叶轮机械弯扭叶片的研究现状及发展趋势简评

叶片的联合弯扭气动成型概念是王仲奇教授和前苏联的费里鲍夫 (Г .А .Филиппов)于 6 0年代初提出的。叶片沿高度的周向弯曲 ,增加了叶轮机械气动设计的自由度。理论分析和试验研究表明 ,应用了这一概念而设计出的“正弯”涡轮导叶 ,可以形成两端高、中部低的沿叶高静压分布 ,从而将两端端壁低能的边界层流体吸入叶片中部而降低能量损失。这种“正弯”涡轮导叶还可以使叶片两端压力面和吸力面之间的压差减小 ,从而降低与此有关的二次流损失。利用这个设计自由度 ,可以有效控制叶根反动度 ,从而消除动叶根部分离 ,改善整个涡轮的流…     

浅谈弯扭叶片的作用机理及实践应用

目前,弯扭叶片在工程实践中得到了广泛的应用,使透平机械的效率得到了大幅度的提高。文章对弯扭叶片的作用机理进行了阐述,并对其在工程实践中的应用进行了介绍。     

弯扭小带冠导叶片的加工工艺分析

本文根据弯扭小带冠导叶片的特点,在其制造的过程中利用MasterCAM、Pro/E联合造型.采用数控卧式加工中心加工基准,数控立式四轴加工中心加工汽道部分型线,有效的提高了叶片汽道精度,从而得出一条合理的方案。     

转子轴系弯扭耦合振动的次同步谐振分析

考虑次同步谐振对汽轮发电机转子轴系的影响,建立了低压缸转子和发电机转子弯扭耦合振动系统的非线性动力学模型。质量偏心是引起弯扭耦合振动的重要因素,偏心量越大弯扭耦合越明显。应用平均法得到系统的分岔方程,通过奇异性理论分析得出：转迁集将参数平面划分为四个不同区域,在不同的参数区域内系统的运动模式不同。应用解析和数值的方法分析了系统的分岔特性比较发现：在次同步谐振作用下,仅考虑扭转振动是不全面的,应该将弯曲振动和扭转振动同时考虑更为合理。该结果可以为该系统的参数设计和故障诊断提供理论依据     

两自由度弯扭耦合涡轮机械叶片动力学分析

针对涡轮旋转机械的叶片所处的高温、高压及复杂多场环境,建立其弯曲和扭转两自由度耦合的截面模型,研究了来流速度对振幅的影响。利用平均法和能量法原理,得到了系统在发生临界颤振时的幅频关系以及在能量输入输出情况下系统的稳定性关系,避免了颤振发生引起的气动弹性设计失效问题,从而对叶片的优化设计提供理论依据。     

弯扭组合梁载荷测量试验研究

对金属结构进行载荷测量,应变法是常用方法之一。在弯矩、剪力和扭矩等单独作用下,利用应变法测得数据的准确性以及线性相关性都很好。而实际情况中,结构受力情况复杂,经常受到弯矩、剪力和扭矩等耦合作用,因此利用应变法测得的数据和输入载荷值生成的多元线性回归方程的线性相关性有待进一步验证。本文设计了一种典型的弯扭组合梁结构,在弯矩和扭矩的耦合作用下,利用应变法进行载荷测量,测量数据准确性很好,并且输入载荷值、弯矩和扭矩等多个变量生成的多元线性回归方程的线性相关性很强。     

非线性油膜力作用下叶片-转子-轴承系统弯扭耦合振动特性研究

建立了叶片-转子-轴承系统模型,并分析了考虑非线性油膜力作用下系统的弯扭耦合运动。为了考虑叶片弯曲变形的影响,将叶片模化为悬臂梁结构,利用假设模态法进行离散求解,通过Lagrange方法建立系统的运动方程,运用Runge-Kutta法对所得动力学方程进行数值求解,最终通过对分岔图、三维谱图、相图和Poincar映射的分析,得到了叶片-转子-轴承系统中蕴含的各种复杂非线性动力学行为。通过与不考虑叶片的转子-轴承系统进行比较,指出叶片的弯曲振动使系统的不稳定区域提前,并在某些转速下激起系统的混沌运动。     

弯扭组合振动应变导纳的试验研究

探讨了弯扭组合振动分解为弯曲和扭转振动的应变导纳测定方法。应用第1阶固有频率的横向和纵向应变导纳的线性谱幅值测定了杆材的泊松比,并与静态测量结果作了比较。通过应变导纳位相,分析了弯扭杆件材料的扭振阻尼是大于弯曲振动的阻尼。作为本例,弯扭组合时的动应力约是静应力的5倍。     

对称非均匀层合板梁的弯扭耦合效应

为了研究复合材料风力机叶片的弯扭耦合效应,将风力机叶片简化为对称非均匀铺层层合板梁,采用实验和数值分析方法研究耦合区域对叶片弯扭耦合效应的影响。给出了对称非均匀层合板梁的铺层方式及其制作工艺,设计了对称非均匀层合板梁的弯扭耦合效应实验,给出了实验原理及测量方法,测量了对称非均匀层合板梁的挠度和扭转角。基于ANSYS软件建立了对称非均匀层合板梁的有限元模型,计算了在集中力载荷作用下梁的变形。通过有限元数值分析结果与实验结果对比,结果表明:耦合区域对对称非均匀层合板梁的变形行为产生重要影响,采用中部耦合区域铺层方式可以获得显著的弯扭耦合效应。     

