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后端设置扰流板对圆柱流场与气动噪声影响

机械工程学报 2024年第12期60卷 287-300页

作者：朱剑月袁咏祎陈羽徐俊起同济大学铁道与城市轨道交通研究院上海201804 同济大学汽车学院上海201804 同济大学磁浮交通工程技术研究中心上海201804

采用延迟分离涡模型进行数值模拟,基于涡声理论和声类比方法,计算分析雷诺数Re=6×104下后端设置不同长度扰流板(不大于圆柱直径)的圆柱杆件周围流场与气动噪声特性,并与具有相同特征长度的普通圆柱杆件工况进行对比。圆柱杆件远场气动... 详细信息

采用延迟分离涡模型进行数值模拟,基于涡声理论和声类比方法,计算分析雷诺数Re=6×104下后端设置不同长度扰流板(不大于圆柱直径)的圆柱杆件周围流场与气动噪声特性,并与具有相同特征长度的普通圆柱杆件工况进行对比。圆柱杆件远场气动噪声计算值与声学风洞测试结果的频谱曲线吻合良好,验证数值模拟的准确性。结果表明,圆柱后端加设扰流板后,流动分离形成的涡脱落发展被限制在扰流板两侧,使得类圆柱杆件尾迹内分离剪切层长度增加,涡运动耗散增强,近壁面涡旋波动强度和尾迹内规则涡脱落强度减弱,降低几何体周围近场四极子气动噪声源强度,同时减小类圆柱杆件气动力脉动和阻力平均值,降低涡脱落诱发气动噪声的谐频峰值,有效降低远场偶极子噪声的声压级幅值,取得较好的气动噪声降噪效果。

关键词：圆柱扰流板气动噪声流场特性噪声控制

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基于整车风洞试验的MIRA车型数值计算

吉林大学学报（工学版） 2019年第4期49卷 1043-1053页

作者：周华杨志刚朱晖同济大学上海地面交通工具风洞中心上海201804 上海市地面交通工具空气动力与热环境模拟重点实验室上海201804 中国商用飞机有限责任公司北研中心北京102200

为了明确稳态数值计算对于整车气动力,特别是车身表面压力的预测能力,首先以全尺寸MIRA车型整车风洞试验数据为基准,进行网格方案研究并得出结论、车身面网格为10mm、5层边界层网格且第1层网格无量纲高度Y+=30可以满足网格无关性要求。... 详细信息

为了明确稳态数值计算对于整车气动力,特别是车身表面压力的预测能力,首先以全尺寸MIRA车型整车风洞试验数据为基准,进行网格方案研究并得出结论、车身面网格为10mm、5层边界层网格且第1层网格无量纲高度Y+=30可以满足网格无关性要求。然后,基于该网格方案进行数值计算后得到:无偏航工况下,阻力系数CD与试验值误差为0.34%,升力系数CL误差为1.06%;3°~20°偏航工况下,CD和侧向力系数CS误差分别不超过5%和9%,表明气动力计算准确性较高;车身表面254个测压点中,压力系数CP预测误差大于50%的测点个数基本不超过20%,其中误差较大的测点主要位于车身底部以及背风侧等流动较为复杂的区域。

关键词：车辆工程气动力表面压力数值计算 MIRA车型风洞试验网格方案偏航工况

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几何因素对轿车外覆盖件面畸变的影响

同济大学学报（自然科学版） 2018年第4期46卷 512-517页

作者：侯勇林建平罗仁平邹洋同济大学上海市地面交通工具空气动力与热环境模拟重点实验室上海201804 同济大学机械与能源工程学院上海201804 上汽通用汽车有限公司上海201201

为研究轿车外覆盖件面畸变的几何影响因素及其规律,设计了尖角形台阶面结构型面,并建立与验证了准确仿真模型,采用试验分析和有限元仿真相结合的方法研究了几何尺寸因素对外覆盖件面畸变程度的影响.结果表明,几何尺寸因素会严重影响尖... 详细信息

为研究轿车外覆盖件面畸变的几何影响因素及其规律,设计了尖角形台阶面结构型面,并建立与验证了准确仿真模型,采用试验分析和有限元仿真相结合的方法研究了几何尺寸因素对外覆盖件面畸变程度的影响.结果表明,几何尺寸因素会严重影响尖角形台阶面结构型面的面畸变程度,影响因素包括尖角角度、尖角处圆角半径、台阶面深度与尖角台阶处的上下圆角半径;而且各几何因素对面畸变程度的影响呈现出不同的规律.通过正交试验法研究发现,面畸变程度对台阶面深度和尖角处圆角半径的变化最敏感.这些研究结果可以从零部件几何尺寸优化设计的角度对面畸变的控制起参考作用.

