基于STAR-CCM+船舶水动力性能研究

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利用商业CFD计算软件STAR-CCM+对某油船四个线型进行阻力及自航模拟计算,得到阻力,推力及扭矩值,分析推进效率各成分,选出最优线型.所得到的船体周围的流场信息可以为线型的进一步优化提供一定的参考数据.
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应用三维流体计算软件STAR-CCM+,在考虑了太阳辐射下建立了温度场-流场数值模型.对乘员舱内温度场进行了数值模拟,仿真结果与试验结果误差10%,在接受范围内.结果表明由于两侧吹面风口风速较低导致空调送风量在200m3/h的情况下,主驾和副驾头部区域风速较低;提出两种改进方案,改变风量分配比例和两侧风口面积减小1/3,分别对这两种方案仿真结果进行比较分析,最终确定改进方案.
本文借助STAR-CCM+软件对压气机流场进行CFD分析.首先通过软件对某增压器三维模型进行表面处理,修补模型表面及进行必要的简化处理,然后用布尔运算将模型中压气机壳体与中间壳体合并为一个体,抽出压气机壳体、中间壳体及叶轮三个体形成的流体域.其次利用软件定义进出口边界及叶轮转速,从而模拟了特定转速下,压气机的性能.最后,对仿真模型对应型号的增压器进行实验验证,测得在相应转速下的相关参数,包括压气机
应用CFD方法,对某SUV车型的A柱风噪性能进行稳态仿真分析.结果显示,A柱的气流分离较为明显,存在着风噪风险.基于此,对A柱的段差、A柱装饰条以及三角盖板进行单因素方案及综合因素方案进行优化分析,最终能使A柱分离区长度减小110mm,A柱分离区体积减小了约44%,能有效的降低了该车型的A柱风噪风险.
通过分析影响怠速空调性能的因素,确定冷凝器进气温度为可量化的主要因素.建立了整车热管理数值仿真计算模型.通过优化前端封装,明显降低了冷凝器进气温度及前端热回流现象.通过试验验证,试验结果能与数值模拟较好的吻合.通过优化前端封装,回流率、冷凝器进气温度、空调功耗均有降低.计算分析结果为提升怠速空调性能提供了有利的依据.
本文利用STAR CCM+对储水式电热水器的升温和放水两个工作过程进行仿真分析.分析速度场和温度场发现,优化方案能够明显提升热水器热水输出率,增加热水输出时间,从而提升整机的性能品质.
冷却系统是维持发电机组正常运行的重要组织,直接影响着机组运行安全与使用寿命.在新开产品中通常有因冷却系统设计不合理导致某些部件温度过高而不能够正常投入市场的现象.本文描述某新研发的小型发电机组在实验过程中发现油箱表面温度过高,从而对其结构改进,完成优化方案的过程.
借助STAR-CCM+软件,通过汽车表面和发动机舱内部内、外流场耦合计算数值模拟方法,对空调外循环进气进行研究,模拟乘员舱内热窜气,分析空调外循环打开时,空调进气口进气温度及空调外循环进气的流动轨迹,分析结果与测试进行对比,将误差控制在3.1℃以内.
本文选取两船舶线型,不同航速时的阻力进行CFD模拟.考虑船舶的对称性,使用半船进行建模.为减少网格数量并尽量保证精度,采用局部加密进行网格处理.采用VOF法对自由液面进行模拟.并采用叠模法计算形状因子1+k.通过与船模试验数据对比,具有较高的数值精度.
本文以发动机进气歧管和曲轴箱强制通风系统(Positive Crankcase Ventilation,以下简称PCV系统)为研究对象,应用STAR CCM+软件建立CFD仿真模型,对PCV气体在各缸分布过程进行数值模拟,并对模型进行优化,以提高PCV气体在各缸分布的均匀性,从而保证各缸燃烧的均匀性,减少由进气歧管设计不合理导致的各缸燃烧不均、怠速抖动等NVH问题.
模型数值模拟结果与模型试验结果误差很小,可以使用模型数值模拟代替模型试验来预估船舶水动力性能;实船流场与模型流场存在差异,因而模型数值模拟不能精确反映实船流场的情况;实船采用与模型相当网格量自航模拟时,存在较大误差;主要体现在航部螺旋桨区域计算精度,随着航部及螺旋桨附近网格的加密,实船模拟结果精度逐渐增大,本文中当网格量达到800万左右时,计算结果精度基本可以满足工程需求; 综上所述,模型CFD模