坦克动力舱流场的数值模拟及进排气格栅的气动优化

发布时间：2022-01-24 06:24

　　为了研究坦克动力舱内气流的流动情况以及进排气格栅对流场的影响,并改善坦克动力舱的冷却性能和防护性能,本文主要研究了两部分内容：坦克动力舱内流场的数值模拟和进排气格栅的气动优化。在数值模拟部分,应用了基于计算流体力学的方法对坦克的外流场和动力舱内流场进行了模拟,并分析了风扇、散热器等重要部件的数值模拟方法和原理。模拟结果展示了动力舱内外流场的状态以及动力舱内流场的细节,为分析坦克外流场和动力舱内流场的相互作用、动力舱内的速度压力分布状况提供了基础和依据,为动力舱冷却性能和防护性能的改善以及进排气格栅的优化做了铺垫。在格栅优化部分,采用了基于Kriging代理模型的遗传算法对进气格栅的位置及进排气格栅的外形和尺寸进行了优化,并采用气流经过进排气格栅的压力损失、散热器冷却气流流量来衡量冷却性能,采用弹片入射角来衡量防护性能。然后应用了自组织映射法和总变差方法这两种数据挖掘方法对设计变量和目标函数进行了定性和定量的分析。通过遗传算法寻优而得到pareto最优解集为设计方案的选择提供了参考和空间。而数据挖掘的结果评价了八个设计变量以及他们之间的交互作用对四个目标函数的影响大小,揭示了设计变量对目... 

【文章来源】：重庆理工大学重庆市

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 坦克动力舱流场及进排气格栅的研究现状
    1.3 多目标优化问题及方法
    1.4 数据挖掘方法
    1.5 本文的主要工作
第二章 计算流体力学基本方法
    2.1 流体运动基本控制方程
    2.2 数值计算方法
    2.3 湍流模型
    2.4 网格
        2.4.1 网格的分类
        2.4.2 网格数量与网格质量
第三章 坦克动力舱流场的数值模拟
    3.1 坦克模型的建立
    3.2 网格划分
    3.3 模拟方法与边界条件
        3.3.1 风扇模型
        3.3.2 热交换器模型
        3.3.3 多孔介质模型
        3.3.4 其他边界条件设置
    3.4 数值模拟结果分析
        3.4.1 坦克外流场
        3.4.2 坦克动力舱内流场
    3.5 本章小结
第四章 优化算法及数据挖掘方法
    4.1 遗传算法
        4.1.1 遗传算法的过程
        4.1.2 多目标优化问题的解
    4.2 Kriging代理模型
    4.3 自组织映射法
    4.4 总变差分析方法
    4.5 拉丁超立方取样
    4.6 k-mean聚类分析算法
    4.7 本章小结
第五章 坦克动力舱进排气格栅的优化
    5.1 优化模型
        5.1.1 设计变量
        5.1.2 目标函数
    5.2 优化流程
        5.2.1 数值模拟流程
        5.2.2 建立Kriging代理模型
        5.2.3 基于多岛遗传算法搜索最优解
    5.3 数据挖掘
        5.3.1 总变差分析
        5.3.2 自组织映射分析
        5.3.3 数据挖掘总结
    5.4 本章总结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]贝叶斯网络发展及其应用综述[J]. 黄影平.  北京理工大学学报. 2013(12)
[2]基于CFD分析的车辆冷却风道综合性能评价[J]. 毕小平,吕良栋,周国印.  内燃机工程. 2012(03)
[3]装甲车辆进排气格栅的气动特性试验研究与防护性能分析[J]. 李云龙,赵长禄,张付军,李欣,王湘卿.  兵工学报. 2012(02)
[4]基于CFD与近似模型的坦克百叶窗优化方法[J]. 殷明,毕小平,周国印,吕良栋.  装甲兵工程学院学报. 2011(05)
[5]履带车辆百叶窗空气流动模拟及结构优化[J]. 索文超,毕小平,吕良栋.  兵工学报. 2010(07)
[6]百叶窗可视参数化设计[J]. 吕良栋,毕小平,索文超,周国印.  煤矿机械. 2010(06)
[7]天线风洞试验阻塞比的仿真计算与分析[J]. 高延龙,杜平安,杜强.  现代雷达. 2010(05)
[8]坦克动力舱空气流动计算区域的网格生成[J]. 毕小平,赵宇.  装甲兵工程学院学报. 2004(03)
[9]数据挖掘综述[J]. 王光宏,蒋平.  同济大学学报(自然科学版). 2004(02)
[10]坦克装甲车辆智能化散热系统技术[J]. 张力,谷操,王敬.  车辆与动力技术. 2002(03)

博士论文
[1]遗传算法的模式理论及收敛理论[D]. 明亮.西安电子科技大学 2006

硕士论文
[1]基于Kriging模型的全局优化方法研究[D]. 邹林君.华中科技大学 2011



本文编号：3606038