环型扩压叶栅中应用弯曲叶片的研究

在环型扩压叶栅实验风洞上进行了弯曲叶栅出口测量实验 ,研究了零冲角附近下常规直叶栅、正倾斜叶栅、正弯曲叶栅、S型叶栅对出口总压损失分布情况和二次流速度矢量的影响并进行了分析。     

带尾板的倾斜扩压叶栅的实验研究

对由常规直叶片、正倾斜叶片、复合倾斜叶片在的三种矩型扩压叶栅在矩型叶栅低速风洞上进行了实验研究,详细测量了叶栅出口流场,研究和分析了零冲角下常规直叶栅、正倾斜叶栅、复合倾斜叶栅对出口能量损失分布情况和二次流速度矢量的影响,讨论了叶片倾斜对扩压叶栅出口流场的改善作用。     

Recent developments in integral equation method in transonic flow

The present work gives a brief review of the integral equation method in transonic aerodynamics, with particular emphasis on the works of Nϕrstrud, Nixon and Niyogi. The use of integral equation method can result in significant reduction in computer time, roughly by a factor of 60, compared to the finite difference relaxation procedure. In shock-free symmetrical super-critical flows, the simple solution of Niyogi which delivers results with less than 5 % overall error, may be conveniently used for analysis as well as for design purposes. The direct iteration scheme, applicable to shock-free flow, as well as to flows with shocks, emerges as particularly attractive due to its favourable convergence behaviour and computational simplicity. It is expected to be even more effective for three-dimensional problems. Further, the simple model suggested by Oswatitsch for thin symmetrical profile flow is sufficiently accurate for most practical purposes. For results of high accuracy, a hybrid direct iteration/finite difference procedure is suggested, which would use the converged direct iteration solution of the simple Oswatitsch model as the starting solution for the finite difference procedure.     

Beyond robins: aerodynamic analyses of animal flight

Recent progress in studies of animal flight mechanics is reviewed. A range of birds, and now bats, has been studied in wind tunnel facilities, revealing an array of wake patterns caused by the beating wings and also by the drag on the body. Nevertheless, the quantitative analysis of these complex wake structures shows a degree of similarity among all the different wake patterns and a close agreement with standard quasi-steady aerodynamic models and predictions. At the same time, new data on the flow over a bat wing in mid-downstroke show that, at least in this case, such simplifications cannot be useful in describing in detail either the wing properties or control prospects. The reasons for these apparently divergent results are discussed and prospects for future advances are considered.     

Detailed study of complex flow fields of aerodynamical configurations by using numerical methods

The mathematical physics of fluid flow in a compressible medium, leads to nonlinear partial differential equations or their equivalent integral versions. For the solution of these equations one has generally to resort to numerical methods using mostly finite difference or finite volume schemes, which are well established now. These field methods are very suitable for studying the physical features of complex flows. The present paper gives at first a short sketch of the numerical procedure and thereafter goes into the detailed analysis of the flow fields of delta wings, double-delta wings, delta shaped wing-canard combinations and space vehicles. Further examples include long span wings and wing-bodies at supercritical onflows, flows around propellers and rotors and finally some unsteady flows. The examples cited are selected topics from the extensive studies undertaken in the department of numerical aerodynamics of thedlr in Braunschweig in the course of the last few years.     

单张纸印刷机理纸部纸张的空气动力学分析与机构优化

目的 提高单张纸印刷机理纸机构的理纸效率,使纸张快速、平稳地降落到收纸台上,从而提高整个印刷机的工作速度。方法 本文从空气动力学的角度,对单张纸印刷机高速运行状态下待收的纸张进行受力分析,构建单张纸印刷机理纸机构气流的空气动力学模型,用于指导理纸机构的优化。结果 提出了基于空气动力学分析的胶印机理纸机构优化思路,对南京造币公司J20型印刷机的理纸机构进行了优化改进。实验结果表明,优化后的机构理纸故障率减少了30%左右。结论 该研究对印刷机理纸机构的机构设计与优化开创了一个新的思路,此优化设计的机构收纸故障率明显降低。     

UG二次开发在叶片锻造中的应用

综合运用UG表达式法及UG二次开发工具UG/Open API,UG/Open MenuScript,UG/Open UIStyler和Visual C＋＋ 6.0,根据叶片锻件的加工原理,开发叶片模锻参数化设计系统。在该系统中,叶片锻件和锻模造型易于设计及修改。对提高叶片模具设计的效率、缩短模具开发周期具有较强的实用价...     

刀片服务器散热系统噪声实验研究

通过实验测量并且综合气动声学相关知识进行噪声源识别,根据实验得到的数据结果判断服务器的噪声主要来源是风扇的旋转噪声并且求得噪声的频率值。同时运用UG（Unigraphics）建立了服务器风扇框的CAD（Computer Aided Design）模型,运用CFD（Computational Fluid Dynamics）软件FLUENT针对风扇框的流场进行仿真研究,针对服务器的噪声源的特性以及流场模拟结果设计了一个吸声导流槽,并取得了满意的降噪效果。