3MW叶片翼型设计与气动特性分析

对于大功率叶片的设计研究，翼型的选择和气动特性分析是重要内容。考虑到叶片的整体结构和气动特性，叶片在主要输功区域布置了风力机专用的DU系列翼型，叶尖部分布置NACA64系列翼型，能满足雷诺数较大，阻力小的要求。在确定截面翼型的基础上，结合Wilson理论设计模型初步算出翼型的轴向、周向诱导因子，叶尖、轮毂损失因子等具体...     

新型升阻混合型垂直轴风力机气动特性研究

考虑S型与H型垂直轴风力机的特点,设计了一种新型升阻混合型垂直轴风力机,采用CFD法计算其启动与气动性能。结果表明,原始H型垂直轴风力机数值结果与试验值在各工况下吻合良好;新型升阻混合型垂直轴风力机不同方位角下的启动力矩均大于原始H型风力机,最小及最大值分别提升232%和83.3%;S型风轮输出功率随叶片重叠比增加而减小,完全重叠时输出功率基本为0;新型升阻混合型垂直轴风力机最大风能利用率为0.298,具有更复杂的流场特性。     

风剪切对风力机叶片气动性能及尾迹形状的影响

风力机通常运行在非定常工况中,其气动性能及尾迹会随着工况的变化而变化. 风剪切是风力机长期所处的环境,它会影响到叶片气动载荷、尾迹形状、总体性能等,分析风剪切作用下的叶片气动性能对风力机的设计有重要意义.本文采用一种时间步进自由涡尾迹(free vortex wake, FVW)方法,耦合FVW方法与风剪切模型,计算不同风剪切因子作用下叶片的气动力系数、推力以及风轮后的尾迹形状变化,研究尾迹形状变化对风轮旋转平面诱导速度及风力机叶片气动性能的影响. 结果表明:在风剪切入流条件下, 随着风剪切因子的增大,风力机的气动力系数随时间做周期性波动的幅度加剧, 推力的平均值逐渐减小,尾迹倾斜程度增大, 尾迹在轮毂下方的倾斜程度更明显;尾迹形状的变化使风轮平面轴向诱导速度因子分布不均匀,同时使风力机的总体性能降低且偏离较大;倾斜尾迹相比于对称尾迹对风轮平面处的诱导影响有明显差别, 波动幅值增大,气动力系数在波谷处的偏差比波峰处大. 尾迹越倾斜,风轮旋转平面处的载荷不对称性越明显.      

新型升阻混合型垂直轴风力机气动特性研究

考虑S型与H型垂直轴风力机的特点，设计了一种新型升阻混合型垂直轴风力机，采用CFD法计算其启动与气动性能。结果表明，原始H型垂直轴风力机数值结果与试验值在各工况下吻合良好；新型升阻混合型垂直轴风力机不同方位角下的启动力矩均大于原始H型风力机，最小及最大值分别提升232%和83.3%；S型风轮输出功率随叶片重叠比增加而减小，完全重叠时输出功率基本为0；新型升阻混合型垂直轴风力机最大风能利用率为0.298，具有更复杂的流场特性。     

基于CFD技术的垂直轴风力机动态尾流特性研究

利用CFD软件对麦克马斯特大学垂直轴风力机进行不同叶尖速比下的数值模拟,计算结果与风洞试验数据吻合良好。近场尾流中,与单叶片的风力机模拟结果比较,上游叶片产生并向下游延伸的旋涡影响下游运行轨道上叶片的升阻力特性,不仅使叶片扭矩输出峰值降低,而且峰值产生的时间延迟。对垂直轴风力机叶片叶梢进行修改,模拟结果显示,叶片扭矩输出峰值不变,但是谷值有所降低,修改后风力机沿风向推力幅值降低明显;远场尾流中,采用风速轮廓线原理,以瑞典的法尔肯贝里市200kW垂直轴风力机为原型,按照真实的空间排布进行数值模拟。模拟结果显示,上游风力机上下两端处产生较为集中的远场尾流,影响下游风力机叶片下半段的气动性能,下游风力机功率输出降低明显。     

High accuracy non-equidistant method for singular perturbation reaction-diffusion problem

Singular perturbation reaction-diffusion problem with Dirichlet boundary condition is considered. It is a multi-scale problem. Presence of small parameter leads to boundary layer phenomena in both sides of the region. A non-equidistant finite difference method is presented according to the property of boundary layer. The region is divided into an inner boundary layer region and an outer boundary layer region according to transition point of Shishkin. The steps sizes are equidistant in the outer boundary layer region. The step sizes are gradually increased in the inner boundary layer region such that half of the step sizes are different from each other. Truncation error is estimated. The proposed method is stable and uniformly convergent with the order higher than 2. Numerical results are given, which are in agreement with the theoretical result.     

结构力学中现代计算机方法教学的实践和探讨

本文通过回顾和介绍河海大学结构力学教研室在结构力学计算机方法的教学方面取得了的成果和进展，总结了教学经验，就结构力学计算机方法教学地教材、实习软件、教学和实习等方面的实践提出了一些见解。     

具有周期边界的守恒型方程的守恒型差分格式

研究守恒型奇摄动方程的周期边界问题,构造了一个守恒型差分格式,利用分解解的奇性项的方法,结合问题的渐近展开,证明所构造的差分格式为一阶一致收敛。     

胶结砂砾石层面直剪试验及破坏行为细观研究

本文采用宏观试验和细观模拟相结合的方法研究胶结砂砾石层面在剪切过程中的破坏行为．首先进行了不同法向应力作用下的胶结砂砾石层面直剪试验,获得了不同的剪切面破坏特征：随着法向应力的不断增加,剪切破坏面凹凸起伏程度、骨料脱落现象越发明显．其次为了深入探究层面破坏现象,按照室内试验采用的骨料级配粒径建立细观颗粒数值模型,结合物理试验对模型进行参数标定,并进行数值模型的层面直剪模拟和细观分析．结果表明,数值模型可以再现宏观直剪试验层面破坏特征;法向应力越大,层面区域颗粒发生错动和翻转的数量越多;层面破坏方式为颗粒间的张拉和剪切混合破坏,裂隙均集中在层面位置,随着法向应力的增加,裂隙的集中区域逐渐由“面”向“带”转变．