流动空气压差比拟与风电叶片翼型线确定理论的探讨

翼型是风电叶片设计的关键元素,对风电叶片的气动性能、风能转化和利用率都有重要影响。因此,翼型研究一直是风电叶片研究的热点和难点。论文深入分析了流动空气与风电叶片的相互作用,提出了用空气重力比拟其流动前后压差产生的动力的概念,建立了流动空气沿风电叶片流动的能量转化关系,以此为基础推导出了风电叶片翼型线理论公式,并用Xfoil软件对比分析了翼型线理论公式确定的新翼型和BRUXEL36翼型,发现在-2°~6°攻角条件下,新翼型具有较高升阻比,其中在攻角为3°时,新翼型升阻比高出BRUXEL36翼型25左右。论文研究为流动空气与风电叶片相互作用理论及风电叶片翼型线理论的发展提供了新尝试和重要借鉴。     

不可压缩流中二元翼运动的余维二分叉

考虑二元机翼在不可压缩流作用下运动的余维二分叉问题,弹簧的非线性刚度考虑为立方型。化方程为四维一阶微分方程,解析求出了系统发生叉式分叉与HOPF分叉的临界流速的表达式和发生余维二分叉的临界流速和一次刚度。在两个参数平面上研究了系统在余维二分叉点附近的不同区域内平衡点和极限环的稳定性及其个数。最后用数值积分方法给出相应的结果。     

基于N-S方程和序列二次规划的翼型优化设计

实际工程中的翼型设计通常是对某一性能良好的基本翼型进行局部改进以满足特定的工程要求。中将N—S方程流场分析程序和序列二次规划结合起来，发展了一种实用的翼型优化设计方法，用以提高基本翼型在多个设计点、在多种约束条件下的气动性能。由N—S方程计算得到的升力、阻力等气动参数构成目标函数，数值优化程序对其进行最优化。超临界翼型的设计算例表明，中发展的翼型优化方法设计质量高，所需机时少，易于实施，有较大的工程应用价值。     

基于进化算法的压气机叶型多目标优化设计

该文发展了基于进化计算和Navier-Stokes方程求解技术的压气机叶型气动多目标优化设计技术。压气机叶型气动优化设计目标是静压升最大和总压损失最小。文中采用Bezier曲线参数化叶栅几何型线、相应的控制点坐标作为设计变量：压气机叶型气动性能采用Reynolds平均Navier-Stokes方程和Baldwin—Lomax代数紊流模型进行评价；采用实数型多目标进化计算作为优化算法对叶型进行优化设计。优化设计结果得到一组Pareto解集，并且将特定的Pareto解和初始叶型进行详细的气动性能分析比较。优化设计结果证明了该文发展的多目标优化设计技术的有效性和实用性。     

火电厂凝汽器在线清洗机器人机械臂减振技术

某在研300MW机组凝汽器在线清洗工业机器人在火电厂凝汽器回水室中作业时存在3类不利区,在不利区工作时机械手在水流作用下的振动显著增大,影响定位作业．为解决该问胚,进行了数值模拟和风洞实验研究．研究表明机器人臂杆加装自适应旋转整流罩是实现减振、减阻的有效方法之一．适用于机器人一、二级臂杆的整流罩翼型为NACA0030,适用于三级臂的整流罩翼型为NACA0050．风洞实验显示,在上述翼型组合下,加装自适应旋转整流罩的机器人在3个不利区内机械手振幅均有较大幅度的减少,机器人的定位精度得以提高．此外机器人在凝汽器回水室内引起的压损可减少34．3％,体现出整流罩具的良好减阻效果．     

超临界翼型的跨声速颤振特性研究

采用Navier-Stokes方程和二元弯-扭颤振运动方程耦合，用时间推进方法计算结构响应的时问历程，从而得到超临界翼型的跨声速颤振特性。研究了结构参数完全相同的3个超临界翼型(RAE2822，DFVLR-R2和NPU-3)的跨声速颤振特性。为了对比，同时计算了NACAOO系列的3个翼型(NACA0012，NACA0008，NACA0004)的跨声速颤振特性。研究结果表明，翼型形状对颤振特性有明显的影响，相对厚度较小的翼型颤振速度较高；厚度基本相同时，超临界翼型的颤振速度高于NACAOO系列翼型；跨声速范围内，由于气动力的非线性影响，普遍存在极限环振荡。     

翼型凹变对风轮旋转噪声影响特性分析

针对某分布式小型风力机叶片,为了探究翼型凹变后对风轮旋转噪声的影响效果,利用60通道声阵列系统对凹变叶片和原叶片风轮进行旋转噪声采集,并通过探究翼型凹变对风轮结构动态响应的影响,解析了翼型凹变造成风轮旋转噪声降低的原因.结果表明,翼型凹变可以有效地提高叶片的固有频率和阻尼比,提升了叶片的刚度,有效地减弱了叶片对周围流体...     

架空线混合凇形成机理的数值解析

利用计算流体力学软件对部分气象参数组合时的架空输电线翼型雾-雨混合凇形成过程进行了数值模拟.结果表明,在风向垂直不可扭转导线的迎、背风面形成冰厚差距大的翼型冰;不同空气相对湿度和风速对导线覆冰的程度以及密度、厚度均有一定的影响.     

二元机翼极限环颤振复杂分岔

机翼颤振是飞机飞行中最常见的、可能带来灾难性后果的气动弹性现象,属于自激振动。揭示其机理和规律,对机翼和飞行器设计有重要意义。以二元机翼模型为例,通过数值计算Poincare映射分岔的方法,讨论了极限环颤振随气流速度变化引起的复杂分岔行为。对自治非线性系统,还没有公认的方法选取合适的Poincare截面,特选俯仰角加速度为零的点作为广义Poincare截面上的点。通过考察广义Poincare截面上点的数目随参数的变化来考察系统的分岔。计算出了参数气流激振力变化导致的分岔图,并给出了8种不同的具有代表性的典型的相图和谱图,对应8种闭轨曲线的拓扑形状各不相同,发现系统中存在正向和反向的超谐分岔是产生这种闭轨分岔的根源。     

基于儒可夫斯基变换的涡轮钻具叶片设计及性能分析

为提高涡轮钻具叶片使用性能和创新叶片设计理论,提出了基于儒可夫斯基保角变换法与经典水力翼型相结合的涡轮钻具叶片设计新方法,以?127涡轮钻具叶片为研究对象,运用搭建的涡轮钻具叶型参数化设计平台和自主设计的涡轮钻具性能测试台架,完成了5种翼型的造型设计,研究了5种叶片流场性能,开展了设计叶片的性能测试实验,对比分析了设计叶片与塔里木油田某型在役?127涡轮叶片的实际效能。实验及仿真结果表明,基于新方法设计的NACA-0012翼型加厚叶片在600 r/min转速及15 L/s流量的设计工况下,其单级扭矩达5.83 N·m,较相同条件下某在役?127涡轮的单级扭矩提高约6.4%,级效率提高约1.16%,整体性能有了实质提升。