摘要：针对质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)氢气引射器优化研究中优化精度低、忽视多结构耦合作用的问题,采用cfd和响应面法结合优化引射器结构参数。通过单因素仿真试验研究各结构对引射比的影响,在此基础上设计正交试验构建响应面分析多结构参数交互作用。研究结果表明:喷嘴距和等压混合室直径的响应p值小于0.05,存在耦合作用且对引射性能具有显著影响,通过响应面法优化后引射器最大引射比达到3.62,相比于单因素优化结果提升了25.69%并且预测模型误差仅为4.93%。

摘要：基于1900TEU集装箱船设计要求,对机舱空间运用cfd技术对温度场进行优化。首先对初始设计的通风管道进行大风量方案的研究,选择提升风速16.85%和16.93%的两型方案;在此基础上,研究了两型方案对温度场的影响,选择了对平均温度下降率最高(4.40%)的方案作为最优方案;进一步对最优方案进行舒适面积率的对比,发现可改善航行工况中船员工作环境舒适度(提升了2.07%)。该研究成果为机舱通风布置提供了数据支撑和参考依据。

摘要：该文基于cfd方法研究了船舶侧推器槽道开孔深度对船体阻力的影响。侧推槽道一般位于船艏,与来流方向垂直。由于流动分离作用,槽道内外会形成旋涡流动,此旋涡流动的稳定性对船体的阻力产生了一定的影响。该文采用RANS方法研究了不同侧推槽道深度下槽道内外旋涡的流动特征,并分析了船体阻力的变化规律。研究表明:当侧推槽道开孔深度与开孔直径比达到0.4时,船体阻力增加超过1%,船体阻力增量达到最大;当继续增加槽道深度时,船体阻力增量下降。通过流场关联性分析也可以发现,槽道内部涡流的稳定性及多涡流间的干扰也是造成船体阻力增加的一个因素。该研究成果可为船体艏部侧推器的槽道设计提供技术参考。

摘要：为提高天然气压缩机性能,提出了一种截面母线为圆锥曲线的曲率连续阀。构建了曲率连续阀的流通面积数学模型;通过cfd(计算流体动力学)对不同几何参数、不同工况的曲率连续阀内部流场与流通性能进行了数值模拟分析,得到了曲率连续阀的压力损耗、气动力与迹线流出角度分析结果,并优化设计了曲率连续阀的形态与流道;对曲率连续阀和平台型锥阀进行了数值模拟实验,得到了不同类阀气动力、流通面积与压力损耗的对比结果。研究表明,曲率连续阀的几何参数直接决定其流通面积、气动力、压力损耗等性能指标;在相同工况下,曲率连续阀工作性能相较于传统平台型锥阀有一定提高,研究结果为气阀形态创新研究提供了理论基础。

摘要：【目的】针对翼型优化气动参数间性能冲突问题,提出一种基于深度学习和MOEA/D相结合的混合优化模型,将卷积神经网络、遗传算法内插到MOEA/D框架之中,用于权衡各目标函数之间的相关性和复杂度。【方法】首先,尝试将深度学习方法作为常规流体力学分析方法的补充,建立高可信度的翼型气动特性CNN响应预测模型,用于快速评估翼型的气动参数;然后将响应模型、遗传算子内插到MOEA/D框架之中,构建基于MOEA/D的多目标混合优化模型,并以NACA某5位数高升力翼型巡航工况下的升阻比和力矩系数为优化目标,对其进行测试。【结果】结果表明:利用该混合模型可以高效地在设计空间内获得连续的Pareto前沿解,最后对获得的Pareto前沿面翼型进行气动性能和流场结构分析,研究不同翼型构型在前沿面的分布规律,进一步指导设计者在翼型选型中挖掘潜在的基础翼型。

