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1.
《农业装备与车辆工程》2016,(10)
用正交试验法对某款大型SUV的后视镜设计了9种优化方案,应用计算流体力学法对汽车外部流场进行三维数值分析。仿真分析表明,后视镜风阻占整车风阻系数的8.3%;后视镜的最佳优化方案可以使整车风阻降低0.56%。风洞试验表明,整车风阻实际降低0.63%,仿真计算误差小于1%,优化方案准确可行。 相似文献
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《农业装备与车辆工程》2016,(12)
为提高车辆行驶经济性、降低油耗,综合运用Fluent和AVL Cruise分别对整车原造型方案进行风阻和综合油耗数值仿真,并按仿真结果进行一系列造型优化。最后结合油泥模型和实车风洞试验、道路风阻试验和道路油耗试验对造型优化方案进行验证。试验结果表明:通过该优化方案,实现风阻下降26.5%,综合油耗下降9.7%。 相似文献
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利用CATIA软件建立轿车车身的三维模型,在ANSYS Workbench软件中建立其有限元模型,在FLUENT软件中,采用Realizable k-ε湍流模型,对轿车车身外流场进行数值模拟,并根据数值模拟的结果对该款车的空气动力学特性进行分析。在此基础上对该车尾部添加扰流板,并对扰流板与地面的夹角进行优化。仿真结果表明,当扰流板与地面的夹角为15.2°时产生了负升力,同时添加扰流板后,减弱了该车尾部的涡流,即降低了空气阻力,从而获得较好的空气动力学特性。 相似文献
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《农业装备与车辆工程》2017,(4)
为获得电动车车身的小风阻系数,对设计好的车身进行外流场模拟仿真,并对车身速度矢量图和车身压力云图进行分析,得到气动阻力与气动升力大的原因。通过增加连通前后车身的管道和扰流板的方法,对车身进行优化,并对优化后的车身进行数值模拟。通过对两次仿真分析结果进行对比,表明优化后车身的风阻系数降低了0.13,升力系数降低了0.02,得出该方法能有效改善本车的气动特性。优化后的车身能有效提高低速电动车的续航里程,为低速电动车车身设计提供一定的参考依据。 相似文献
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为了提高水力消排烟机用水轮的效率,针对水轮的内流场进行全流道数值模拟,并将模拟结果与试验数据进行对比.采用正交试验方法对水轮的主要几何参数进行优化分析,应用L9(33)正交表,选取喷口面积、喷管直径、喷管长度3个参数为试验因素,以效率为试验指标进行正交优化设计,并选用极差分析法对优化结果进行分析.正交试验结果表明喷管长度对水轮效率的影响程度最显著,喷管直径次之,喷口面积最小.优化所得水轮的喷管长度为389.7 mm,喷管直径为30 mm,喷孔面积为92.57 mm2.与优化前水轮相比,优化后水轮的喷管长度减小了10%.优化后水轮的效率提高了7.67%,水轮内部流体的速度分布更加均匀,降低了水力消排烟机的运行成本.验证了正交优化设计方法在水轮优化中的可行性. 相似文献
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针对升运链—分离筛式马铃薯挖掘机工作时薯土筛分不彻底及马铃薯破损率高的缺陷,提出了一种优化方案。首先,采用理论分析与虚拟仿真技术结合的方式对分离筛的摆杆与筛条的长度进行研究,根据研究结果对摆杆与筛条长度做出修改;其次,采用优化设计的方法寻找目标函数,确定影响目标的边界条件,从中寻找最佳方案对马铃薯挖掘机分离筛进行改进。结果表明:适当的缩短分离筛筛条的长度,加长分离筛后摆杆的长度有利于降低马铃薯的损伤率、提高分离率,最终优化确定摆杆的长度为420mm,二级分离筛筛条长度为495 mm。 相似文献
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井用潜水泵的口环间隙大小对泵性能及流场具有较大影响,基于200QJ80-22井用潜水泵,通过CFD软件对泵全流场进行了数值计算,并与试验结果进行对比分析,研究了不同口环间隙大小对泵外特性和内部流场的影响.数值模拟结果表明,整泵的扬程和效率都随着间隙值的增大而减小,特别是口环间隙值增大到0.70 mm,减小更为明显,但功率变化较小.当间隙值达到1.00 mm时,效率从最高点的77.2%减小为68.7%,同时扬程也随之减小了约3.5 m.口环间隙为0.20 mm时,第一,二级叶轮前盖板腔体内以及叶轮出口与前盖板区域间产生回流,泄漏量较小,对叶轮进口流动和流场影响也较小,当口环间隙值增大至0.50 mm时,第一,二级叶轮前盖板腔体内以及叶轮出口与前盖板区域间回流逐渐消失,但更大的泄漏量冲击叶轮进口处,使叶轮进口过流面积减小,严重影响了泵的水力性能. 相似文献
9.
