位于剪切层的移测架流固耦合分析-论文.pdf

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1、第42卷第6期同济大学学报(自然科学版)VoIl42No．62014年6月j()URNAL(1FT()NGJIUNIVERSITY(N盯URAIJsCIENCE)Jun2014文章编号：0253—374X(2O14)06—0944—05位于剪切层的移测架流固耦合分析李启良，杨志刚，王毅刚，刘巧云(同济大学上海地面交通工具风洞中心，上海201804)摘要：基于数值计算与风洞试验相结合，研究了移测架的流Keywords：traversingsystem；动特性，验证了采用数值方法的准确性．通过分析剪切层内force；fluid—structureinteract

2、ion的移测架的受力，得知：移测架受到的总气动阻力和总气动升力随着它与喷口距离的增加而增加，其增加速度在距离为5m时达到最大．利用流固耦合计算方法，了解到移测架受到汽车风洞试验中，为了实现对试验测点的精确的最大气动升力远大于平均气动升力，约在3倍左右．升阻定位，需要引进一套测量仪器——移测架．将移侧架力不再具有单一频率特性，而是存2～60Hz内分布着较大安装在风洞试验段中，会对风洞试验段流场造成干的振幅．如此宽范嗣的频率容易引起移测架共振，从而使扰作用．笔者曾分析移测架位于均匀流场中，它在不移测架发生强烈抖动，导致测点定位的不准确，影响到汽车同离地高度时，周

3、同流场变化及移测架的受力情风洞试验数据的准确度．况u]．然而，在非均匀流场，特别是在剪切层时，移测关键词：移测架；剪切层；气动力；流同耦合架的受力情况如何是值得研究的．因为在开口回流中图分类号：U467．1文献标志码：A式风洞中，喷口喷入的气流会在喷口上边缘出现明显的射流剪切层[．该射流剪切层内包含大量涡的Fluid-structureInteractionofTraversing信息，涡与涡之间不断进行能量传递，形成了复杂的SysteminShearLayer涡旋运动．如果移测架位于射流剪切层内，受到剪切Ufiang，YANGZhigang，WANGYig

4、ang，UQiaoyun层内复杂涡旋运动的影响，测点的定位就会变得不(ShanghaiAutomotiveWindTunnelCenter，TongjiUniversity精确了．值得指出的是，相关方面的研究很少．唯一Shanghai201804，China)能作参考的就是方柱绕流的研究I{．为此本文通过Abstract：Basedonacombinationofnumericalsimulationand数值计算方法，研究了处于剪切层内的移测架与喷windtunnel，flowbehaviorofthetraversingsystemwas口相隔不同距离时

5、，移测架受力情况．同时也采用流investigatedandthefeasibilityofnumericalmethodwas固耦合方法，分析移测架气动力的频率特性，以及由proved．Theaerodynamicforcesactingonthetraversing此产生的位移和振幅特性．借此为风洞试验时移测systemunderdifferentsituationswerecalculated．Itisfound架的正确使用提供更为全面的理论以及数据依据．thatwiththeincreasingofthedistancebetweenthetrave

6、rsingsystemandthenozzle，theforceincreases，andthegrowthratepeaksatadistanceof5m．Basedonthemethodoffluid—1简化移测架的试验与数值对比structureinteraction，itisfoundthatthemaximumunsteadyliftforceislargerthantheaverageforces，whichisabout31．1试验方法times．Thesinglefrequencycharacteristicisn’tfoundatthe加工

7、1／2缩比的简化移测架模型在l／15的模powerspectraldensityofdragandliftforces．Highamplitude型风洞进行平均压力和速度的测量．模型风洞的喷occursatthefrequencyfrom2to60Hz．whichiSeasytolead口截面：宽×高为433mm×283IFlm，试验段：长xtoresonatethetraversingsystem．Itmustcauseaseverevibrationofthesystem，whichresultsintheinaccuracyofthe宽×高为1517m

8、lTl×1185mlTl×818mm．简化移auto