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柔性飘带长度对Ahmed模型气动阻力的影响

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上海理工大学学报 2024年第1期46卷 52-59页

作者：薛鸿强许斌黄典贵上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

为降低汽车行驶过程中的气动阻力,以尾部倾角为25°的Ahmed类车体模型为研究对象,提出在其尾部垂直面下边缘添加不同长度柔性飘带的控制方法,采用格子玻尔兹曼方法与有限元分析相结合的流固耦合计算方法,探讨了柔性飘带长度对汽车气动... 详细信息

为降低汽车行驶过程中的气动阻力,以尾部倾角为25°的Ahmed类车体模型为研究对象,提出在其尾部垂直面下边缘添加不同长度柔性飘带的控制方法,采用格子玻尔兹曼方法与有限元分析相结合的流固耦合计算方法,探讨了柔性飘带长度对汽车气动阻力的影响。首先对汽车模型进行格子尺度优化,得到模型的空气阻力系数;然后研究了柔性飘带对汽车气动阻力的影响;最后对模型尾部流场、柔性飘带附近流场以及模型尾部表面压力系数进行了分析。仿真结果表明:在模型尾部添加适当长度的柔性飘带,改善了尾流结构,提升了尾部表面压力,减小了车体的压差阻力,减阻率最高为12.25%。

关键词： Ahmed模型被动控制柔性飘带气动阻力数值模拟

改变车身造型的气动阻力与分轴升力多目标优化

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重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第4期38卷 1-7页

作者：王刚侯小帅查银龙姜元捷河北工业大学机械工程学院天津300401 长城汽车股份有限公司河北保定071000

针对汽车分轴升力与阻力无法综合改善的问题,提出一种造型优化方案。以某SUV为研究对象,建立SUV流场仿真模型并分析外流场气动特性,确定车身需要优化的部位,通过风洞试验验证流场仿真结果的准确性。采用均匀拉丁超立方对造型取样并进行... 详细信息

针对汽车分轴升力与阻力无法综合改善的问题,提出一种造型优化方案。以某SUV为研究对象,建立SUV流场仿真模型并分析外流场气动特性,确定车身需要优化的部位,通过风洞试验验证流场仿真结果的准确性。采用均匀拉丁超立方对造型取样并进行外流场数值仿真计算,通过克里金法建立造型参数与气动系数的对应关系,使用遗传算法生成Pareto前沿解。最终提出3种优化方案综合改善阻力系数和前后轴升力系数,分别使前轴升力系数达到最负值,阻力系数降低2.7%。

关键词：多目标优化遗传算法气动阻力气动升力

400 km/h高速列车转向架底板的阻力影响数值模拟研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 1201-1217页

作者：王雷刘堂红张师尚陈蓉蓉周斯琪刘宏康中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中车长春轨道客车股份有限公司吉林长春130062 中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心湖南长沙410075

采用数值仿真方法研究明线运行400 km/h高速列车转向架底板包覆结构的气动阻力影响规律,揭示不同包覆形式及安装高度、缝隙间距这两类关键构型参数的阻力影响特性及流动结构的作用特征。研究结果表明:全封一体式及分体式底板包覆方案对... 详细信息

采用数值仿真方法研究明线运行400 km/h高速列车转向架底板包覆结构的气动阻力影响规律,揭示不同包覆形式及安装高度、缝隙间距这两类关键构型参数的阻力影响特性及流动结构的作用特征。研究结果表明:全封一体式及分体式底板包覆方案对整体均有明显的减阻效果,最优减阻率达9.76%,以头车转向架区域为主要减阻部件,但中间车阻力有所增加,且头车包覆越完整,中间车阻力增加越明显;在不同安装高度下,底板减阻效果呈非单调变化,头车底板适当下移有利于提高整车减阻效果,其原因主要是降低了中间车的转向架阻力;当底板缝隙间距维持在一定范围内时,整车减阻效果变化不大,继续增大缝隙会导致减阻效果变差,因为过大的缝隙将显著增强气流对转向架及舱体的冲击,导致整车减阻效果降低。

