基于流固耦合的大风区接触网正馈线舞动机制分析

为进一步明确挡风墙尾流影响下接触网正馈线的舞动机制,以兰新高铁接触网正馈线为研究对象,基于空气动力学理论,建立了接触网正馈线风致振动响应的分析模型。采用流固耦合方法对不同固有频率比和自由度的二维接触网正馈线模型进行了时程分析。研究结果表明:频率比和自由度对接触网正馈线的舞动幅值存在较大的影响。频率比越小,接触网正馈线的振幅受风速影响越大,接触网正馈线发生舞动时的风速范围更广。垂直单自由度系统中接触网正馈线的舞动幅值大于垂直-水平两自由度系统中接触网正馈线的舞动幅值,表明接触网正馈线的水平振动对垂直振动存在一定限制作用。当接触网正馈线在挡风墙尾流影响下发生振动时,正馈线的风攻角不断发生变化。迎风角较大时,正馈线垂直方向气动力幅值增大,更易引起正馈线垂直方向的大幅舞动,并将接触网正馈线的舞动模式归属为无覆冰条件下的Den Hartog舞动。研究结果进一步明确了大风区段无覆冰条件下接触网正馈线的舞动机制,为接触网正馈线舞动的防治提供一定的理论支撑。     

大风区接触网线路参数对附加导线舞动的影响

针对大风环境下兰新高速铁路接触网附加导线发生剧烈舞动以及线间放电的现象,依据接触网附加导线结构特点,建立了附加导线有限元计算模型,并对附加导线进行找形计算。采用谐波叠加法模拟接触网附加导线处的随机风场,并对导线模型施加风荷载,利用无条件稳定Newmark法以及荷载增量法,分析接触网线路参数对附加导线舞动及线间距离的影响规律,并给出相应的舞动防治措施。结果表明：40 m及更小档距对导线在低风速及高风速下的舞动均有明显的抑制效果;将附加导线运行张力提高至6.5 kN,导线阻尼比提高至1.5%及以上能有效降低两条导线的舞动剧烈程度;接触网附加导线的档距过大,运行张力及阻尼比过小,将导致导线舞动时悬挂点张力过大,易引起导线掉线、断线等事故;随附加导线档距减小、运行张力及阻尼比增大,线间最小距离呈递增趋势;不同线路参数下(档距、运行张力及阻尼比)附加导线舞动时线间最小距离均随风速增大出现减小趋势。本研究可为兰新高铁大风区段接触网附加导线舞动及线间放电的防治提供有效的理论依据。     

正、余弦指令控制方式旋转导弹气动特性分析

为了研究正、余弦控制式鸭舵对旋转导弹气动特性的影响,在CFD软件中采用嵌套网格方法模拟导弹的旋转和鸭舵的偏转。在与风洞试验结果进行对比,验证了数值模拟准确性基础之上,对不同转速、迎角、马赫数下正、余弦控制方式旋转导弹的气动特性进行数值模拟,得出如下结论:当采用相同最大舵偏角时,导弹进行正、余弦控制时其法向力系数要比静态条件下小,其侧向力系数和偏航力矩系数要比静态条件下大;导弹进行正、余弦控制时的偏航力矩系数大小要比不控时小;转速的变化对全弹法向力、侧向力特性以及鸭舵提供的法向力影响相对较小;亚声速条件下导弹的侧向力系数和偏航力矩系数数值比超声速条件下大;导弹做锥进运动时,合成迎角Г的变化对周期平均升力系数和侧向力系数影响较小,Г的变大会使周期平均偏航力系数、周期平均阻力系数数值变大;旋转效应是正、余弦控制方式旋转导弹产生侧向力的原因,并且鸭舵、尾翼产生的侧向力占主导地位。     

