尾缘气动弹片对翼型动态失速特性影响研究

通过研究尾缘气动弹片对翼型动态失速特性影响,提出一种基于气动弹片的主动控制策略,使其于大攻角时抬起,小攻角时闭合。并采用计算流体动力学方法对比分析主动式气动弹片对不同厚度翼型抑制流动分离作用的效果。结果表明：对于薄翼型,发生动态失速时,气动弹片可延缓翼型尾缘涡旋与前缘主流涡的相互作用,减小翼型升力系数骤降幅度;随翼型厚度增加,流动分离点从翼型前缘转向后缘,气动弹片可有效分割较大分离涡,减轻流动分离程度,限制分离涡发展,同时抑制尾缘伴随小涡产生,提高翼型升阻比。     

主动式凹槽-襟翼对垂直轴风力机气动性能影响研究

为提高垂直轴风力机气动效率,提出在翼型尾缘布置凹槽-襟翼结构,并通过主动控制实现凹槽-襟翼结构随风轮相位角变化的机制。基于该控制机制,以NACA0021翼型为研究对象,采用CFD方法进行数值模拟,研究主动式凹槽-襟翼对垂直轴风力机气动性能的影响。结果表明:与静态凹槽-襟翼结构相比,主动式凹槽-襟翼能有效提高垂直轴风力机风能利用率,同时降低最佳尖速比风轮转速,有利于提高运行稳定性,增大低尖速比下启动力矩以及降低气动噪声;当尖速比大于最佳尖速比时,主动式凹槽-襟翼对风力机气动性能提升效果逐渐减弱。     

尾缘主动式凹槽-襟翼垂直轴风力机气动性能研究

针对垂直轴风力机实际运行过程中叶片攻角随相位角周期性变化引发的气动性能降低问题,提出主动式凹槽-襟翼结构.以NACA0021翼型为研究对象,采用计算流体力学方法对不同控制策略下凹槽-襟翼结构进行了数值分析.结果 表明:与传统固定凹槽-襟翼相比,垂直轴风力机叶片尾缘布置主动式凹槽-襟翼时气动效率最高可提升36.78％;凹...     

襟翼改型对风力机专用翼型气动特性的影响研究

采用数值模拟方法研究襟翼改型对S809翼型气动特性的影响,并对襟翼的增升机理进行探讨。研究结果表明,在中小攻角范围内,安装角度为90°和60°的襟翼具有一定的增升效果,可使最大升力系数分别提高5.66%和3.95%;通过分析翼型压力系数分布,发现尾缘附近压力面压力变大,导致升力系数提高;但是在大攻角下改型襟翼导致升力系数减小。     

带局部运动表面翼型的动态失速特性研究

采用数值模拟方法研究了运动表面长度l、速度比k、凹槽深度h和运动表面的无量纲位置s对带局部运动表面的NACA0012翼型动态失速特性的影响,在相同工况下对比了带表面射流与运动表面边界层控制方法(MSBC)对动态失速的控制效果。结果表明：采用运动表面边界层控制方法能够明显改善翼型的动态失速特性;在最优参数组合(s=0.4、l=0.4、k=1和h=0.25 mm)下MSBC翼型的等效升阻比较原始翼型增大了57.10%;当耗能系数较低时,与带表面射流的翼型相比,采用MSBC翼型可以通过较少的局部能量输入,就能达到提高翼型气动效率的目的。     

主动式气动滑片对翼型气动及噪声特性影响研究

动态失速现象严重影响风力机气动性能,在翼型前缘布置主动式气动滑片可有效改善失速现象。为此基于NACA0012翼型,通过数值模拟研究气动滑片对翼型气动性能及噪声特性的影响。结果表明：前缘气动滑片可有效提高翼型上仰过程中的气动性能,较原始翼型气动滑片翼型的平均升力系数提高24.2%、阻力系数降低11.7%;翼型上仰过程中,气动滑片可抑制前缘分离涡向尾缘发展,延缓前缘与尾缘分离涡的融合,阻止分离涡从翼型表面脱落;气动滑片并未增加翼型噪声水平,但降低了翼型尾缘压力功率谱主频;当改变翼型折合频率时,气动滑片翼型的总声压级与原始翼型保持一致。     