关键词：高速列车转向架气动阻力底板计算流体力学

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固体探空火箭迭代制导方法研究

固体火箭技术 2024年第1期47卷 135-142页

作者：唐冰涛陈华兵杨宇星江小娟西安航天动力技术研究所西安710025 西北工业集团有限公司西安710043

固体探空火箭在实施某类载荷远程投递任务时,要求接近落点的精度在千米级,由于火箭一般在大气层内的主动段实施有效的制导控制,其制导时间短,气动影响无法忽视,实现落点精度控制难度很大。针对该问题提出了一种适用于固体探空火箭在大... 详细信息

固体探空火箭在实施某类载荷远程投递任务时,要求接近落点的精度在千米级,由于火箭一般在大气层内的主动段实施有效的制导控制,其制导时间短,气动影响无法忽视,实现落点精度控制难度很大。针对该问题提出了一种适用于固体探空火箭在大气层内的迭代制导方法,通过在线计算剩余视速度和视位置增量,对固体探空火箭落点进行迭代计算,形成制导控制指令。仅在主动段进行制导控制,对再入段进行气动补偿,使得固体火箭落点控制达到了较高的精度。数值仿真分析表明:该方法落点精度较传统的摄动制导方法提高了1个数量级,体现出该迭代制导方法的优越性。

关键词：气动阻力视速度视位置气动补偿迭代制导摄动制导

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高速列车车顶绝缘子流场优化方法

铁道标准设计 2024年

作者：祁冬文贾步超景所立杨晨光李炳锟张血琴郭裕钧中车青岛四方机车车辆股份有限公司西南交通大学电气工程学院

高速列车在运行时所产生的气动阻力不仅会严重降低列车运行经济性，消耗大量功率，而且还制约着其速度的进一步提升。车顶外绝缘设备在保证列车运行安全的同时，由于其数量众多也给列车的运行阻力带来了巨大负担。为此，以车顶绝缘子为... 详细信息

高速列车在运行时所产生的气动阻力不仅会严重降低列车运行经济性，消耗大量功率，而且还制约着其速度的进一步提升。车顶外绝缘设备在保证列车运行安全的同时，由于其数量众多也给列车的运行阻力带来了巨大负担。为此，以车顶绝缘子为研究对象，提出一种气动减阻-电场协同优化方法。首先，基于车顶外绝缘设备建立了电场-流场仿真模型，采集了包括车顶绝缘子的4个结构输入变量和2个性能输出参量的大量数据集；其次，利用数据集构建了两种神经网络模型，并进行比较确定较优模型；然后，结合寻优算法得到车顶绝缘子的最佳结构参量及目标参数；最后，将优化参数带入模型中进行验证，对比分析了优化前后车顶绝缘子流场、电场，进一步验证了其方法可行性和优化效果。研究结果表明：优化后的车顶绝缘子能实现80 m/s速度下17.84%的减阻效果，平均电场强度降低6.58%，可实现车顶外绝缘设备电场-流场协同优化。

关键词：高速列车外绝缘设备绝缘性能气动阻力结构优化神经网络

川藏铁路特殊气象环境对动车组隧道气动阻力的影响

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西南交通大学学报 2022年第1期57卷 158-165页

作者：凌亮胡彦霖杨泽钰王开云翟婉明西南交通大学牵引动力国家重点实验室

为研究川藏铁路温度与气压条件变化对动车组隧道气动阻力的影响，通过调研川藏铁路雅安至林芝段各站点气象数据，建立了川藏铁路特殊高原气象条件下动车组列车隧道气动阻力的计算模型，分析了川藏铁路沿线气压与温度变化对动车组隧道气... 详细信息

为研究川藏铁路温度与气压条件变化对动车组隧道气动阻力的影响，通过调研川藏铁路雅安至林芝段各站点气象数据，建立了川藏铁路特殊高原气象条件下动车组列车隧道气动阻力的计算模型，分析了川藏铁路沿线气压与温度变化对动车组隧道气动阻力的影响.研究结果表明：动车组列车的隧道气动阻力与线路环境的气压、温度密切相关；环境气压越低，隧道气动阻力越小，环境温度越低，隧道气动阻力越大；与平原地区的气象环境相比，川藏铁路沿线气压变化对动车组列车隧道运行阻力的影响能达到30%左右，温度变化对动车组隧道运行阻力的影响在10%左右.

