计算流体动力学

摘要： 水下滑翔机在流体中变速运动会带动周围流体一起做变速运动,这一部分流体的质量称为水下滑翔机的附加质量.附加质量对水下滑翔机的动力学行为具有重要影响.本文提出了一种水下滑翔机附加质量求解方法,即利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对水下滑翔机在静止的无黏流体中低速、小振幅周期运动进行数值模拟,进而求得附加质量.使用商用CFD软件STAR-CCM+计算了海燕-L水下滑翔机的附加质量,与基于势流理论的H-S面元法计算结果相差5％以内;与水下滑翔机模型水池试验结果相比,除垂直于水下滑翔机机翼方向的附加质量λ22以外,其他附加质量的相对误差在6％以内,优于常规的平面运动机构试验的CFD数值模拟等其他求解方法.该方法只需要建模一次,在同一个流体域中模拟水下滑翔机的4种运动方式,监控其所受水动力和力矩,即可得到水下滑翔机的附加质量,极大提高了附加质量求解效率.同时,该方法能适用于任意尺寸、形状的水下滑翔机,对不同型号水下滑翔机水动力外形设计、动力学建模都具有较大的参考价值.

摘要： 颅内动脉粥样硬化是导致缺血性脑卒中发生的主要病因之一,尽早明确诊断对患者的后期治疗及预后有重要意义。传统的影像学评估方法不足以准确评估该类疾病,高分辨磁共振血管壁成像(high resolution MR vessel wall imaging,HR-VWI)以及斑块的影像组学快速发展,显示出独特优势,血管内成像以及计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)等新兴方法在颅内动脉粥样硬化诊断中也发挥着重要作用,而不同评估方法的联合应用会提高临床诊断的准确率。现对颅内动脉粥样硬化的影像学评估方法进行综述,以明确不同方法的主要作用。

摘要： 随着绿色环保的现代轨道交通设计理念发展,受电弓减阻成为制约高速列车提速的关键问题之一。高速列车运行时,受电弓暴露于流线型车体之外,是列车气动阻力的主要来源之一,随着列车速度的提高,受电弓的减阻问题亟待解决。本文针对某型高速受电弓,基于计算流体动力学仿真技术,分析了整弓气动阻力分布,确定滑板与底座的压差阻力是气动阻力的主要来源,提出了滑板流线型减阻外壳与底座包裹流线型减阻外壳的优化方案,并与原模型对比验证了减阻效果。计算表明,减阻模型在350 km/h运行时,整弓气动阻力在开口、闭口时分别降低25.13%与24.19%。

摘要： 针对某电子水泵存在效率低下、运行不稳定的问题,对该电子水泵叶轮结构参数进行了优化。采用ANSYS Fluent软件对该型号电子水泵内部流场进行了仿真分析,求得了该型电子水泵的扬程,并将其与试验值进行了对比,对仿真模型的准确性进行了验证;以叶片数、叶轮出口直径、叶轮出口宽度为优化变量,采用Box-Behnken设计了其响应面模型,以扬程和效率最大为优化目标,对其进行了计算优化;在响应面分析变量的基础上,增加了叶片出口角作为遗传算法优化变量,以理论扬程最大、流量—扬程曲线最陡、损失最小为分目标函数,分别建立了其数学模型,并利用MATLAB对其进行了多目标优化;以优化后的参数进行了仿真。研究结果表明:经过响应面优化后,电子水泵的效率提升了4.7%,内部流场得到了一定改善;经过遗传算法优化后,电子水泵的效率提升了15.9%,内部流场改善显著,扬程都可满足使用要求。

摘要： 为验证计算流体动力学(CFD)方法在钠冷快堆失流事故模拟计算中的可靠性和可行性,针对快中子通量实验堆(FFTF),建立了包含冷池、热池、堆芯在内的全三维模型,其中堆芯组件简化为多孔介质模型,堆芯保留了盒间特征,各类隔板简化为无厚度面。失流事故下主要参数计算结果与实验数据的对比表明,CFD方法能有效捕捉冷池、热池以及盒间复杂的流动换热现象,堆芯最热组件的位置在瞬态过程发生了变化,热管段出口温度与实验值符合良好,装有温度测点的组件出口温度模拟值较实验值低。CFD方法仍需针对组件盒间进行相应的模型开发和验证,此外还需进行大量全堆级别的实验验证,以保证计算结果的合理性。