基于正交试验凹槽-襟翼垂直轴风力机数值研究

为改善垂直轴风力机气动特性,对凹槽-襟翼开展研究。以NACA0021翼型为研究对象,采用正交试验设计对格尼襟翼高度、格尼襟翼位置及凹槽直径等参数进行组合,通过数值计算对垂直轴风力机气动性能与流场结构进行研究,分析凹槽-襟翼流动控制机理及对垂直轴风力机的作用效果。结果表明：格尼襟翼高度是影响垂直轴气动性能的主要因素,且襟翼高度为1.75%c、位置为1.50c及凹槽直径为1.50%c时效果最佳;同时,凹槽-襟翼通过改变尾缘库塔条件以加速翼型吸力面流体流动,从而改善流动分离,增加翼型表面压差,提高垂直轴风力机气动性能;凹槽-襟翼在低尖速比时对垂直轴风力机作用效果较明显,当尖速比为2.33时,凹槽-襟翼垂直轴风力机平均风能利用系数较原始翼型最大可提高35.82%。     

风力机叶片三角襟翼构型及气动特性数值研究

为研究三角襟翼对风力机叶片翼型气动特性的影响,将三角襟翼加至NACA4412翼型尾缘,建立其二维襟翼计算模型,基于CFD数值模拟方法分析不同宽度和长度的三角襟翼在0°~18°攻角范围内的气动特性,得到了各攻角下升阻力系数、升阻比及翼型壁面压强分布曲线。结果表明:增加襟翼长度,使得翼型升阻比减小,失速攻角提前,增加襟翼宽度,使得翼型升阻比增大,失速攻角延后,因此适当减小三角襟翼的长度和增加其宽度有助于提高翼型的气动特性,将翼型尾缘5%部分作为空间生成襟翼,与传统襟翼相比,节省了制造材料和空间。     

哈尔滨工业大学能源科学与工程学院

能源学院成立于1994年,现设有两个 系、一个实验中心、七个科研研究所及中心：能源与环境工程系、飞行器推进及流体动力系、     

基于遗传算法的燃气轮机叶片内部柱肋蒸汽冷却通道的优化分析

针对叶片尾缘内部柱肋冷却方式进行数值仿真和优化分析。采用CFX软件进行数值仿真计算,建立圆形柱肋、水滴形柱肋和正方形柱肋3种柱肋形状下,不同柱肋间距的矩形通道模型,验证数值模型的正确性以及网格无关性。分析了顺排和叉排的排列方式下,柱肋形状和柱肋间距对下底面努塞尔数以及整个通道内压力损失的影响,最后通过MATLAB的遗传算法对仿真结果进行优化。研究表明：柱肋模型中,横向和纵向柱肋间距最小时,换热效果最佳,压力损失最大;在顺排和叉排中,正方形柱肋对通道的换热强度的提升效果最明显,圆形柱肋提升效果最小。     

风力机叶片被动流动控制技术研究进展

被动流动控制技术在改善和提升风力机叶片气动性能方面有着越来越广泛的应用,因其结构简单、无需消耗额外能量且成本较低等优势广受重视。为此,分别阐述了涡流发生器、格尼襟翼、叶尖小翼、开缝翼型、仿生结节及沟槽被动流动控制技术的工作原理、控制效果、参数设置、优化设计及应用等情况,展望了被动流动控制技术应用的发展趋势。该技术趋于多种流动控制方法的联合控制,其优化设计也趋于多学科、多目标发展,相应的优化设计方法也需深入开发。分析被动流动控制技术的现状及发展趋势,可为相关研究与应用提供具体的参考及实现途径。同时,风力机叶片被动流动控制技术的结构参数控制规律、多目标优化以及多种被动流动控制技术联合控制也是本课题组下一步工作的重点。     

垂直轴风力机动态流场及其气动性能分析

垂直轴风力机气动性能研究是风力机设计、实验的重要部分,对其运动状态下的流场进行分析是观测垂直轴风力机性能重要环节.基于NACA0012对称翼型,建立二维几何模型并进行模拟计算.采用k-ωSST湍流模型及滑移网格技术,通过CFD软件数值计算得到达里厄型直叶片垂直轴风力机运行时周边流场分布情况.通过比较不同方位角下流场涡量以及升、阻力系数得出:在方位角为105°附近时,翼型下表面产生流动分离,并导致失速;下风区翼型运行的流场由于受到上风区尾流的影响,翼型周围没有产生明显的流动分离.     