导流罩长度对农用轴流风机性能的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
通过三维激光扫描仪建立农用轴流风机几何模型,利用密闭风室试验测试数据验证数值模型的准确性,最后采用数值模拟研究了农用轴流风机导流罩长度变化对风机内外特性的影响。保持导流罩进口位置、圆角半径与扩散角不变,定义导流罩长度与叶顶轴向宽度的比值为K,K选取0.50、0.78、0.90、1.0、1.1、1.2、1.5、2.0,对7个不同进口静压工况点进行数值模拟。结果表明,K从0.50上升到1.0的过程中,风机风量和能效比提升明显;K取1.0~1.1时风机风量和能效比最高,相比K=0.78的原型风机提升约10%;K从1.1升至2.0的过程中,风量略有下降,能效比下降明显。利用Q准则对叶顶和外框区域的涡结构进行识别,发现随着K的增长,叶顶泄漏涡经历了分裂、衰减和再发展3个过程。K=1.0时能有效抑制叶顶泄漏涡的发展,最大程度降低叶顶涡的强度。导流罩的加长能明显减少外框涡的产生。 相似文献
10.
杨彬 《农业装备与车辆工程》2019,(2):39-43,53
在传统汽车风洞数值模拟的基础上引入侧风阵风模型,对阶背式MIRA模型在自然侧风下的风阻、压力场、外流场等表现进行了数值模拟仿真研究。研究结果表明,随着侧风风速的增加,车身表面逐渐产生较大的压力分布变化,且尾部附着涡系逐渐变复杂,均匀流起始位置逐渐向后移动,为侧风工况下的车身表面及结构优化提供了参考。 相似文献
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设计了一种垂直起降尾座式无人机,利用中心组合试验(Central composite design,CCD)对无人机的翼展长、后掠角、小翼高和小翼厚4个结构参数进行设计,构建了25组样本点。利用ANSYS CFX进行升阻比和阻力数值模拟,通过Design-Expert软件建立无人机结构参数与升阻比、阻力的响应面模型,其中升阻比随着翼展长和小翼高的增加而增大,后掠角和小翼高对升阻比的影响较小,当攻角为4°～8°时,升阻比随小翼厚的增加而减小,当攻角为10°～12°时,升阻比随小翼厚的增加而增大;阻力随着翼展长和小翼厚的增加而增大,随小翼高的增加而减小,随后掠角的增加先增大后减小。以升阻比最大和阻力最小为优化目标,采用多目标遗传算法进行结构参数优化,得到最优结构参数为:翼展长1 123 mm、后掠角34°、小翼高39 mm、小翼厚3 mm,与原始样机相比升阻比提高了12. 4%,阻力降低了5. 3%。采用风洞试验对响应面模型进行了验证,其中升阻比和阻力的数值模拟相对误差小于8. 0%,响应面模型相对误差小于3%,表明响应面模型具有较高的精度和良好的通用性,可用于垂直起降尾座式无人机的优化设计。 相似文献
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集流器是轴流风机的主要部件之一,对轴流风机运行性能产生较大的影响。为此,针对农用轴流风机集流器普遍存在结构设计不合理、能耗高、风量损失多的问题,以典型的24英寸负压玻璃钢风机为研究对象,采用风室试验、逆向建模和CFD数值模拟相结合的方式,依托单因素分析和响应面分析的方法,研究集流器的进口段长度L、圆角半径R、出口直径D对风机性能和流场的影响。结果表明：对集流器参数进行无量纲处理后,集流器各参数适宜的取值区间为：1.00≤EL≤1.46、2.95≤ER≤3.22、0.9898≤ED≤0.9971;经过响应面模型得出各影响因素对风机性能的影响,当L=149.27mm、R=321.68mm、D=678.00mm时风机性能较优。经数值模拟验证,相比原型风机,优化后通风量Q提高5.86%,能效比N提高6.79%,此时通风量Q为9900.54m3/h,能效比N为20.03m3/(h·W)。本研究为此类农用轴流风机集流器提高通风量及能效比提供了参数优化方法。 相似文献
13.