前端过渡半径对轻型客车气动特性影响的数值模拟

为了研究轻型客车气动特性的影响因素,以某国产轻型客车1∶5简化模型为研究对象,通过数值模拟的方法,计算前端过渡半径改变后轻型客车的气动阻力和气动升力,得到其变化规律。模拟结果表明,前端过渡半径对轻型客车的气动特性有很大影响,所以在设计过程中应通过数值模拟和风洞试验的方法确定最佳的过渡半径。计算和分析的结论可以为轻型客车的减阻研究、造型优化和新车型开发提供科学的理论依据。     

超高速飞行器气动外形对电波传播特性的影响

等离子体鞘套会对飞行器的无线通信信号产生强烈的干扰,甚至中断信号而威胁飞行器的飞行安全．为了解不同气动外形对电波传播特性的影响,文中研究了典型飞行器外形(钝头和尖头)外部鞘套的电波传输特性．首先,采用商业软件COMSOL计算不同飞行条件下的流场分布,生成离散鞘套模型数据．然后,结合等离子体中电波传播理论,采用高维Lagrange插值以及Runge-Kutta等方法数值地求解电波在鞘套中的射线方程,得到电波轨迹和衰减以及一些新的传播特性,并对这些传播特性的物理机制进行了分析．结果表明,在相同条件下,钝头飞行器对电波的干扰明显地强于尖头,表现出丰富的传播现象．取得的这些结果,能够为超高速飞行器设计提供参考,并进一步推动相关问题的研究．     

面包车尾部造型对其气动特性的影响

为了研究面包车气动特性的影响因素,以国产某小客车简化模型为研究对象,在对基础模型进行试验验证的基础上,通过数值模拟的方法,计算后风窗角度、背部角度和底部上翘角度改变以后面包车的气动阻力和升力,得到其变化规律,并把各种角度相互组合,得出最佳的尾部造型.模拟结果表明:上述3种因素对面包车的气动特性均有很大的影响,在设计过程...     

压气式断路器开断过程中灭弧室内气动特性及分闸速度特性的研究

计算了气吹断路器中喷口内非定常气流流动参数分布。根据上游压气室气压变化，改变喷口尺寸，计算了喷口内气流流动速度和压力分布特性。得到了在喷口内避免激波产生的条件。从理论上分析了电弧的热效应对分闸速度以及对喷口内焓流的影响。     

送风口对驾驶室内流场气动特性的影响

为了研究送风口对驾驶室内流场气动特性的影响,以某国产载货汽车驾驶室的简化模型为研究对象,采用数值模拟方法,改变仪表板上4个送风口形状和面积后,计算驾驶室内流场。模拟结果表明,送风口的形状和面积对驾驶室的内流场有很大影响。     

扑翼柔性变形对悬停气动特性影响的数值研究

为研究扑动飞行器悬停时扑翼的变形给气动力及周围流场带来的影响,通过求解二维Navier-Stokes方程,分析了扑翼气动力及其周围流场结构随扑翼柔性变形的变化规律.结果显示,当扑翼在悬停扑动时,适当的柔性变形可以提高升力,增大升阻比,有效地改善气动特性.但是,过度的柔性变形会使扑翼的气动特性恶化,升力和升阻比随着过度的变形而减小.     

列车运行速度变化影响其气动特性的数值模拟

在现代高铁建设中,高架桥结构被大量采用,研究强横风下行驶在高架桥上的高速列车气动特性随车速变化,可以为获得列车速度限值,保障高速列车安全运行提供理论参考.采用计算流体力学方法对横向风速度一定时列车运行速度变化对高速列车气动特性影响进行了数值分析,通过合理划分网格、选取合适的湍流模型、设置正确的边界条件来提高数值计算精度.模拟结果表明:整车受到负升力作用,随列车速度的增加,总的升力逐渐减少,而整车的侧翻力矩逐渐增加;对于头、尾车,主要通过改变形状来减小压差阻力;对于中间车,主要通过提高车体表面光洁度,减小摩擦阻力.     

