基于最大风能利用系数的风力机翼型设计

以叶素动量理论为基础,对翼型风能利用系数进行循环迭代以求解其最大值,同时分析翼型在各段升阻比范围内升阻比增加对风能系数的影响.针对风力机展向各处对翼型设计的不同要求,基于翼型型线与噪声预测理论,综合考虑翼型的前缘粗糙度敏感性、非设计工况特性、失速特性、噪声特性以及风力机的使用寿命,提出以多攻角范围内翼型风能利用系数为设计目标来设计翼型的新方法.计算实例选取相对厚度为18%的翼型进行优化计算,得到一种性能优越的风力机专用翼型,通过和风力机常用翼型NACA 63418在雷诺数Re=2×106和Re=6×106下自由转捩和固定转捩两种工况时性能的综合比较,新翼型在5°～14°攻角范围内具有良好的粗糙度敏感性、非设计工况特性、失速特性以及低噪声,同时也具有更高的风能利用系数,很好地满足了风力机专用翼型的设计要求.     

基于非参数回归模型轨道风机叶轮的可靠性分析方法

在叶轮设计过程中,其设计变量和实际工艺往往具有一定不确定的差异,在传统设计由于忽略了不确定的影响,导致实际生产产品质量的不稳定性。为了提高轨道风机叶轮设计的可靠性,通过非参数回归模型和6σ,构造了一种适合于轨道风机叶轮设计的可靠性分析方法。详细分析了叶轮结构设计尺寸、材料和载荷的不确定性问题分析,并搭建了叶轮结构可靠性分析方法流程。通过对非参数回归模型的误差分析,得出此拟合模型具有良好的精度,在叶轮强度和振动分析中得出了较好可靠性结果。且在和多项式拟合和神经网络模型对比中,非参数回归模型具有更好的稳健性,因此在叶轮设计工程中具有较好的实用价值。     

贯流风机叶轮参数的模拟研究

贯流风机叶轮参数对风机性能有着决定性的影响,基于某企业提供的原型叶轮,通过二维稳态模拟探讨了叶轮前后缘半径Ri与Ro、叶片倾角a以及叶片弯度角γ等3个重要叶片参数对空调用贯流风机流场和性能的影响。结果表明,叶片前后缘半径比对叶片壁面边界层分离存在较大影响,当Ri/Ro1时,通常能够较好地抑制边界层分离,得到较大的出口流量;对于原型叶片而言,其倾角a的最佳取值范围介于25°到30°之间,且随a增大,叶轮入口流场波动减小;弯度角γ越大,叶轮对气流做功越多,γ为90°时,取得最大流量值716.47 m3/h,相比原叶轮,流量提升4.04%。     

对一低比转速叶轮参数优化模型的深入分析

通过分析,对比两个低比围速叶轮几何参数的优化数学模型,提出了这类叶轮参数进一步的确定方法与原则。     

一种风能送料装置的叶轮设计与加工

对一种风能送料装置的叶轮设计与加工进行研究,根据经典的格劳特涡流理论,提出一种叶轮设计的新型方法,并通过CAXA软件建立了三维模型.然后对整体叶轮数控加工工艺进行了分析和研究,尤其是精加工技术,并设计了一种专用夹具,加工出了实体产品.通过在实际中应用证明是可行的.     

风机叶轮强度及模态分析

对于某离心风机叶轮,利用有限元方法计算了叶轮在工作转速下的应力分布,依据应力分布对叶轮进行了改进,并对改进后的叶轮进行了强度校核;通过振动模态分析,得到叶轮的固有频率和振型等主要模态参数。计算结果表明叶轮设计合理,可以满足使用要求。该方法对提高产品可靠性和减少设计周期有重要意义。     

矿用风机叶轮加工过程清单分析

论述矿用风机叶轮加工过程中各工序IPO模型的建立；基于工序IPO模型，制定工序清单分析表格，并进行清单数据的采集；然后按叶轮生产工艺流程对各工序清单数据按功能单位进行换算，并分类汇总，得到整个叶轮加工过程的清单数据。通过对清单数据进行定量、定性分析，详细地阐明了叶轮加工过程中资源消耗和环境影响的种类和数量，找出了叶轮加工过程中工艺的改进措施，以及叶轮不同加工过程中材料消耗和环境影响的差异,提出了具体的改进方法。同时也为以后矿用风机叶轮加工过程的资源环境属性综合评价和工艺路线选择提供数据和决策支持。     

离心式压缩机叶轮主要气动设计参数的分析研究

分析了叶轮进出口气动设计参数的分布规律，通过分析，对叶轮主要气动参数的分布规律有了新的认识，并可为离心式压缩机设计提供一定参考。     

叶轮结构参数对吸油烟机风机内部流场影响分析

应用Fluent软件对某型吸油烟机风机内部流场进行数值模拟,得到风机在稳定工作状态下流场压力及速度分布图,研究风机叶轮轮径比参数对吸油烟机风机内部流场的影响规律,并进行了试验验证。结果表明:叶轮轮径比为0.88时,风机内部流场存在涡流、二次流和出口逆流等流动现象;不同轮径比风机的出口总压分布不同,其最大值主要分布在风机出口和蜗舌附近;当叶轮轮径比为0.84时,风机效率最高,为吸油烟机的优化设计提供参考。     