【目的】优化吸浆头内部流场结构、入口气流速度和压力分布对于改善气吸式蜂王浆取浆机的作业质量具有重要意义。【方法】基于Fluent对吸浆头流场进行了数值模拟,分析了吸浆头结构的流场分布、入口处速度和压力分布,在此基础上提出了针对吸浆头结构的优化方案。【结果】数值计算结果显示,吸浆头结构优化后减小了气流相对壁面的冲击,并减小了型腔内低压回流区,改善了腔内流动分布;吸浆头内外侧吸管入口处平均气流速度和压力差分别降低了28.1%、24.5%。【结论】通过吸浆头结构优化有利于减少蜂王浆在型腔内的沉积附着,并减小内外侧吸管的气流和压力差异,进而改善取浆质量。 相似文献
14.
根据工程需求并借鉴传统射流泵的设计方法,设计了面积比分别为57.40和60.05的2种超大面积比射流泵.基于有限体积法,采用Realizable k-ε湍流模型和标准壁面函数法,对这两种面积比的射流泵进行三维数值模拟和结构优化,并得到其优化后的性能拟合方程.模拟结果显示,随着面积比在一定范围内增大,最高效率点右移,最优喉管长度增加.按照优化后的结构参数加工射流泵,将2种出口直径的喷嘴和3种直径的喉管进行组合得到6种面积比射流泵,然后在4种不同工作压力下进行水槽试验.试验结果表明：超大面积比射流泵内部流动同样存在自模性;现有汽蚀流量比的预测理论高估了超大面积比射流泵的汽蚀性能,因此需要对该预测理论进行修正;试验数据与数值模拟结果符合较好,验证了数值模拟的可靠性以及采用数值模拟进行结构优化的可行性.对超大面积比射流泵的研究,拓宽了射流泵的应用范围. 相似文献
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为提高透平式能量回收一体机的水力性能,采用RBF神经网络、NSGA-Ⅱ遗传算法和数值模拟集成的设计方法,对高压泵进行多工况优化设计.以高压泵三工况点的加权平均效率为优化目标,设计工况点下的扬程为约束条件,结合Plackett-Burman筛选试验,将进口安放角、出口安放角、叶片出口宽度及叶片包角作为优化变量,采用最优拉丁超立方设计试验空间,基于Isight多学科优化平台,通过编写批处理命令集成CFturbo,ICEM,CFX等,搭建智能水力优化平台,实现高压泵的CFD自动预报.基于数值模拟结果,利用RBF神经网络建立目标函数与几何参数之间的非线性关系,并运用NSGA-Ⅱ算法对该模型寻优.研究结果表明:RBF神经网络模型能够准确预测高压泵效率以及扬程与设计变量之间的关系;优化后高压泵与初始方案相比,3个工况点加权平均效率提高了3.38%,在0.8Qd,1.0Qd和1.2Qd工况下效率分别提高了2.21%,3.59%和4.23%;优化后叶轮在设计工况点附近轴功率略有减小;对比优化前后叶轮的流场分布,优化后的叶轮进口低速区减小,内部速度梯度分布更加均匀,流场得到明显改善,能量耗散减小.研究结果可为高压泵多工况水力优化设计提供一定理论依据. 相似文献
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针对微灌用网式过滤器研究主要集中在水力性能试验研究方面,以进口直径为50 mm的阿速德(AZUD)普通微灌网式过滤器为研究对象,利用Pro/E软件完成过滤器的三维造型,基于计算流体动力学软件Fluent 6.3,采用多孔介质模型对过滤器内部流场进行数值模拟,得到了过滤器内部的速度分布和水力特性.为了增强数值模拟的可靠性,将模拟计算结果与试验结果对比,最大偏差和平均偏差分别为7.4%和4.1%,具有较好的吻合性,证实了数值模拟的可行性,可用于微灌网式过滤器的结构优化.在保证滤网面积与进口直径不变的前提下,优化过滤器筒体形状、进出口位置和进出口角度,改善过滤器内部流场分布,提高速度分布的均衡性和均匀性,延长滤网使用寿命.优化模拟结果表明水头损失降低69%,滤网过滤面上下两侧最大平均速度差由1.0 m/s减小为0.1 m/s. 相似文献
