基于SST k-ω湍流模型和Euler-Lagrange离散相模型,建立了风沙环境下高速列车空气动力学计算模型,研究了不同沙粒浓度、不同风速及不同车速条件下的列车空气动力学性能。计算结果表明风沙环境下,列车头车迎风侧主要受正压力影响,背风侧主要受负压力影响,最大正压力区域由鼻尖逐渐向迎风侧偏移;由于横风的影响,随着沙粒浓度的增强,头车迎风侧沙粒质量浓度增大,背风侧沙粒质量浓度变化较小;对于固定的车速和风速,头车气动力系数随沙粒浓度的增强而增大,且与沙粒浓度近似呈线性关系;沙粒浓度固定时,头车气动力系数随风速的增大而增大,随着车速的提升,头车气动力系数反而下降;风沙环境下,头车侧力系数、头车侧滚力矩系数可近似拟合为沙粒浓度、侧偏角及合成风速的二次多项式;头车升力系数可近似拟合为沙粒浓度、侧偏角及合成风速的三次多...

飞机电子设备舱内环境温度直接影响舱内设备的可靠性及寿命。严酷的气动热作用、舱体结构的复杂性以及换热方式的多样性使得高速飞机电子设备舱内环境温度监测具有较高难度。提出考虑气动热影响的整体热分析策略,求解高速飞机电子设备舱内环境,即利用气动加热工程算法与数值仿真联合获得设备舱外部环境温度,再将其作为边界条件,求解设备舱内部温度场。对典型高速飞机电子设备舱内环境温度进行了数值仿真,计算中考虑气动热影响,获得了电子设备舱内环境温度分布,并验证了分析方法的有效性。

受电弓及其空腔部位是高速列车主要的气动噪声源,降低这种噪声尤为重要。在以往的高速列车气动噪声研究中,对受电弓空腔部位的关注较少。针对高速列车受电弓及其空腔气动降噪问题,文中采用数值计算方法,研究简化的高速列车模型在350 kmh-1下,受电弓空腔前缘射流降噪处理方式的流场特性和噪声传播规律。结果表明,在纯空腔前缘施加射流可以显著降低空腔内和受电弓附近的非定常流动,当射流速度为27 ms-1时,空腔后壁声源在空腔顶部和侧部辐射噪声的声压级降低最大值为5 dB,受电弓侧面监测点的噪声显著降低。文中研究为低马赫数下的过渡式空腔射流降噪研究提供了参考。

以CRH380A型高速列车和漏缆卡具为研究对象,针对列车高速运行时复杂的气动效应,建立高速列车绕流流动的控制方程和湍流运输方程,采用动网格技术,模拟列车在隧道内运动;数值模拟获得了卡具所受的表面压力的分布规律车速越高,卡具所受压力波到达越早,头车到达时卡具受力最大;探讨了不同的车速下卡具表面所承受气动力的变化规律相比于横向力和升力,卡具的纵向力曲线振幅较弱。研究结论将为隧道漏缆卡具的优化设计提供理论依据。

随着新能源汽车行业的迅猛发展,行驶过程中发动机噪声的贡献消失,气动噪声成为了最容易引起顾客抱怨的问题。相关研究表明,通过侧窗玻璃表面脉动压力产生的湍流脉动和声场是汽车在高速行驶时的主要噪声源。基于开源软件OpenFOAM,采用SST-DDES湍流模型,分别对两款不同车型的前后侧窗玻璃24个点的表面脉动压力进行了数值模拟计算,并与风洞试验测试相结合进行验证。结果表明,仿真结果与试验结果基本吻合,证明了该方法可以有效捕捉侧窗玻璃的表面脉动压力结果,为后续的车内噪声计算打下基础,同时也有效缩短了开发周期,并降低了后期实车风洞试验的测试成本。

针对风机叶轮在旋转时发生耦合振动的问题,以离心式风机叶轮为研究对象,采用κ-ε湍流模型及振动力学理论,对叶轮周围流场及模态进行分析,得到不同转速下离心式风机内部流场的压力及速度分布情况。结果表明:受压较大区域分布在风机出口周围,叶轮中心速度较小,沿径向方向速度逐渐增大;随着转速增大,叶轮前4阶模态逐渐降低,后2阶模态逐渐增高。所得结论为风机叶轮的使用工况及优化设计提供了参考。

采用Realizable k-ε湍流模型、标准k-ε湍流模型、RNG k-ε湍流模型分别对燃气轮机进气系统进行流场分析。对比了三种湍流模型下进气系统总体和各种平面（包括入口和出口）上的云图和压损变化曲线。模拟结果表明：三种湍流模型均反应出进气系统的最大压损出现在弯头,标准k-ε湍流模型和RNG k-ε湍流模型极为相似,Realizable k-ε湍流模型出现局部旋流和局部压力升高等现象;标准k-ε湍流模型和Realizable k-ε湍流模型的压损变化曲线很相似,但是随着进气量的增加与实测压损变化曲线的差异越来越明显,RNG k-ε湍流模型变化曲线与实测变化曲线十分接近,因此,RNG k-ε湍流模型的模拟结果可以反映出流体的实际分布。

针对滑阀阀道内的三维流体流动，采用湍流模型的ｋ－ε两方程模型和有限容积数值方法，在圆柱坐标系下对其进行了数值分析。同时计算了流动区域内各节点上的压力ｐ，速度ｖ，湍流脉动动能Ｋ和脉动能耗散率ε。

流量脉动是衡量柱塞泵性能的重要指标之一,测试系统较为复杂,采用理论手段准确分析柱塞泵流量脉动成为专家研究的热点。针对柱塞泵内部流动状态比较复杂且其内部流场模拟没有通用湍流模型的情况,建立单柱塞-配流盘结构的机理模型,分别采用标准k-?模型、Realizablek-?模型、RNGk-?模型、标准k-ω模型、S-A模型和层流模型对单柱塞-配流盘机理模型进行三维数值模拟,并与PIV试验结果进行对比分析。通过分析其涡系形态、流速、入射角度、压降及流量等特征,确定柱塞泵单柱塞-配流盘机理模型数值模拟最佳湍流模型。对模拟效果较好的标准k-?模型进行系数修正,进一步提高模拟精度,得到的计算模型为柱塞泵流量分析提供了理论基础。

为了能够采用非实流标定方法来准确预测涡轮流量传感器的仪表系数以及获得传感器内部流场流动情况,分别应用S-A、标准k-ε、RNGk-ε、Realizablek-ε以及标准k-ω5种湍流模型,对涡轮流量传感器内部流场进行三维数值模拟,并将应用各湍流模型得到的仿真仪表系数与实流标定值进行对比和分析.对比结果表明,相比其他4种模型,标准k-ω模型可以更准确地预测涡轮流量传感器的仪表系数,其平均仪表系数与实流标定的仪表系数的相对误差为2.023%.因此,标准k-ω模型更适合应用于涡轮流量传感器内部流场的仿真与仪表系数的预测.