高速电梯气动特性研究与优化

为优化高速电梯的气动特性,从而为电梯轿厢确定合理的导流罩方案,采用CFD数值计算模拟方法,针对某公司开发的载重量为1000kg,运行速度为6m/s的单井道高速电梯进行数值模拟计算和优化.主要内容包括:对高速电梯轿厢原型进行模拟计算,找到其气动特性方面的主要缺陷;提出优化方案:电梯轿厢的顶部和底部加装导流罩,通过比较方案的优化效果,认为在6种不同形式和高度的导流罩方案中,轿厢顶端和底部加装1.0m和1.4m高椭圆形导流罩的方案可有效地优化电梯轿厢的外形,减小电梯运行时的阻力、振动和噪声.     

基于FLUENT的移动车辆下的车桥气动特性研究

为了研究车桥系统中车辆和桥梁之间的气动影响以及车桥系统的气动特性,基于流体软件FLUENT分别建立了车辆、桥梁、车桥系统的三维分析模型,计算了侧风下移动车辆和桥梁的气动力参数.结果表明：车桥之间有明显的相互气动影响,车辆的存在使得桥梁气动力参数增大,车桥之间的气动干扰显著影响了车辆气动力参数;与静止车辆相比,移动车辆的气动力参数普遍偏大;车速与风速对车辆的气动力参数影响显著,对桥梁影响较小.     

浓相粉体给料器流化特性影响因素的分析

为了寻找影响浓相粉体给料器流化特性的关键因素，在自行设计的专用小型浓相粉体输送试验台上，考察了不同操作参数和结构参数对输送固气质量比和稳定给粉时间的影响，总结了各因素对流化质量的影响规律.在试验条件下，找到了最佳流化特性参数.通过灰色系统理论方法，分析了各参数对系统流化质量的影响程度.试验结果表明，对于平均输送固气质量比, 流化风速的影响最大，搅拌棒提升高度的影响最小.对于系统稳定性，静止料层高度的影响最显著，而流化风速的影响较轻微.在权衡流化质量的基础上，粉体静止料层高度和出粉口相对高度的选取至为关键.     

基于微分雷诺应力湍流模型的车辆气动特性的数值模拟

针对Ahmed标准汽车模型,采用含有二阶矩的微分雷诺应力模型(DRSM)对车辆外流场进行了数值模拟,对照风洞试验,获得了气动阻力系数以及3个尾流横截面中速度矢量分布等结果。参考RNGk-ε模型,对比分析了DRSM数值模拟的气动阻力系数与试验值之间的误差及误差产生原因。结果表明,DRSM模型在车辆外流场模拟中有更高的计算精度,可正确地获得包括车辆尾流中的二次流等在内的复杂气动特性。     

高铁软基工后沉降特性与加固效果

高速铁路深厚软土地基的工后沉降控制是世界性难题，为此，依托于沪宁城际高速铁路，统计分析100余公里路基段3 a运营期的沉降监测数据，将工后沉降划分成可以评价沉降控制效果的4个等级，并结合沉降推测评估，将其区划为稳定、基本稳定、临界超限与超限4个状态；针对地基处理措施工后沉降控制效果分析中传统方法存在的问题，提出"当量软弱土厚度"概念，可量化分析地基处理措施的工后沉降控制效果。分析表明：高铁路基的工后沉降与当量软弱土厚度成正相关关系，不同处理措施加固地基存在一个"临界"当量软弱土厚度，桩板结构处理的地基沉降处于临界超限时，对应的当量软弱土厚度是桩筏复合地基的1.7倍，是桩网复合地基的2.2倍；桩板结构处理的地基单位当量软弱土厚度工后沉降值仅为桩筏复合地基的59%，桩筏复合地基是桩网复合地基的76%。     

空心剪力墙结构房屋动力特性试验研究

为了研究空心钢筋混凝土剪力墙结构小高层房屋的动力特性，进行了10层房屋1：2．8比例模型的模态试验和拟动力试验，获得了结构的周期、振型、动力放大系数等参数．研究结果表明，这种空心剪力墙结构的动力特性有别于传统的剪力墙结构，性能更优于传统的剪力墙结构．