针对所研发的高速滑行艇型,采用风洞试验及数值模拟方法研究其在静水面高速航行时的气动阻力特性。其中,数值模拟方法基于雷诺平均N-S方程及Realizable k-ω湍流模型。结果表明:数值模拟结果与风洞试验结果吻合得较好,误差在5%以内,精度满足工程应用要求。同时,数值及试验结果也表明,合理的气动力艉型能有效抑制滑行艇尾部的流动分离以及尾涡现象,使滑行艇气动阻力下降15%左右。

以某款MPV车型为研究对象,建立了复杂的真实整车模型,使用Fluent软件进行数值模拟。将后扰流板分为尾翼与尾翼三角板两部分,研究了其对整车气动阻力的影响。研究表明,尾翼长度小于80 mm时,加长尾翼,风阻减小;长度大于80 mm时,加长尾翼,风阻无明显变化;加大尾翼三角板,风阻明显减小。根据以上研究结果对后扰流板进行优化。数值模拟结果显示,优化后的扰流板实现降阻1.9%。然后通过风洞试验验证了优化方案的可行性。试验结果显示,优化后风阻下降2.5%。

为了优化列车高速运行时受电弓周围的气动性能,降低受电弓在高速运行时受到的空气阻力,设计了椭球面、导动面、双拱曲面3种不同头型的导流罩,并设定列车为稳态运行,基于RANS法对不同头型导流罩的高速列车进行了数值模拟,通过计算,对比分析了不同头型导流罩的受电弓气动阻力,研究结果表明在受电弓区域设置导流罩后,改善了受电弓下部的流场结构,减小了受电弓前后的压差阻力,进而减小了受电弓的气动阻力;椭球面、导动面、双拱曲面导流罩分别减小了受电弓气动阻力的31.89%、37.46%、43.94%。因此,双拱曲面导流罩对受电弓的减阻效果最显著。

为减少高速磁浮列车运行时气动阻力,降低列车能耗,开展高速磁浮列车表面微结构气动减阻仿真研究。以国内某型高速磁浮列车为研究对象,建立头车+尾车两编组仿真模型,采用瞬态SST K-Omega IDDES湍流模型开展凹球状微结构对列车气动阻力影响仿真研究。仿真结果表明在列车尾车流线型顶部区域加设凹球状微结构可降低列车整车压差阻力达12.3%,降低列车整车气动阻力3.2%。此外随着凹球状微结构沿流线型表面布置长度增加,气动阻力逐渐降低,布置长度为0.6倍流线型长度时,减阻比例达到7.6%。采用凹球状微结构来改变湍流流动特性是降低列车气动阻力的有效途径。

未来磁浮交通要实现全国范围内大跨度、长距离运输,必须要适应和满足不同环境要素带来的动态影响。我国幅员辽阔,气候环境复杂多变,为了探明环境温度变化对高速磁悬浮列车气动特性影响,采用基于SST k-ω湍流模型的数值计算方法,研究环境温度在−50~50℃区间的列车明线单车运行气动特性。研究结果表明随着环境温度的升高,列车气动压差阻力和黏性阻力均减小;由于温度升高带来的密度减小、黏性增大效应对压差阻力的影响程度大于对黏性阻力的影响;列车气动升力亦随着环境温度的升高而减小,头、尾车气动升力对环境温度改变更为敏感。从高寒−50℃增加到高温50℃,列车气动阻力和升力变化幅度达到27%和28%。列车运行速度的提高使得环境温度对列车气动阻力和升力的影响程度越大,运行速度从250 km/h增加到350 km/h时,−50℃下的列车气动阻力和升力...

以国内某款SUV车型的汽车外后视镜作为研究对象,对后视镜进行形貌变形分析,提出基于试验设计的优化方法.对三维模型进行有限元网格无关性验证,通过仿真计算得到该车型初始造型的整车风阻系数C;和后视镜表面压力云图.选取后视镜上半部分形貌变形区域上与面网格贴合的控制点作为设计变量,利用均匀拉丁超立方选点方式对变形网格样本点抽样,通过STAR-CCM+软件进行整车气动阻力分析.并相比初始模型,得到最佳减阻方案在整车风阻系数和后视镜表面压力方面都有下降.最后,通过整车风洞试验对优化方案进行实验验证.

目的探讨不同编队位置对核心运动员气动阻力的影响以及与单人竞走情况相比的气动减阻效果,并量化评估不同编队策略对竞走成绩的影响。方法选取由不同国家队竞走运动员人数组成的编队模拟不同竞走场景,通过风洞试验获取不同编队位置核心运动员的气动阻力。风洞试验内容包括核心运动员单人测试、双人编队测试、3人编队测试、4人编队测试。结果与单人竞走情况相比,双人编队中核心运动员位于辅助运动员的正后方时气动阻力减小最为明显,减阻率可达64.9%,此编队站位为相对最佳双人编队;3人编队中核心运动员位于其他2名辅助运动员沿着运动方向连线的中间时气动阻力减小最为明显,减阻率可达79.9%,此编队站位为相对最佳3人编队;4人编队中核心运动员位于其他3名辅助运动员组成的V型编队的正后方时气动阻力减小最为明显,减阻率可达83.8%,此编...

针对传统飞艇外形设计过程中仅将阻力作为优化目标的问题,先参照多学科优化设计理念,在原有阻力模型的基础上,引进体积与表面积对飞艇外形优化设计的影响,建立飞艇优化的数学模型,构建优化框架,再结合最优化设计中的复合形法,依据双向并行探索理念,提出一种改进复合形法,并将其运用到飞艇外形优化中,结合优化值给出不同需求下的优化设计方案,最后结合实际算例仿真分析得出改进复合形法对于飞艇外形的优化是可行的结论。

基于空气动力学数值模拟方法,针对高速动车组列车前端区域及其内部进行数值仿真,同时考虑开闭罩处的缝隙及前端内部流场对列车气动性能的影响。研究结果表明:列车内部的车钩、开闭机构等部件表面压力变化较小,而列车外部压力变化较大,在排障器间隙及表面部分区域出现小范围的高压区,同时在外形曲率变化较大的区域出现较大涡流。在考虑开闭罩处的缝隙及其内部流场后,列车气动阻力系数均有所增加,其中头车阻力系数增加6.6%,中间车及尾车受影响较小。

基于空气动力学数值模拟方法,针对列车不同部位的转向架和转向架结构表面的气动阻力分布进行分析,对高速动车组列车整车气动效应进行数值仿真。研究结果表明:转向架流场区域在靠近来流端的上部会形成部分死水区,该区域流场与外部质量交换较小,转向架结构表面在来流方向上游会形成一个正压区,在下游方向的转向架结构表面会形成小范围的负压区。列车头车转向架气动阻力明显高于中间车和尾车,其中列车头车I位转向架受到的气动阻力最大,其次是头车II位端转向架,列车的中间车和尾车转向架阻力分布较为均匀,均为头车转向架阻力的60%左右。