5个研究背景和意义示例,教你写计算机计算流体力学论文

今天分享的是关于计算流体力学的5篇计算机毕业论文范文, 如果你的论文涉及到计算流体力学等主题,本文能够帮助到你

倾转涵道飞行器飞行动力学研究

这是一篇关于倾转涵道式飞行器,计算流体力学,飞行动力学,非线性仿真模型,操稳特性的论文, 主要内容为倾转涵道飞行器是一种新构型飞行器,具有垂直起降和高速前飞的能力,是当前无人机研究发展的新方向。本文研究了一种高速的可倾转涵道无人机的飞行动力学问题。首先,本文研究了倾转涵道飞行器构型,该构型兼具直升机与固定翼飞行器的垂直起降及高速前飞的能力。根据倾转涵道飞行器的设计要求,确定了飞行器的总体参数,建立了飞行器的三维模型,计算了飞行器的飞行性能。其次,基于非结构网格,对倾转涵道飞行器机身及涵道旋翼进行数值求解。通过对飞行器机身的数值计算,得到机身在不同迎角条件下的力和力矩系数;通过对涵道旋翼的数值计算,得到了在不同转速下涵道旋翼产生的拉力及功率的数值;通过对CFD后处理得到的压力及速度云图进行分析,分别得到了机身及涵道旋翼周围的流场特性。再次,通过机理建模的方法建立了其飞行动力学模型。采用叶素理论建立了旋翼气动力模型;采用CFD计算得到机身气动力系数建立了机身气动力模型;通过将起落架简化成弹簧阻尼系统,计算其在与地面接触时的支反力和摩擦力建立了起落架模型。综合以上模型,建立了飞行器的全量六自由度非线性飞行动力学模型。最后,在MATLAB/Simulink环境下搭建非线性仿真模型,对飞行器悬停和前飞状态进行配平计算,得到了飞行器前飞时的配平特性;通过计算操纵功效,得到飞行器在各种模式下的操纵策略;根据小扰动假设,对非线性飞行动力学模型作线化处理,得到该飞行器运动的线性状态方程,分析了飞行器纵横向模态稳定性的变化特点;通过计算飞行器的非线性操纵响应,分析了各通道操纵的耦合特性。

基于原位计算的航天大数据分析系统的设计与实现

这是一篇关于原位计算,计算流体力学,航天大数据,决策树,可视化分析的论文, 主要内容为根据CFD研究社区著名的CFD-2030展望,航天流场网格数量将在2030年前后增长至百亿甚至千亿规模,传统的后处理模式已经无法处理这种大规模的流场数据,如何有效利用单一高精细的CFD模拟数据成为现阶段的挑战,并且对于这种超大规模的高精细CFD模拟数据的实时自动化分析、处理和显示,现有的商业化软件与航天自研软件均缺乏有效的处理手段。针对以上的问题和挑战,本课题展开了基于原位计算的航天大数据分析系统的研究与实现。主要特色包括:(1)基于自研的航天解算器构建了航天原位计算集群基础平台,该集群平台使用高性能计算节点来提供大规模流场数据原位分析的能力;(2)提出了基于拓扑重构的网格划分方法,使得系统具有处理复杂大规模流场网格的能力;(3)实现了基于决策树的原位计算自动化分析功能,提升了航天大数据的分析效率和实时化分析能力;(4)基于并行图像合成方法实现了离线原位计算的流场网格划分与合成,从而支持亿级网格规模的流场数据可视化分析。基于本课题实现的原位计算航天大数据分析系统,已经应用在航天流体力学科研领域,通过实现超大规模网格流场数据的准实时分析和交互式可视化分析能力,极大提升了航天科研人员的生产效率。

