数值模拟法结果。通过对比两种方法所得到的结果,不仅证明了数值方法预测轴流压缩机噪声的可行性,还证明了数值方法可在轴流压缩机设计阶段为低噪声机组选型提供理论基础。

为了解决机载外挂武器分离数值仿真问题,应用FLUENT软件的用户自定义函数求解外挂武器的气动力,并输入给嵌入的弹道和稳定控制程序获得武器下一时刻的位置和姿态,再采用“弹簧模型+局部网格重构”动网格和求解器获得更新的气动力,依次循环仿真分离过程。该方法解决了多体动网格相对运动和流场剧烈变化仿真结果收敛性不好的问题。结果表明:该方法可以比较精确的仿真机载外挂武器分离过程,为外挂物安全分离设计提供参考。

网格生成技术是流体机械内部流动数值模拟中的关键技术之一，直接影响数值计算的收敛性，决定着数值计算结果最终的精度及计算过程的效率；本文在分析大量文献的基础上，首先，对流体机械CFD中的网格生成方法即结构化网格、非结构化网格、混合网格进行了比较全面的总结，系统地分析这些网格划分方法的机理、特点及其适用范围；其次，对特殊的网格生成技术，如曲面网格生成技术、动网格技术、重叠网格生成技术、自适应网格技术进行了阐述；再次，指出了良好的网格生成方法应具备的特点；最后提出了网格生成技术的发展趋势。

应用计算流体动力学的方法对轴流式灭火风机内的三维湍流流动进行了建模和基于N-S方程的仿真分析,仿真采用有限体积法FVM和k-ε双方程模型来模拟湍流流动,得到了轴流式灭火风机在设计工况下的内部流场三维流动形态,分析了轴流式灭火风机内部的气流流动规律、流速和压力分布,以三维湍流场的仿真结果为依据,对轴流式灭火风机的内部风道进行了有效的改进和优化设计。结果表明锥形射流风筒采用整流栅板可以有效地提高出口风速,改善内部流动,更好地满足设计要求。

为研究与探索旋涡鼓风机内流机理,本文设计了一台旋涡鼓风机,应用CFD数值计算方法对流道压力、温度、马赫数等进行仿真,并以此开展不同间隙对旋涡鼓风机整机外特性影响的对比试验研究。

应用计算流体动力学方法对液压集成块内部典型流道流场进行了模拟研究，提出结合液流流动特性来优化集成块典型流道结构设计的方法。通过数值模拟得到了压力云图、速度矢量图及流线图，定性地分析了液流在典型流道中涡旋产生的位置、大小及耗能机理，得到了块内流道结构形式对液阻性能的影响规律，进而提出流道在几何结构上的改进措施，实现了降低液体流经液压集成块的压力损失、减少能耗的目的。

为了改善广泛应用的三级同心溢流阀的噪声特性，按照实际阀的结构和参数，建立了锥形主阀内部流场的三维模型，应用计算流体动力学计算软件Fluent，对三级同心溢流阀模型的多种工况进行了仿真计算和可视化研究，给出了锥阀阀腔内的速度场、压力场分布图。在可视化分析的基础上对阀芯的结构做了改进，对比了3种结构不同阀的内部流场特性。结果表明，改进结构后流场中漩涡区的分布减小，最低压力得到提高，降低了气蚀和噪声发生的可能性。此研究工作为流道结构的优化设计提供了理论依据。