关键词：轿车覆盖件面畸变几何因素仿真分析

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基于汽车行驶内外压差的门密封失效分析

同济大学学报（自然科学版） 2021年第S1期49卷 63-69页

作者：杨志刚余昊晟沈哲彭里奇同济大学上海地面交通工具风洞中心上海201804 上海市地面交通工具空气动力与热环境模拟重点实验室上海201804 同济大学机械工程博士后流动站上海201804 北京民用飞机技术研究中心北京102211

汽车内外空气压差随车速提高大幅增长,随之影响车辆密封,导致车门密封失效风险上升。车门密封失效后会产生强气吸噪声,破坏车内声品质。通过风洞实验和仿真计算获得不同车速及偏航角条件下的车门密封条内外压差分布,作为输入条件,分别... 详细信息

汽车内外空气压差随车速提高大幅增长,随之影响车辆密封,导致车门密封失效风险上升。车门密封失效后会产生强气吸噪声,破坏车内声品质。通过风洞实验和仿真计算获得不同车速及偏航角条件下的车门密封条内外压差分布,作为输入条件,分别对车门和门密封条进行有限元建模,综合考虑压差作用下车门变形和密封条变形,以密封条与车门钣金接触宽度为标的分析其失效情况。结果表明,车门变形及位移引起的密封条预压缩量减小是密封失效的主要原因。

关键词：车辆密封车门密封条密封失效气吸噪声

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整车环境下汽车空调系统气动噪声分析

声学技术 2018年第1期37卷 71-76页

作者：邹春一杨志刚李启良钟立元上海市地面交通工具空气动力与热环境模拟重点实验室上海201804 同济大学上海地面交通工具风洞中心上海201804

针对汽车空调(Heating,Ventilation,and Air-Conditioning,HVAC)存在噪声过大导致舒适性较差的问题,通过试验为主、数值仿真为辅的方法对整车环境下空调系统气动噪声进行了研究。研究发现,空调系统产生的气动噪声呈宽频噪声特性。整车... 详细信息

针对汽车空调(Heating,Ventilation,and Air-Conditioning,HVAC)存在噪声过大导致舒适性较差的问题,通过试验为主、数值仿真为辅的方法对整车环境下空调系统气动噪声进行了研究。研究发现,空调系统产生的气动噪声呈宽频噪声特性。整车环境下空调系统辐射出来的噪声量级比自由场环境高11.7 d B(A),声压级较大的频带更宽,呈现出明显的混响场特征。在空调风机转速为7档、内循环工况时,测点C处的总声压级高达67.9 d B(A),超过企业内部标准要求1.9 d B(A)。风机是主要噪声源,应在后期降噪中加以控制。由于乘员的阻挡和衣物的吸声,乘员舱空间缩小,坐有乘员时相同测点的总声压级小1.5 d B(A),在125 Hz以上各频率段的声压级均有不同程度的降低。文中研究可为明确空调系统在乘员舱的声辐射特性和空调系统噪声控制提供参考。

关键词：汽车空调乘员舱气动噪声

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风洞中未知声源漂移误差的逼近修正

吉林大学学报（工学版） 2020年第5期50卷 1584-1589页

作者：沈哲王毅刚杨志刚贺银芝同济大学机械工程博士后流动站上海201804 同济大学上海地面交通工具风洞中心上海201804 上海市地面交通工具空气动力与热环境模拟重点实验室上海201804 北京民用飞机技术研究中心北京102211

风洞试验中外场声源定位因射流结构产生声源漂移,未知声源因位置不确定造成的定位焦距不准确将增大测量声漂移误差。本文基于几何声学理论推导,确定声漂移量误差与定位焦距误差成正比关系,基于此关系,针对固体表面目标声源空间分布情况... 详细信息

风洞试验中外场声源定位因射流结构产生声源漂移,未知声源因位置不确定造成的定位焦距不准确将增大测量声漂移误差。本文基于几何声学理论推导,确定声漂移量误差与定位焦距误差成正比关系,基于此关系,针对固体表面目标声源空间分布情况,通过试验件外形几何关系建立声源位置函数,用逼近法获取更精准的定位焦距进而降低声漂移误差,其结果通过风洞试验验证。研究表明,此逼近法能快速降低定位焦距误差,消除由位置不确定带来的声漂移量误差。

