近海面大气折射率结构常数统计特性分析EI北大核心CSCD

大气折射率结构常数（Cn^2）是衡量湍流强度的重要物理量之一。利用大孔径闪烁仪对烟台地区近海面环境下2014年1～6月份的大气折射率结构常数进行了测量,对实测数据进行频率计数、日变化以及月变化统计特性分析,并与其他地理环境下的C2n值变化特征进行对比。统计分析对比结果表明：近海平面Cn^2值主要集中分布在10^-17～10^-14m^-2/3范围内,属于典型的中等偏弱湍流范畴;不同时段的Cn^2值没有呈现出其他环境常见的＂转换时刻＂变化特征,且夜晚与白天的Cn^2值无明显差别,日均值在10^-16～10^-14m^-2/3范围内变化,同时结合标准差对测试期间Cn^2数据的离散程度进行了详细的分析。     

边界层转捩对风力机气动性能模拟结果的影响

本文采用CFD软件包FINETM/Turbo,选用结合AGS转捩模型的S-A湍流模型,研究边界层转捩对NORD-TANK 500/41型风力机LM19.1叶片三维流场的影响,并与采用-方程S-A和两方程k-ω(SST)模型获得的全湍流计算结果比较.在计算结果与实验数据进行对比的基础上,分析了三维粘性流场的流动细节,探讨了边界层转捩对风力机叶片气动性能和载荷预估的影响,获得了叶片转捩线随风速和沿展向的变化趋势.结果显示边界层转捩使数值计算的叶片性能和载荷增大、边界层分离推迟,为风力机叶片的优化设计提供参考.     

基于拓扑与尺寸优化的风力机叶片轻量化设计

为有效减轻风力机叶片质量, 进一步实现降本增效, 对叶片内部结构进行拓扑优化与尺寸优化设计. 首先以叶片内部单元密度为设计变量, 将叶片柔顺度最小作为目标, 并以结构体积为约束条件, 考虑3种极限荷载工况, 利用ANSYS软件对叶片内部实体结构进行拓扑优化; 然后根据拓扑优化结果结合实际叶片内部材料铺层情况建立叶片壳体模型, 以关键结构参数为设计变量, 以叶片质量最轻为目标, 叶片强度、刚度、振动性能及稳定性等为约束, 采用MATLAB和ANSYS软件对叶片内部结构进行尺寸优化. 拓扑优化结果表明, 对叶片传统结构形式进行适当改进, 可有效改善叶片结构性能; 尺寸优化结果表明, 基于拓扑优化结果的改进结构优化方案与初始方案相比质量减轻了12.4%, 与传统结构优化方案相比质量减轻了2.6%, 较好地实现了叶片轻量化.     

城市建筑环境中阵风特征的实验研究

针对缺乏城市建筑环境内风场阵风特征相关研究的问题，本文对内蒙古呼和浩特市某建筑群内风场特征开展了为期12个月的现场实验测量，获取了建筑顶面0.8⁶ m高度上6个测点上的阵风因子、阵风幅度及过剩能量含量随风速的变化规律，初步掌握了建筑环境内风场的阵风特征，结果表明：6个测点上的阵风因子都随着平均风速的增大而减小；除了距离建筑顶面高度较低的A1测点外，其他测点阵风因子大部分都大于1.4(IEC标准)，IEC标准中的阵风模型将低估建筑顶面的阵风因子；6个测点在实验期间未出现或极少出现振幅大于9.8 m/s的极端阵风活动；6个测点的过剩能量含量均随着平均风速的增大而减小，同时在距离建筑顶面高度越大或适当远离建筑边缘的地方，过剩能量含量均会增大，将风力机安装在这些地方都有可能获得更多的过剩能量。以上所得结果可为适合于城市建筑风场特征的新阵风模型的建立提供理论基础和实验支持。