柴油客车需求量剧增导致市区噪声等级提升,高性能配套消声器是抑制此类声源的有效措施之一。运用流体力学原理和声学有限元法,进行数值仿真试验能降低设计成本,缩短研发周期。首先在UG环境建立目标消声器三维模型,导入ANAYS ICEM CFD网格划分平台作网格划分;其次将验证的消声器网格模型导入ANSYS Fluent环境,量化研究腔内流速、压力、温度场分布,获得不同边界的压力损失;最后建立消声器传递导纳模型,将流场网格数据导入Virtual Lab.Acoustions,完成传递损失相关计算。结果表明,基于提高降噪效率的流场分析计算可实现多目标结构优化。

基于CFD仿真方法,采用STAR-CCM+软件对某摩托车整车进行外流场分析及发动机温度场分析,并针对流场分析结果进行分析及改进。通过仿真与实验的对比验证了数值模拟结果的可靠性。采用数值模拟实验对比分析了不同导风结构的通风板、连接板对整车流场分布及发动机温度的影响,得出通风板对冷却风有阻挡和导流作用,取掉通风板结构可减小风阻,更多的风吹向缸头,有利于整车的散热;若不去掉通风板,在原始通风板结构上采用横格栅并将导流方向朝向缸头为最佳方案。该研究可为设计人员提供仿真数据作为整车散热优化方案选择及整车开发的理论参考。

针对中国大学生方程式赛车,运用三维建模软件CATIA建立车身的基本造型,设计一套包括前鼻翼、扩散器和尾翼的空气动力学套件,采用FLUENT软件对建立的整车模型进行外流场分析,对比分析改装前后赛车的气动性能。分析结果表明,在赛车上加装空气动力学套件后,虽然整车阻力有所增加,但赛车的气动升力特性由正变为负,下压力大幅度增加,整车升阻比提升明显,赛车的气动性能和操纵稳定性得到提高。通过实车实验,进一步验证了该设计方案的合理性。

冷却风扇噪声是振动压路机的主要噪声源之一,对其降噪需求日益迫切。以某型号振动压路机冷却风扇为研究对象,利用大涡模拟法和声比拟法进行流场数值模拟和频谱分析,对比均布、无规则非均布和优先数系排布条件下的风扇性能,重点研究不同叶片排布方式对风扇气动性能、流场特性及噪声特性的影响。结果表明相比均布风扇,非均布结构对离散噪声有弱化峰值和移频作用;无规则非均布和公比过高优先数系排布易导致流场紊乱;选取公比合理的优先数系排布可在保证风扇气动性能和流场特性基础上,起到明显降噪效果,其中1.03公比条件下效果最佳,其总声压级平均降低3.28 dB。研究结果可为工程机械轴流风扇设计及其降噪方法研究提供一定参考。

文中基于流体计算软件Fluent,采用Realizable k-ε湍流模型,对高雷诺数(Re=6.8×105)下梯形柱的绕流特性进行数值模拟,通过对不同宽高比与不同偏角(迎风面与来流方向的夹角)的梯形柱进行流场分析与研究,获得不同结构特征参数下梯形柱的气动参数以及流场绕流特性。结果表明当偏角不变时,随着宽高比的增加,阻力系数、升力系数均方根逐渐减小,斯托罗哈数先增加后减小;当宽高比不变时,随着偏角的增加,阻力系数、升力系数均方根、斯托罗哈数逐渐增加。与同宽高比下的矩形柱相比,在宽高比R=0.5时梯形柱的阻力系数大于矩形柱,在宽高比R=0.6~1.0时矩形柱的阻力系数大于梯形柱。

齿轮泵在工业生产和实际生活中应用非常广泛,因此对齿轮泵性能的分析非常重要。本文基于FLUENT软件,参数化建立齿轮泵二维模型,导入FLUENT中进行齿轮泵流场求解计算,分析不同转速下齿轮泵内部流场压力、转速、脉动、噪声等的变化,认为选择合理转速有助于提高齿轮泵性能和寿命,为齿轮泵的分析和优化奠定了基础。

齿轮泵作为拖拉机中液压系统的加压元件,它的工作状态和性能直接影响着拖拉机的工作性能。基于Fluent软件,参数化建立齿轮泵二维模型,导入Fluent中进行齿轮泵流场求解计算,分析不同转速下齿轮泵内部流场压力、转速、脉动、噪声的变化规律。选择合理转速有利于提高齿轮泵性能和寿命,也为齿轮泵的分析和优化奠定了基础。

基于Fluent对普通起重机的液压锥阀在定流量、定开度下进行流场数值分析,通过计算对其结构进行优化。研究表明优化后液压锥阀的压力、速度、流场分布更均匀,可减少液压起重机内部出现气穴、堵塞、振动噪声、滞后等故障,提高了其使用寿命。

为了分析液力变矩器的流场特性,对YJ系列某型液力变矩器进行建模和数值模拟。模型采用单叶排单流道的几何模型和多叶排全流道的几何模型,将仿真得出的2组数据和实测力矩数据进行对比,结果表明,应用多叶排全流道的几何模型具有较高的准确性和可靠性。

基于W-M函数建立滑阀式液压阀阀芯与阀腔微观表面各向异性的三维形貌模型并建立阀芯与阀腔间缝隙流动模型;运用Fluent软件分析液压油在压差与剪切共同作用下在缝隙中流动时油压和流速的变化。结果表明：当油液在压差与剪切共同作用下缝隙中流动时阀芯表面的剪切力大于阀腔阀芯与阀腔的表面粗糙度越大剪切力的波动程度越大油液受到的阻碍作用越大油液的流速越小;阀芯的表面粗糙度越大其径向不平衡力越加剧从而会造成阀芯与阀腔的磨损加快。