摘要： 为优化条缝送风口在贵宾候车室夏季应用时的气流组织状况,采用计算流体动力学分析方法,预测3种送回风形式下候车室的温度场、速度场、热舒适性(PMV)及不满意率(PPD)分布情况,以气流组织均匀性及人体热舒适性为目标,分析不同方案下候车区的气流组织及热环境特点,并对计算模型的准确性进行了验证。结果对比发现:三种方案都基本满足设计规范,但采用侧送顶回方案气流组织更加均匀、人体热舒适性更高、不满意率更低,且能达到更加节能的效果,可作为优选设计方案。

摘要： 考虑到径向基函数插值进行流固耦合边界数据传递不受网格点拓扑关系的约束,尤其适用于CFD数值计算.针对插值数据中异常值会导致插值精度下降问题,采用图像滤波对CFD插值数据异常值进行滤波处理,结合高斯滤波、双边滤波和导向滤波各自特点,将导向滤波与已用于CFD平台的移动最小二乘去噪算法进行对比分析.仿真结果表明:三种滤波方法中,导向滤波的整体效果最为理想,且比移动最小二乘算法更适合于连续物理场数据去噪.将其应用于不同边界点密度情况下的流固耦合边界数据传递计算,显著提高了基于径向基函数插值的边界数据传递精度.

摘要： 作为“双碳”目标下节能减排的关键领域,低碳建筑成为缓解温室效应的建设性选择。本文以eVolo设计竞赛方案为例,基于文献梳理和需求约束,解析了低碳建筑的内涵、影响因素及设计策略,进而基于计算流体动力学数值模拟分析,凝练出低碳建筑优化设计方法和策略,为其形态精细化设计与合理化升级提供理论指导。

摘要： 利用离散单元法与流体动力学耦合的方法研究了不同入口流速(0.6、1.2、1.7 m/s)和额定转速(2650、2800、3000 r/min)下单级离心泵内部流场变化、磨损部位、磨损量、输送能力。结果表明:离心泵叶轮叶片尾部易发生空化现象,入口流速对叶片空化现象、出水管道滞留区域产生的影响大于转速的;9种工况下离心泵最大磨损量出现在叶片尾部,转速从2650 r/min变化为3000 r/min时,磨损最严重的部位由叶片1、4尾部变为叶片1、2尾部,叶轮叶片为离心泵磨损最严重的部件,占离心泵总磨损量的38.10%~49.41%;离心泵内沙粒平均停留时间表明,流速对离心泵输送性能的影响大于转速的,入口流速0.6m/s、1.2m/s、1.7m/s下沙粒平均停留时间分别为0.144、0.068、0.052 s,说明随着流速的增加,离心泵输送性能增强。

摘要： 以动车组牵引电机为研究对象,基于计算流体动力学理论,对牵引电机内部流场进行数值模拟分析,分析了各部分流场对电机内部温度场的影响,研究了空气流量、电机损耗、定转子通风孔流量配比等因素对温度场的影响。根据计算结果进行结构优化,降低电机的工作温度。最后引用熵产分析理论计算不同风量和结构下的熵产值,通过运用熵产理论验证各方案的散热性能,并与仿真计算结果对比,进一步验证仿真计算的可行性。计算结果表明:随流量增加,电机降温显著,同时温度降低的幅度越来越小;优化方案二的各部件温度最低,降温效果最显著,熵产值最小。

摘要： 本文建立客车空调风道流体域模型并应用计算流体动力学RANS方法求解稳态流场,分析风道流体区域的台阶和扩张口等特征流动产生的壁面分离、漩涡脱落现象和其对流场的影响.基于稳态流场结果应用分离涡模拟方法求解区域瞬态声场,预测风道区域关键边界特征的近场噪声声压级频谱参数,并应用FW-H方程计算远场位置噪声声压级和频谱曲线.

摘要： 空气中污染物及病菌的浓度直接影响人类的健康,如何通过优化设计布局提高通风效率,改善室外空气质量成为迫切需要解决的问题.研究基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO),结合CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟技术对四栋标准多层建筑进行了布局优化,通过100代的优化计算,得出了最优的健康布局模式.研究表明,通过设计改善室外空间空气质量是有效的;在大型计算资源的支持下,对城市各个尺度的设计布局进行智能优化是可行的.

摘要： 空气中污染物及病菌的浓度直接影响人类的健康,如何通过优化设计布局提高通风效率,改善室外空气质量成为迫切需要解决的问题.研究基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO),结合CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟技术对四栋标准多层建筑进行了布局优化,通过100代的优化计算,得出了最优的健康布局模式.研究表明,通过设计改善室外空间空气质量是有效的;在大型计算资源的支持下,对城市各个尺度的设计布局进行智能优化是可行的.