船用螺旋桨参数化建模方法研究与优化设计

这是一篇关于船用螺旋桨,参数化建模,水动力性能,计算流体力学,优化设计的论文, 主要内容为近年来,轮缘驱动推进器作为一种新型高效螺旋桨推进器逐渐得以应用,它所使用的无毂螺旋桨相比传统螺旋桨有着更高的敞水效率,许多学者对其开展了深入研究。为了对其进一步设计与优化,本文开发了一套面向无毂螺旋桨和传统螺旋桨的参数化建模系统,实现了螺旋桨的自动化建模。基于该系统与计算流体力学(CFD)方法,本文对一种反厚度规律的无毂螺旋桨进行了设计与优化,并进一步对反厚度螺旋桨推进系统进行了设计与应用研究。本文主要研究内容如下:首先对螺旋桨参数化建模系统进行研究。基于图谱法构建了图谱桨二维型值点与三维型值点计算模型,并对模型进行了修改,使其适用于包括无毂螺旋桨在内的自由形状螺旋桨。根据构建的模型,利用MATLAB开发了一款螺旋桨型值点计算软件,实现了两种图谱螺旋桨及自定义参数螺旋桨的型值点计算功能。然后,对NX进行二次开发,实现了根据输入参数与型值点数据,自动建模传统螺旋桨及无毂螺旋桨的功能。利用CFD法对参数化建模的图谱桨进行了水动力性能分析,验证了建模系统的正确性。对JQ-5-81系列螺旋桨进行了参数化建模,并用CFD技术分析了其水动力性能。结果表明,该桨的敞水性能与图谱数据相符,满足设计要求。通过分析螺旋桨的压力分布、后流场速度分布和涡流特征,进一步验证了螺旋桨模型的正确性,进而证明了建模系统的可靠性。其次,基于计算流体力学方法与参数化建模系统对一种反厚度规律无毂螺旋桨进行了优化设计。利用参数化建模系统参照Ka4-70型号螺旋桨建模了一种反厚度规律无毂螺旋桨,并通过CFD技术,对其敞水性能进行分析。结果表明,该反厚度螺旋桨具有一定的研究意义和应用潜力。以最大敞水效率为优化目标,通过调整叶截面弦长、叶片长度和螺距比等参数,对反厚度螺旋桨进行了优化设计,实现了在最大效率进速范围内平均敞水效率6.45%的提升。文章还对比了优化前后的反厚度螺旋桨及传统螺旋桨的尾流场速度、涡量分布,分析了不同螺旋桨性能差异的原因。最后,开展了反厚度螺旋桨推进系统的设计与应用研究。分析了不同导管形状对推进系统水动力性能的影响,并在设计的四种导管中选择了性能最优的一种。针对系统推力较小的问题,提出了使用对转桨方案来提升推力。分析了不同桨距下系统的水动力性能,最终得到最优桨距对转螺旋桨系统,其相较单桨系统在最大敞水效率区间内推力提升了55.44%。对系统进行了船机桨匹配,在最大效率工况下匹配了适合的船舶阻力及发动机功率。

固定床加氢反应器溢流型分配器的数值模拟与优化

这是一篇关于溢流型分配器,数值模拟,计算流体力学,结构优化的论文, 主要内容为随着世界原油重质化、劣质化趋势越来越明显以及环保法规越来越严格,对劣质重油进行高效加工已经成为世界炼油工业面临的机遇和挑战。在全球重油加氢装置中,固定床加氢装置占据80%左右,其中固定床反应器内构件的开发和优化一直是优化加氢工艺的重点和难点,在固定床反应器中气液分配器是最重要的内构件之一。本文对一种典型的喷射型分配器-雪弗龙分配器进行了CFD模拟分析,针对雪弗龙分配器结构复杂、耗材、压降高等缺点,提出更加先进的、适应于高粘度重油和大直径反应器的新溢流型分配器,基于CFD模拟数据开发了分配盘设计软件。采用欧拉两相流模型和标准的k-ε湍流模型对雪弗龙分配器进行了CFD模拟。研究表明雪弗龙分配器在气相入口面积不变的前提下,气相入口结构不会对分配效果产生明显影响;喉管部分对液位影响较大,去除喉管会降低分配器的操作弹性;喷嘴部分结构最为复杂,对整体压降的影响占比最大,为72.1%,对分配效果的影响也最大;对雪弗龙分配器组成的分配盘进行了CFD模拟,模拟结果显示雪弗龙分配盘在渣油加氢、柴油加氢和航煤加氢这三种不同的工况下液相均能在分配盘与催化剂床层间距为200 mm时实现较为均匀的分布,但其压降过大,均在1500 Pa以上。针对雪弗龙分配器结构复杂、耗材、压降高等缺点,设计出了管式分配器基本构型,对管式分配器进行CFD模拟和优化,优化后的新溢流型分配器压降较雪弗龙分配器降低了15倍,分配不均匀度较雪弗龙分配器降低了16.83%,抗液位波动能力和操作弹性也优于雪弗龙分配器;对新溢流型分配器组成的分配盘进行了CFD模拟,模拟结果显示此新溢流型分配盘在渣油加氢、柴油加氢和航煤加氢这三种不同的工况下液相均能在分配盘与催化剂床层间距为150 mm时实现较为均匀的分布,且压降均在700 Pa以下。基于不同气液相流量下的模拟数据,使用MATLAB开发了具有图形用户界面的分配盘设计软件。输入工艺参数和分配盘结构参数,软件可计算出分配盘液相分布不均匀度和所需分配器个数。可根据输出的分配盘不均匀度结果对分配盘结构参数(分配器间距)进行调整,从而确定出能够满足一定工艺条件的最优分配盘结构参数。