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为研究射流式离心泵喉管长度对泵自吸性能的影响规律,运用CFX软件提供的Eulerian-Eulerian多相流模型,对不同喉管圆柱段长度的射流式离心泵内部气液两相流动进行定常数值模拟,得到泵内部压力、气相速度以及的气相体积分数的变化规律,分析其对自吸性能的性影响,并通过试验进行验证.模拟结果表明:当喉管圆柱段长度为10 mm时,喉管处静压值将降低,卷吸作用得到加强,且其轴线上的气相过流速度进一步提高,整体增强了气相分离能力,泵的自吸性能明显提高;当喉管圆柱段长度为15 mm时,其对射流器内部静压值以及气相速度影响甚微,由于流动损失增加导致做功能力减弱,泵的水力性能降低.试验发现:当喉管圆柱段为10 mm时,自吸高度由原来的7.45 m提高至9.15 m,自吸时间也由原来的148.5 s缩短至90.0 s左右,自吸性能得到明显提高,且满足设计运行要求. 相似文献
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为研究转速、隔离套材料以及转角差对磁力联轴器涡流损失的影响规律,对圆筒型磁力联轴器进行稳态磁场数值计算.计算结果表明:涡流损失随转速的提高成倍增长,转速为3 000 r/min时的涡流损失值约为500 r/min时的24倍;材料电导率不同,所制成的隔离套涡流损失也不同,钛板TP340电导率为304SS的1.65倍,其涡流损失为后者的1.61倍;在1个磁极周期内,转角差增大1°,涡流损失值约增大1%.对该磁转子进行试验测试,结果表明:在转速分别为3 000,500 r/min条件下,304SS隔离套的涡流损失之比是23.0,而TP340隔离套的涡流损失之比为24.6;涡流损失随耦合长度减小而减小,且在高速下减小更多,耦合长度每减小10 mm,转速500 r/min时涡流损失值约下降3.6%,转速3 000 r/min时涡流损失值约下降10%.对比数值计算与试验结果,其能量损失变化趋势较一致. 相似文献
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引黄喷灌水源含沙量大，容易造成冲蚀磨损导致喷头结构变形，进而引起喷灌系统灌溉质量的降低。为了研究折射式喷头的冲蚀磨损规律，采用室内试验与数值仿真相结合的方法，对不同工况下的冲蚀位置和冲蚀速率进行分析，验证了数值模拟具有较高的准确性，在此基础上，采用回归分析的方法，分别研究了锥角高度、流道长度与进口流速、含沙量和喷灌历时的关系。结果表明，喷头的冲蚀主要集中于蓝色喷盘的锥角处、流道与分水台凸起处；喷头的冲蚀速率随进口流速增大而增加；随着喷灌历时的增加，喷盘锥角高度不断下降，当进口流速从9.87 m/s增加到21.65 m/s时，48 h喷灌时间内喷盘锥角高度从2.80 mm分别下降到2.48、2.39、2.32、2.25和2.23mm，最大下降幅度为20.36%；随着进口流速的增大，流道长度在磨蚀作用下逐渐减小，从10.50 mm分别减小到8.88、8.30、7.82、7.71和7.11 mm，最大减小幅度为32.29%；喷盘的锥角高度及流道长度与时间存在线性关系。数值模拟方法可用于研究折射式喷头的冲蚀规律，为喷头的失效预测提供参考。 相似文献
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Myring流线型在水下航行器领域应用较为广泛,而量水槽在渠道中的受阻状态与潜水器潜行时受到的阻力情况具有一定的相似之处,因此本文借鉴潜水器的结构特点进行量水槽体型设计,探究量水槽受阻最小的较优线型。基于FLOW-3D软件,采用最优拉丁超立方设计方法,以流线型的收缩段长度和锐度因子、扩散段长度和离去角为变量设计了40组数值模拟方案,得到对应的水头损失百分比和上游佛汝德数。以数值模拟变量为输入、结果为输出,训练RBF神经网络,结合NSGA-Ⅱ遗传算法获得Patero前沿解,通过TOPSIS评价法筛选出最优解并得出其线形参数：优化模型收缩段长度为45.9cm、收缩段锐度因子为0.74、扩散段长度为49.2cm、扩散段离去角为14.63°,并通过等比例缩放得到6组收缩比,在9组流量下进行模型试验分析水力性能。结果表明,优化后线型过流较顺畅,水力性能较优,预测结果和模拟结果误差不超过5%;不同工况下上游佛汝德数均小于0.5,满足测流规范要求,收缩比为0.58~0.66时各项水力性能均较优;基于临界流测流和量纲分析原理得到的测流公式精度较高,平均相对误差为2.09%。本研究证明了将流线型运用于量水槽领域研究以及通过神经网络和遗传算法寻优的可行性,优化后Myring流线型量水槽具有良好的性能和测流精度,在灌区渠道中具有较好的运用前景。 相似文献