摘要：采用基于N-S方程的cfd方法对流体动压润滑状态下的表面织构进行数值模拟,分析了不同几何参数下楔形结构对表面织构动压性能的影响。结果表明:几何参数对织构的动压性能有着显著影响,对称及楔形收敛织构的动压性能随深度比的增大呈先增大后减小趋势,随面积率的增大而增大;而相反的楔形结构使织构表现出相反的动压性能,因此当深度比增大到一定程度后,楔形发散织构表现出较楔形收敛织构更优的动压性能。此外通过正交模拟得出,相同工况下,对织构动压性能影响的主次因素依次为表面形状>面积率>截面形状>深度比,对负压幅值影响的主次因素依次为深度比>截面形状>表面形状>面积率,为织构的设计优化提供参考。

摘要：针对棉花中后期因冠层郁闭导致施药效果差的问题,对76 cm等间距种植的机采棉进行数据采集并建立模型,以高地隙吊杆式喷雾机为载体,采用cfd离散相模型对锥形雾化喷头的喷洒效果进行仿真模拟。以最低喷头离地高度、喷头间距及α角度为试验因素,以雾滴在棉花叶片正、反面的覆盖率作为评价指标,设计响应面试验,研究喷头布置参数对喷雾效果的影响。结果表明:当最低喷头离地高度为400mm、喷头间距为300mm、α角为30°时,雾滴在叶片正、反面覆盖率平均预测值分别为20.283%和11.042%。利用实际棉花模型对仿真结果进行验证试验,雾滴在棉株叶片正、反面的平均覆盖率分别为21.79%和11.97%,正、反面覆盖率相对误差最大分别为8.02%和9.40%。试验结果表明:模型可靠,优化结果可改善中、下层叶片受药情况,棉株整体受药良好。

摘要：海上作业过程中,经常存在两个浮体相邻的情况。真实海洋环境中,伴随着随机波浪的影响,相邻浮体可能会产生耦合运动。尤其是在恶劣海况下,浮体的极端运动响应可能导致其倾覆,对海上作业产生严重危害。基于波群参数化和次序采样,结合计算流体力学(computational fluid dynamics,cfd)模拟,该文研究和分析了在不规则波浪中相邻浮体的横摇运动特性,并基于主动学习方法,采用少量样本有效地预测了浮体随机波浪的极端响应超越概率。此外,还研究了相邻浮体的距离比G/D对运动响应的影响,通过不同G/D下相邻浮体的时间超越概率进行预测和比较,找出了最优的相邻浮体距离,为实际工程应用提供了理论依据。

摘要：为研究轻质燃油舱中的日用舱和储油舱油舱吸入口流动特性,本文通过cfd仿真建立了日用舱和储油舱喇叭口、上斜口及增大储油舱集油槽后的吸入口有限元模型,模拟储油舱向日用舱进行油料调拨及使用日用舱向目标进行油料加注时油舱吸口周围的流动特性,采用湍流模型模拟实际流动状态。通过改变流动域、边界条件等设置,对不同油舱的不同吸入口形式进行cfd仿真,得到系列速度流线规律。仿真结果表明:1)同样布置情况下,采用上斜45°吸口相比于喇叭口吸口对集油舱内部扰动影响较小;2)吸入口相对于舱底、舱壁的布置位置对集油槽内流体扰动情况影响较大,在设计中需特别关注。

摘要：集装箱堆场门式起重机往往沿着结构行走轨迹方向并排布置,且两机间隔较小。这种排布方式可能为门式起重机互相折减风力系数提供机会。为了研究集装箱堆场门式起重机风力系数折减规律,开展了集装箱堆场门式起重机双机联合风阻特性的数值研究。首先利用cfd方法,研究了门式起重机在各风向角下的风力系数变化,得到了对门式起重机最不利的风向为(30~45)°风向的结论;然后针对风场中两台并排放置门式起重机多间距下各风向风力系数开展了数值模拟研究,研究了各风向风力系数随距离变化规律,并给出了两门式起重机风力折减系数表。数值研究结果表明:为了使风力系数综合折减效果最好,门式起重机应当尽可能保持最小的间距,尤其是在支腿间距为5m时,正面迎风工况下前后机风力系数分别折减至93%和42%;而针对最危险的风向也可以至少分别折减至96%、93%和97%、92%。研究的结论可为港口集装箱堆场门式起重机的防风措施设计提供参考。