长江中游窑监大河段演变机理及发展趋势

三峡水库蓄水后,长江中游窑监大河段总体河势变化不大,但局部滩槽调整形成了不利于航行的条件。在总结河床演变特点的基础上,深入分析了河床边界与水力输沙条件之间的相互作用,从水流动力特性角度揭示了河床演变的内在机理,在此基础上预测了河床演变趋势。     

Energy demand and carbon emissions under different development scenarios for Shanghai,China

In this paper, Shanghai's CO₂ emissions from 1995 to 2006 were estimated following the IPCC guidelines. The energy demand and CO₂ emissions were also projected until 2020, and the CO₂ mitigation potential of the planned government policies and measures that are not yet implemented but will be enacted or adopted by the end of 2020 in Shanghai were estimated. The results show that Shanghai's total CO₂ emissions in 2006 were 184 million tons of CO₂. During 1995–2006, the annual growth rate of CO₂ emissions in Shanghai was 6.22%. Under a business-as-usual (BAU) scenario, total energy demand in Shanghai will rise to 300 million tons of coal equivalent in 2020, which is 3.91 times that of 2005. Total CO₂ emissions in 2010 and 2020 will reach 290 and 630 million tons, respectively, under the BAU scenario. Under a basic-policy (BP) scenario, total energy demand in Shanghai will be 160 million tons of coal equivalent in 2020, which is 2.06 times that of 2005. Total CO₂ emissions in 2010 and 2020 in Shanghai will be 210 and 330 million tons, respectively, 28% and 48% lower than those of the business-as-usual scenario. The results show that the currently planned energy conservation policies for the future, represented by the basic-policy scenario, have a large CO₂ mitigation potential for Shanghai.     

风力机翼型大迎角分离和动态失速的数值研究

通过求解非定常、不可压缩雷诺平均的Navier-stokes方程和SST k-ω双方程湍流模型,数值预测了LS0413翼型在0°～360°迎角范围内大尺度分离与失速流场特性。并对该翼型的动态失速特性进行了数值模拟,典型的正弦振荡计算结果表明:1)SST k-ω湍流模型能够较好地模拟翼型升力和阻力系数的迟滞环变化趋势;2)绕翼型的流场结构在轻失速和深失速下存在明显的差别。     

中国能源可持续发展体系构建与电力新技：术开发研究

能源问题在中国的可持续发展体系构建和社会主义和谐生活中都是有着重要地位的,主要就是针对于能源问题对可持续发展体系的构建和电力新技术的开发问题展开了论述和探讨。     

灵活智慧火电支撑上海城市能源转型发展

火力发电是我国电力供应的主力,可再生能源发电的大比例消纳也需要火电来灵活调峰。灵活智慧火电是火力发电转型发展的新方向,我国灵活智慧火电技术的系统性研究和应用还处于起步阶段。通过梳理灵活智慧火电面临的技术问题,分析上海发展灵活智慧火电的需求和优势,提出灵活智慧火电技术发展方向和配套政策措施的建议,为上海火电行业未来发展提供参考。     

后世博上海节能与清洁能源汽车发展策略研究

从奥运到世博,节能与清洁能源汽车已成为体现绿色科技奥运、低碳科技世博理念最大亮点之一,也是我国节能与清洁能源汽车发展的重要里程碑。低排放的燃油汽车、燃气汽车、电力驱动汽车和其他替代燃料汽车多条路线都取得进展,节能与清洁能源汽车下一步发展路径等一系列问题受到业内广泛关注。本文通过对国际节能与清洁能源汽车发展动态和我国十多年来的发展历程剖析,结合对行业发展环境研究和笔者多年从事推进研究工作实践,对后世博上海节能与清洁能源汽车发展策略、路径进行研究和思考,并提出对策建议。