关键词：车辆工程风洞声漂移逼近法几何声学

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一种基于可视化的面畸变程度评价新方法

塑性工程学报 2017年第1期24卷 207-211页

作者：朱传敏安强梅雨林建平侯勇同济大学机械与能源工程学院上海201804 同济大学上海市地面交通工具空气动力与热环境模拟重点实验室上海201804

面畸变是影响汽车覆盖件表面质量及使用性能的重要因素。面畸变可视化及程度评价对其机理和控制有重要意义。根据面畸变在其法线方向较周边区域存在高度差异的特点,使用面畸变坡面倾斜程度K值为面畸变程度评价指标,提出了基于可视化的... 详细信息

面畸变是影响汽车覆盖件表面质量及使用性能的重要因素。面畸变可视化及程度评价对其机理和控制有重要意义。根据面畸变在其法线方向较周边区域存在高度差异的特点,使用面畸变坡面倾斜程度K值为面畸变程度评价指标,提出了基于可视化的面畸变评价新方法。与现有方法相比,该方法具有直观显示面畸变形貌及位置的功能,能够快速甄别面畸变的凹凸性、准确评价面畸变程度。此外,使用新方法分别对某车型门板的仿真模型及浅拉深特征实际零件进行面畸变程度评价,说明了新方法在面畸变的仿真预测及工程实践中的应用方法及操作流程。

关键词：汽车表面覆盖件面畸变可视化与评价

基于最大正应力的自升式平台悬臂梁框架轻量化优化设计

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机械工程学报 2017年第7期53卷 173-179页

作者：王根林建平孙鑫金晶同济大学上海市地面交通工具空气动力与热环境模拟重点实验室上海201804 同济大学机械与能源工程学院上海201804 上海振华重工(集团)股份有限公司上海200125

悬臂梁是自升式钻井平台的重要组成部分,提高了海洋平台钻井效率和钻井灵活性。以传统型悬臂梁为研究对象,建立有限元模型,对其抗弯性能仿真分析。同时,从理论上以解析公式分析悬臂梁作业状态下悬挑距离对其弯矩分布的影响规律;以最大... 详细信息

悬臂梁是自升式钻井平台的重要组成部分,提高了海洋平台钻井效率和钻井灵活性。以传统型悬臂梁为研究对象,建立有限元模型,对其抗弯性能仿真分析。同时,从理论上以解析公式分析悬臂梁作业状态下悬挑距离对其弯矩分布的影响规律;以最大正应力为约束,推导悬臂梁两侧主梁设计高度随悬挑距离变化规律,对悬臂梁进行变截面设计,验证结果表明,优化后悬臂梁重量减轻22.903 t,同时抗弯性能有所提升,达到了轻量化的效果。

关键词：悬臂梁变截面轻量化

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纵向涡发生器在翅片管束中的位置优化

同济大学学报（自然科学版） 2018年第12期46卷 1722-1730页

作者：赵兰萍王贝杨志刚同济大学机械与能源工程学院上海201804 同济大学上海市地面交通工具空气动力与热环境模拟重点实验室上海201804 北京民用飞机技术研究中心北京102211

采用经过验证的层流模型,对带纵向涡发生器的单排翅片管束的流动换热进行建模分析,就距离圆心4种距离、5种角度的纵向涡发生器对翅片管束性能的影响机理展开分析,发现涡发生器对翅片管束的作用表现在翅片上弱换热区大小的改变和沿流动... 详细信息

采用经过验证的层流模型,对带纵向涡发生器的单排翅片管束的流动换热进行建模分析,就距离圆心4种距离、5种角度的纵向涡发生器对翅片管束性能的影响机理展开分析,发现涡发生器对翅片管束的作用表现在翅片上弱换热区大小的改变和沿流动方向涡量强度的改变两个方面.涡发生器能够推迟圆柱绕流的分离点进而减小管后弱换热区,同时能够利用较大涡量的主涡使局部核心区的流体混合,提高流体的温度梯度.对比结果表明,在雷诺数范围为600～2 600,对单排圆管翅片管束而言,涡发生器相对翅片管束圆管中心为130°同时离圆心相对距离为1.36时效果最好,综合性能指标提高7%～30%;对于两排翅片圆管管束,顺排和叉排都在第二排涡发生器角度为120°时效果最好,综合性能指标提高分别可达15%和28%.

关键词：层流模型涡发生器翅片管束位置优化流动换热性能