摘要： 空气中污染物及病菌的浓度直接影响人类的健康,如何通过优化设计布局提高通风效率,改善室外空气质量成为迫切需要解决的问题.研究基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO),结合CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟技术对四栋标准多层建筑进行了布局优化,通过100代的优化计算,得出了最优的健康布局模式.研究表明,通过设计改善室外空间空气质量是有效的;在大型计算资源的支持下,对城市各个尺度的设计布局进行智能优化是可行的.

摘要： 空气中污染物及病菌的浓度直接影响人类的健康,如何通过优化设计布局提高通风效率,改善室外空气质量成为迫切需要解决的问题.研究基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO),结合CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟技术对四栋标准多层建筑进行了布局优化,通过100代的优化计算,得出了最优的健康布局模式.研究表明,通过设计改善室外空间空气质量是有效的;在大型计算资源的支持下,对城市各个尺度的设计布局进行智能优化是可行的.

摘要： 空气中污染物及病菌的浓度直接影响人类的健康,如何通过优化设计布局提高通风效率,改善室外空气质量成为迫切需要解决的问题.研究基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO),结合CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟技术对四栋标准多层建筑进行了布局优化,通过100代的优化计算,得出了最优的健康布局模式.研究表明,通过设计改善室外空间空气质量是有效的;在大型计算资源的支持下,对城市各个尺度的设计布局进行智能优化是可行的.

摘要： 东武仕水库建库初期功能以灌溉为主,兼顾防洪、发电.从1993年开始,水库功能逐渐转变为以城市工业供水为主,兼顾防洪、灌溉及发电.由原来的大流量灌溉放水发电改为小流量长期放水发电,造成机组不再适应水库放水要求,同时给机组的安全运行带来极大的安全隐患.为此,根据实际运行条件,通过转轮CFD计算分析,研究制定了机组转轮改造方案,顺利进行了实施并取得了显著效果.

摘要： 东武仕水库建库初期功能以灌溉为主,兼顾防洪、发电.从1993年开始,水库功能逐渐转变为以城市工业供水为主,兼顾防洪、灌溉及发电.由原来的大流量灌溉放水发电改为小流量长期放水发电,造成机组不再适应水库放水要求,同时给机组的安全运行带来极大的安全隐患.为此,根据实际运行条件,通过转轮CFD计算分析,研究制定了机组转轮改造方案,顺利进行了实施并取得了显著效果.

摘要： 东武仕水库建库初期功能以灌溉为主,兼顾防洪、发电.从1993年开始,水库功能逐渐转变为以城市工业供水为主,兼顾防洪、灌溉及发电.由原来的大流量灌溉放水发电改为小流量长期放水发电,造成机组不再适应水库放水要求,同时给机组的安全运行带来极大的安全隐患.为此,根据实际运行条件,通过转轮CFD计算分析,研究制定了机组转轮改造方案,顺利进行了实施并取得了显著效果.

摘要： 东武仕水库建库初期功能以灌溉为主,兼顾防洪、发电.从1993年开始,水库功能逐渐转变为以城市工业供水为主,兼顾防洪、灌溉及发电.由原来的大流量灌溉放水发电改为小流量长期放水发电,造成机组不再适应水库放水要求,同时给机组的安全运行带来极大的安全隐患.为此,根据实际运行条件,通过转轮CFD计算分析,研究制定了机组转轮改造方案,顺利进行了实施并取得了显著效果.

摘要： 一种用于燃料供给系统的流体动力学装置，所述流体动力学装置(50)包括沿着轴线(A)延伸的进口管道(51)、沿着轴线(A)延伸的出口管道(52)、进入管道(53)以及连接管道(54)，进口管道(51)、出口管道(52)和进入管道(53)会聚到所述连接管道中；连接管道(54)限定了进口管道(51)与出口管道(52)之间的收缩部，从而在使用期间，进入管道(53)中形成的燃料压力低于进口管道(51)和出口管道(52)中的燃料压力。

摘要： 一种用于改善具有焊缝的海洋船舶的流体动力学轮廓和污染特性的方法，该焊缝形成在船舶水线以下的表面上突起的焊帽。该方法包括通过将整流件应用到水下表面来修正焊缝，例如通过使用填充物。一种具有整流件的船舶以及一种用于船舶并且包括整流件的覆层系统。

摘要： 本申请涉及一种用于车辆(200)的传动系统(100)，传动系统包括流体动力学缓速器(2)、第一传动系统部件，诸如变速器输入部(3a)，以及控制器(7)，控制器构造成在时间点(t1)处激活流体动力学缓速器(2)，该时间点基于第一传动系统部件的旋转加速度(10)确定。本公开还涉及控制流体动力学缓速器(2)的方法。