大功率风电增速器箱体疲劳寿命分析

建立某大功率风电增速器箱体的三维模型,计算单位静载荷作用下箱体的应力应变;依据德国劳埃德船级社规范(GL2010),给出风电齿轮箱箱体部件的S-N曲线的拟合方法;应用雨流循环计数法计算箱体疲劳载荷谱。应用Miner线性积累疲劳损伤理论和雨流循环计数法,对风电齿轮箱箱体进行疲劳寿命分析,得到了风电增速器箱体的疲劳寿命。通过对箱体疲劳寿命结果的分析,对箱体结构进行优化,为大功率风电增速器箱体的疲劳寿命分析提供设计思路,为风电齿轮箱箱体的设计提供了参考。     

小型Savonius风力机风轮结构优化设计及数值模拟分析

为提高Savonius风机的能量转换效率,以风机的风能利用率为优化目标,风斗直径、风斗间隙和风轮高度为变量,贝兹极限和相关实验结论为约束条件,建立了风轮结构参数优化模型,并利用Matlab求解得到其最优结构尺寸。为使风能利用率更高,对风轮结构形式进行改进,建立三维模型,利用Ansys Workbench进行流固耦合分析,验证了优化、改进后风轮结构在危险风速下的可靠性。     

叶尖小翼对3MW风力机叶片模态分析的影响

作为风力机的重要部件,叶片为一容易发生振动的细长弹性体。叶尖小翼虽可增加风力机的输出功率,但必然对叶片结构强度产生影响。选定叶片的材料参数,应用Ansys软件对带小翼与不带小翼叶片进行模态分析,确定叶片结构的固有频率和振型等振动特性。并对各阶模态结果进行对比分析,得出在重力作用下叶尖小翼对风力机叶片模态特性的影响。结果表明,叶片叶尖加小翼虽然对叶片的模态特性产生一定影响,但不会发生共振,符合强度要求。     

大型风力发电机组传动链动力学分析与试验研究

传动链是大型风力发电机组非常关键的组件,对其动力学性能进行深入的分析研究,对风机设计和风电机组产品的传动链振动控制都有重要的意义。从多体动力学(MBS)角度出发,结合转子动力学、模态理论,以SIMPACK专业动力学软件作为仿真平台,对某型2 MW风电机组传动链建立高精度动力学模型,分析系统的特征频率,评估传动链的动力学行为以及传动链的共振特性,并通过现场机组试验验证分析结果。     

海上风力机基础防护装置在船舶碰撞下的动态响应研究

海上风力机与船舶碰撞机率随着海上风场的发展而逐渐增加。为此,基于非线性动力学理论,采用Ls-Dyna模拟5 000 t级船舶在不同碰撞速度下与4 MW海上风力机单立柱三桩基础碰撞过程,研究橡胶-泡沫铝-钢结构的新型防护装置对碰撞过程中海上风力机结构动力响应的影响,对比分析有、无防护装置下海上风力机与船舶碰撞时系统能量转换、最大碰撞力及碰撞处的应力分布。结果表明:防护装置对塔顶风力机的动力响应抑制效果明显;塔顶正负向最大位移、速度和加速度较之无防护装置时分别减少了56. 4%、27. 2%和44. 2%;较之无防护装置,塔架下端结构变形能大幅降低,塔架撞深减少;防护装置可起到避免碰撞力集中施加于塔架,一定程度上减弱集中应力的作用。     

变载荷下风力机齿轮传动系统的动态响应分析

根据风力发电机组在随机风场中变速、变载的工作特点,基于组合风速模型,研究了由随机风速引起的时变载荷(扭矩)。综合考虑了风力机齿轮传动系统的内、外部激励,利用拉格朗日方法推导出其动力学方程,对变载荷下风力机齿轮传动系统的动力学特性进行仿真计算分析,获得了风力机各级齿轮的振动位移和各齿轮副的动态啮合力,为风力机齿轮传动系统的振动特性分析和结构优化设计奠定了基础。     

基于有限元法的风力机塔架结构动态分析

将有限元技术与模态分析理论相结合,在有限元软件的基础上研制了一套用于风力机塔架结构的动态分析程序系统。讨论了模型建立、载荷施加、边界条件和模态参数的计算,并给出了应用实例及结果分析。     

固定坐标系下的风力机稳定性分析

采用仿真软件TurbSim建立紊流风场数据、AeroDyn建立气动力数据、FAST( fatigue,aerodynamics,structures,and turbulence)建立风力发电机组动力学模型,并将三者联合起来,建立完整的风力发电机组系统动力学模型.通过多叶片坐标变换(multi-blade coordi...     

风电机组回转支承滚子修形曲线设计方法研究

以风力发电机组三列圆柱回转支承的滚子修形为研究对象,基于非线性的弹性接触方程,对建立的轴向、径向滚子-滚道接触模型进行了求解.举例分析了模型中载荷、倾斜角度和滚子修形曲线对滚子应力分布的影响与参数确定,基于轴向、径向滚子受载特点提出分别采用对数修形和相切圆弧两种方法进行修形,可对后续风电回转支承滚子修形设计提供参考.     

基于热平衡分析法的喷射器引射系数计算与分析

采用以喷射器出口混合气体中工作蒸气处于过热状态为基础的热平衡分析法计算引射系数,由于热平衡分析时,既按照喷嘴前后工作蒸气的膨胀与扩压器前后混合气体的压缩之热平衡关系,又考虑到喷射器吸气口状态与喷嘴出口状态之间的温度差影响,以及气体混合过程热值的变化情况,包含喷射器内各状态间的全部热力变化关系都集中反映在计算式的推导内。故这种方法不仅可获得接近实际运行状态的喷射器出口混合气体温度,还提高了计算结果与实际运行情况的相符程度。