开缝式风力机静态失速特性的研究

本文通过数值模拟的方法,研究了三种开缝方案对风力机静态失速特性的影响,模拟结果表明,开缝式风力机静态失速特性较为平坦,风力机开缝对静态失速进行控制的方法是可行的,由下风面到上风面开缝的方案在多冲角工况下有较好的静态失速特性.开缝结构的吸气口具有堵塞效应,排气口的排气会明显干涉来流的流动,因此开缝方向和开缝口处的形状对开缝效果的影响显著.     

气体混合流动的DSMC方法模拟

气体混合流动在MEMS的应用中常常遇到.本文采用直接模拟Monte Carlo方法研究了氮气和氧气在微尺度中的流动混合问题.数值模拟中设定两种气体分别以不同的速度,相同的数密度进入微槽道.当经过分割平板之后,两种气体发生混合.在对结果的分析中发现,进入速度对两种气体完全混合后的混合距离,以及完全混合后的单组份气体占混合气体的比例都会产生重要的影响.     

非光滑表面湍流减阻的数值模拟研究

本文采用CFD数值模拟的方法对二维光滑平板阻力进行计算,与经典理论公式比较,以验证CFD方法的可靠性.从已有的肋条减限的实验结论出发,对带有肋条结构的平板与光滑平板的阻力进行CFD计算,经对比带肋条平板的阻力减小18.39%.分析数值模拟结果的速度场.涡量场等,初步得到肋条结构减阻的机理.肋条顶部产生的两个方向相反的旋...     

钝尾缘翼型非定常气动特性及机理

钝尾缘翼型气动特性受到尾涡脱落的影响,在翼型DU 91-W2-250的基础上对称加厚得到了新钝尾缘翼型DU91-W2-250_6,利用密网格进行了非定常气动特性的数值研究。在各个攻角下钝尾缘翼型气动特性都具有周期性的特点,具体的波动特征如波动幅值及周期等则受脱落涡的大小、脱落位置及尾迹宽度的影响,而升力系数波峰、波谷则分别出现在顺时针涡及逆时针涡脱落的时刻。     

用三维流函数求解叶轮机械三维可压流场

采用三维流函数的定义式,本文推导了在任意曲线坐标系下的三维流函数的主方程。由于两个主方程中各自都包含了两个流函数的二阶偏导数,这给数值求解带来不便。针对三维流函数和其方程特性,将两个流函数方程的差分方程视为同时求解两个流函数的二元一次联立方程,采用相应数值计算方法。通过对算例的试算,表明了该数值处理方法是可行的,这使得三维流函数方法可以很好地适用于叶轮机械三维流场的计算。     

无导叶对转涡轮进口热斑迁移特性分析

为了揭示1 1/2(无低压导叶)对转涡轮进口热斑的迁移特性,运用三维非定常粘性流场计算程序对某1 l/2对转涡轮模型级在不同进口温度分布条件下的流场进行了数值模拟.结果表明,热斑在高压导叶中未发生周向和展向迁移;当进口热斑位于高压导叶流道中间时,高压动叶的热负荷加重;当进口热斑正对高压导叶前缘时,与进口热斑位于高压导叶流道中间方案相比,加重了高压导叶热负荷,但减轻了高压动叶热负荷;综合比较来看,进口热斑正对高压导叶前缘对涡轮冷却设计有利;冷热流体间的滑移速度、二次流效应和浮力效应是影响热斑迁移特性的主要因素;热斑在动叶中的迁移方向主要与冷热流体间滑移速度的方向有关,而与进口热斑相对第一级导叶的位置无关;在高压动叶中,二次流和浮力的作用效果均很明显;在低压动叶中,流体的迁移扩散行为主要受二次流控制,浮力基本不起作用.     

水平轴风力机叶片气动性能研究

以动量-叶素理论为基础建立了水平轴风力机叶片气动计算模型,同时考虑叶尖损失、叶根损失及失速状态下动量理论的失效对动量-叶素理论进行修正,通过对NREL10 m风力机叶片进行气动性能计算,通过与实验数据的对比,探讨模型的准确性.     

改进风电叶片疲劳试验力矩等效配重优化方法

由于缺乏对风电叶片疲劳试验配重加载方案的针对性设计与研究,疲劳试验中试验力矩分布与目标相比误差较大,这导致疲劳试验数据无法真实反映风机叶片受载情况.为了解决这个问题,本文基于有限元壳模型的模态计算,结合粒子群算法作为优化手段构建了力矩等效配重加载优化程序.通过分析附加配重对振型变化的影响,对比了配重加载位置与配重质量对等效结果的影响,并以此为基础对力矩等效配重加载优化程序的变量搜索范围做出改进.另外在动力学分析基础上提出了多种共振疲劳试验中修改质量矩阵与刚度矩阵的方式,据此进一步对优化程序变量维度进行了拓展。最后本文以38 m,1.5 MW叶片有限元计算为例进行了方案验证。     

波纹通道内过渡领域流动特性的数值研究

本文基于离散速度方向模型,数值研究了过渡领域内气体在正弦波纹通道中的流动特性。首先,对模型的控制方程进行了坐标转换,提出了分子在曲边边界上的反射处理方法,将原模型计算范围拓展到了不规则区域。基于此,采用结构化网格和二阶迎风格式对正弦波纹通道内处于过渡领域的气体流动进行了数值研究。结果表明,与连续介质领域和滑移领域不同,过渡领域内通道截面最大速度在Kn=1附近出现极小值;随着Kn数的增加,壁面滑移速度随之增加,而摩擦常数随之降低;此外,通道的渐扩过程滑移速度以及摩擦常数均降低,渐缩过程与此相反。     

跨声速势函数的构成与数值求解

现有的非等熵势函数方法是基于热力学第二定律建立的密度与熵之间的关系式,由动量方程间接或直接计算出熵的变化,再与势函数方程迭代求解。与这种复杂的迭代计算不同,本文建议直接从散度型动量方程计算包含了熵的影响的密度,其与势函数方程迭代便可方便地求解整个流场,采用人工密度和AF2方法,对任意迴转面叶栅内跨声速流动计算的结果表明,本文方法得到的流场与等熵计算相比,激波位置前移,强度减弱,和试验结果较为接近;与计算熵增的非等熵势函数相比,结果是相同的,而计算却比较简单。