摘要： 本发明涉及锂电池加工领域，公开了一种利用电流体动力学与流体动力学技术修复电池分条或模切极片毛刺的设备,包括容器，容器设有出液口，所述容器内部填充有流体，极片与容器之间存在相对运动，极片在经过出液口时吸附出液口上的流体，与现有技术相比，本发明的有益效果是：活塞板是采用压电元件制成，通电之后可以实现高频震动，流体在活塞板的挤压下在出液口形成泰勒锥，极片在接近或者经过出液口时，极片上的毛刺在电场的作用下吸附出液口上形成泰勒锥的流体，流体滴到极片上将毛刺包裹或者分解，使后续的包装不会被毛刺刺破，提高成品率。

摘要： 一种用于燃料供给系统的流体动力学装置，所述流体动力学装置(50)包括沿着轴线(A)延伸的进口管道(51)、沿着轴线(A)延伸的出口管道(52)、进入管道(53)以及连接管道(54)，进口管道(51)、出口管道(52)和进入管道(53)会聚到所述连接管道中；连接管道(54)限定了进口管道(51)与出口管道(52)之间的收缩部，从而在使用期间，进入管道(53)中形成的燃料压力低于进口管道(51)和出口管道(52)中的燃料压力。

摘要： 本发明公开了具有空气动力学和/或流体动力学表面处理的轮胎和其他物体的各种实施例。

摘要： 本发明公开了一种基于ApacheFlink的分布式流体动力学计算方法，包括如下步骤：数据采集：接收特定流域所产生的流体数据，使用分布式收集实时采集的流体数据；数据清洗：使用Flink平台的map算子拆分功能，将采集到的流体数据一行一行转换出来，使用Flink平台的flatmap算子拆分功能，将每条流体数据记录由一行转换成多行，使用Flink平台的keyby算子分区功能，将每条流体数据记录按照速度值字段进行数据分区，将相同的速度值放到同一个分区。本发明通过使用使用flink框架，数据实时性处理很强，不会产生数据的延迟，保证数据的一致性，数据的吞吐量很强，即数据可以频繁的写入到flink当中且不会丢失。

摘要： 本发明提供一种基于光滑粒子流体动力学的地表产汇流计算方法，包括如下步骤：初始化计算条件，用底部粒子来描述地表信息，用流体粒子来描述地表产汇流；根据流体粒子在当前时刻的速度和位置，计算加速度；根据流体粒子的加速度和位置，计算该粒子在下一时刻的速度和位置；计算该粒子移动到新位置后的密度和光滑长度；根据降雨和下渗的水量计算流体粒子的质量，对流体粒子进行动量修正；对于无粒子覆盖的上游区域添加初始状态的流体粒子；对每一时步进行计算，输出地表产汇流的计算结果。本发明提供的方法无须建立网格，建模过程更加高效；支持降雨和下渗计算，可以更完整地模拟地表产汇流过程。

摘要： 本发明公开了一种基于Apache Hadoop的分布式流体动力学计算方法，包括如下步骤：接收特定流域节点所产生的流体数据，并利用信源编码为每一个节点数据配置独立的数据标识，以原格式存储于Hadoop平台分布式文件系统；对接收的流体数据进行聚类，得到聚类数据，将聚类数据存储于HBase分布式数据库；基于Hadoop运行预设的异常数据滤除模型实现节点数据的预处理；基于Hadoop运行预设的节点数据分类模型实现节点数据的分类，获取节点数据集。本发明基于Hadoop实现了流域节点数据的分布式计算分析，可以及时发现流域数据计算中存在的异常情况，实时性好、准确率高，同时，对数据进行一定的处理，以保证数据在使用、传输和开放过程中的安全。

摘要： 本申请实施例提供了基于量子算法的计算流体动力学模拟方法、装置及设备，量子计算的固有特征是量子并行性。在希尔伯特空间中，量子比特的量子态是一个向量，每个作用在量子比特上的量子逻辑门操作都是在希尔伯特空间中的量子态变换。如果将对一个实际问题的描述编码为一组量子比特的量子状态向量，则可以通过执行操作来改变向量实现问题的求解，而无需迭代每个量子比特的状态。例如，如果将矩阵和向量相乘，不再需要for循环，仅需要量子逻辑门操作作用于输入的量子态上即可。本申请实施例中，实现了利用量子计算实现CFD模拟，利用量子计算，相对于经典算法有指数级的加速，从而能够降低CFD的复杂度，增加CFD的实用性。