为减小重型货车的气动阻力,以实现整车节能减排的目标,基于某平头重型货车气动减阻敏感区域,设计了10种独立的气动减阻附件,利用CFD仿真对气动附件的减阻机理和效果进行了研究。结果表明,10种气动附件皆有减阻效果,其中一种仿生学减阻附件,减阻效果明显,减阻率为15.0%,且要求的安装空间小。最后通过气动附件的优化组合,获得了一种最佳减阻方案,减阻率达27.4%。

吸入式喷砂枪作为喷砂装置中的常用设备,是颗粒输送及加速的重要部件。为研究吸入式喷砂枪内部流场及颗粒运动情况,以及丸粒吸入口入射角、混合室直径对吸入式喷砂枪丸粒吸入及加速效果的影响,采用CFD软件Fluent进行气固耦合仿真计算。结果表明:随着丸粒吸入口入射角越小,颗粒输送及加速性能越好;随着混合室直径变化,吸入式喷砂枪的引射系数存在一个最优值,能使颗粒的输送效果最好,该最优值还随压缩空气压力的增大而减小,而混合室直径越小对颗粒的加速效果越好。研究结果为吸入式喷砂枪的设计及选用提供了参考。

为了降低阻力型风力机逆风侧负转矩对风轮效率的不利影响,提出一种具有直角变桨功能垂直轴阻力型风力机。通过理论分析和计算,建立风力机的效率系数预测模型,得到风力机运行的最适宜叶尖速比和最大效率。利用数值仿真软件,使用动网格方法对风力机的运行状态进行瞬态仿真运算,分析风力机运行过程中的流场和气动参数变化。仿真结果表明:风力机在叶尖速比为0.26附近时效率最高,最高可以达到0.28。仿真结果基本符合理论预测模型计算结果。

为获得水冷散热器的散热能力,在不同流量下,从理论上对水冷散热器的散热热阻进行推导和计算。散热器内部结构由矩形通道串并联组成,为提高计算效率,利用对称性原理对散热器模型进行简化处理。通过CFD仿真,得出散热器的温度分布,仿真结果与理论计算结果高度吻合。最后通过试验进行验证,证明了计算方法是合理的,在工程应用上具有很好的参考价值。

研究了多排式轴向柱塞泵的工作原理、功能特点及应用前景,并以该泵为例,利用Pumplinx泵用软件对其进行了建模、仿真分析和空化预测。针对原设计左端盖中存在的弊端,着重分析了其空化产生的机理,并以提高空化系数为目标,从入口压力和结构优化2个方面在理论上进行了探讨,推出了与提高空化系数相关的数学公式,并提出了增大入口压力的改进措施,设计了有利于减小压降的新型端盖,有效地抑制了空化的产生。结果表明,应用Pumplinx泵用软件对多排式轴向柱塞新型泵进行流体动力特性分析验证,结果准确可靠。分析表明该泵各项性能指标优异,通过改良,泵的空化问题得到有效控制,为提高泵的容积效率和降低噪声提供了参考依据。

钻井泥浆泵采用往复式三缸泵,可提供较大的压力驱动泥浆循环,其流量和压力脉动如长时间不能有效抑制将导致外接管路破坏,储层受损坏,控压钻井难度增加等问题,影响动力钻具输出特性和稳定性,诱导动力钻具出现＂粘-滑效应＂。该文针对一种新型的缓释器,在分析其结构特点的基础上,对缓释器的弹性橡胶件共振系统、容积变化等部分分别进行了模型研究,推导数学模型,揭示了其结构原理。文章基于有限元分析软件ANSYS,建立泥浆脉冲缓释装置的CFD仿真模型,评价其缓释效果,为泥浆脉冲缓释装置的研究奠定了理论基础。该文为开展具有自适应负载的泥浆脉冲缓释装置的优化设计提供了参考依据,这种新型的泥浆缓释器能够用于改善实验室已有的孔底动力钻具实验台的测试条件,为后续开展涡轮钻具＂粘滑振动＂机理的研究奠定基础。

通过在低速大扭矩水压马达配流盘上设计不同凹坑形仿生非光滑表面，并建立配流副的全水动压润滑模型，基于湍流理论，利用Fluent软件研究仿生非光滑表面对低速大扭矩水压马达配流副液膜表面压力分布、承载力的影响。研究表明：对于低速大扭矩水压马达配流副，在相同凹坑深度和运动速度的条件下，凹坑壁面与液膜表面接触角为锐角时的液膜表面承载力要大于其为直角时的液膜表面承载力；在转速一定时，深度对圆形锥坑的液膜表面承载力的影响很小，在边界润滑的情况下，通过适当增大凹坑深度，可以防止较浅的凹坑由于磨损严重而导致的失效。

针对拖拉机液压系统多路阀在实际中存在的压力损失严重、操纵力过大问题，对原有阀芯提出改进意见，利用Solidworks对改进前后的多路阀实体建模，在ANSYS中抽取油路流道模型，采用Hypermesh对模型进行网格划分并设置边界条件，最后导入到Fluent中进行求解计算，获得流体在工作中的速度、静压云图等。分析仿真结果可知，改进后的多路阀使用性能更佳，有效提高多路阀在工程上的应用能力。

通过在低速大扭矩水压马达配流盘上设计了不同凹坑形仿生非光滑表面并建立配流副的全水动压润滑模型 采用CFD方法研究了凹坑的不同开口形状和截面形状对内部液体流动的影响及其对流体动压润滑性能的影响规律.结果表 明：在凹坑截面形状、开口尺寸及凹坑深度相同的情况下开口形状为圆形的凹坑形仿生非光滑表面的液膜表面压力分布 情况要略好于开口形状为正方形和三角形的凹坑形仿生非光滑表面的液膜表面压力分布情况;凹坑开口形状都为圆形时 截面形状为半圆形的半球坑与截面形状为矩形的圆形柱坑、截面形状为三角形的圆形锥坑相比其液膜表面压力分布情况 较好液膜表面承载力略大流体动压润滑性能较好.

滚针轴承是齿轮泵关键组件，是制约齿轮泵使用寿命的主要因素之一。对齿轮泵滚针轴承失效机制与优化设计进行研究以提高齿轮泵的使用寿命。针对齿轮泵滚针轴承失效问题，以某型号高压齿轮泵为研究对象，利用CFD仿真精确计算齿轮泵轴承受力，对轴承进行润滑设计，确定轴承尺寸参数。采用工程对数修形方式对滚针进行修形，以消除边缘效应，改善轴承偏载时轴承滚针的应力分布状态。经过试验表明，滚针轴承经过改进后，齿轮泵在25MPa超载试验中，使用寿命提升20％以上。为设计齿轮泵和滚针轴承及提升齿轮泵使用寿命提供了理论基础。