关键词：川藏铁路动车组隧道气动阻力高原气象环境

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受限空间内压电风扇气动阻力的预测方法

航空动力学报 2023年第9期38卷 2204-2213页

作者：李娜刘洋高吉刚黄再兴李恒超南京工业大学能源科学与工程学院南京211800 南京航空航天大学航空学院南京210016

围绕受限空间压电风扇的气动阻力、振幅响应及其与非定常流场的内在关联机制和规律这一核心问题开展深入的理论分析和数值模拟研究,分别基于牛顿内摩擦定律和附加流体质量力作用机制,建立了四周空间受限的压电风扇振动薄片一阶弯曲响应... 详细信息

围绕受限空间压电风扇的气动阻力、振幅响应及其与非定常流场的内在关联机制和规律这一核心问题开展深入的理论分析和数值模拟研究,分别基于牛顿内摩擦定律和附加流体质量力作用机制,建立了四周空间受限的压电风扇振动薄片一阶弯曲响应瞬时气动阻力的理论模型,并进一步建立了其振幅响应的预测方法。经过验证,预测模型的预测结果与试验获得规律基本一致。当空间受限间隙小于5 mm时的振幅将随间隙的减小而急剧减小,当间隙大于20 mm时的空间受限效应基本可以忽略。

关键词：压电风扇气动阻力振动响应流固耦合非定常流场

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超低轨卫星气动阻力特性

上海交通大学学报 2022年第8期56卷 1089-1100页

作者：王晓亮姚小松高爽刘国华上海交通大学航空航天学院上海200240 中国科学院微小卫星创新研究院上海201203

以180~300 km超低轨卫星为研究对象,采用自由分子流模拟方法中可准确模拟三维复杂外形的直接模拟蒙特卡洛(DSMC)法研究了典型外形的气动阻力特性.通过不同速度率条件下圆球和平板的理论阻力系数及不同速度率下70°钝体外形的气动实验数... 详细信息

以180~300 km超低轨卫星为研究对象,采用自由分子流模拟方法中可准确模拟三维复杂外形的直接模拟蒙特卡洛(DSMC)法研究了典型外形的气动阻力特性.通过不同速度率条件下圆球和平板的理论阻力系数及不同速度率下70°钝体外形的气动实验数据与DSMC计算结果的比较,验证了三维DSMC方法对外形和网格的适应性.针对几类典型的卫星外形的阻力特性进行了计算比较,得出压差阻力、剪切阻力、总阻力及无量纲阻力系数随高度和外形的变化特性.超低轨卫星通过外形的优化设计可降低阻力约10%,能够有效改善其在轨运行特性,且可降低对卫星自身相关系统的设计需求.

关键词：超低轨卫星气动阻力直接模拟蒙特卡洛 70°钝体

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起落架双撑杆收放机构协同上锁动态特性分析

江苏航空 2024年第1期 15-20页

作者：吴笙箫印寅魏小辉聂宏南京航空航天大学

起落架收放系统与飞机的起降安全性息息相关。现代大多数飞机都使用可收放的起落架机构以减小气动阻力,同时收放机构放下锁定时能够传递飞机起降以及滑跑时的载荷。超临界翼型在改善飞机气动性能的同时减少了起落架收放机构的储藏空间,... 详细信息

起落架收放系统与飞机的起降安全性息息相关。现代大多数飞机都使用可收放的起落架机构以减小气动阻力,同时收放机构放下锁定时能够传递飞机起降以及滑跑时的载荷。超临界翼型在改善飞机气动性能的同时减少了起落架收放机构的储藏空间,而大量复合材料在宽体飞机结构元件中的应用虽然减轻了飞机结构质量但也降低了其承载能力。

关键词：收放机构起落架超临界翼型可收放气动阻力储藏空间结构元件飞机起降