对转涡轮气动方案设计技术研究

通过某型发动机的总体技术要求得到涡轮的设计参数，进而设计出涡轮通道并对涡轮的气动性能进行计算。将常规涡轮改成对转涡轮进行计算分析，同样可以达到设计要求。通过分析两种涡轮的气动计算结果，发现常规涡轮的设计体系同样适用于对转涡轮。     

对转涡轮低压转子叶片的流固耦合数值分析

采用对转涡轮设计能提高航空涡轮发动机性能,其中无导叶方案是发展趋势之一。在无导叶对转涡轮中,低压转子叶片受到较大的高压转子出口气流激励。基于ANSYS/CFX软件,采用流固耦合数值分析方法对低压涡轮转子叶片进行了分析,得到了高压涡轮转子叶片尾流作用下的低压涡轮转子叶片振动的应力和变形变化规律。叶片温度对振动应力和位移的平均值、幅值和周期的影响较大,叶片材料密度对振动周期产生明显的影响,高低压转叶轴向间距的选择应兼顾涡轮效率等因素。     

高压级涡轮的气动优化设计改型

蒸汽轮机高压级涡轮多为低展弦比直叶型设计,此类涡轮的二次流损失占整个流动损失的比重较大,现在的设计技术能够较好地设计出优秀的S1面叶型,但较难把握全三维的二次流损失。文中通过对单级某高压级涡轮导叶的优化设计改型,得到了较好的控制二次流损失的全三维直叶型。结果表明:最优全三维直叶型不是最优S1面叶型,二次流损失在流动中比重较大,设计中不容忽视;采用优化设计的方法,能够非常有效地提供最优直叶型,缩短设计周期。     

采用冷气射流调节对转涡轮高压部件流量的数值研究

针对先进发动机对涡轮变工况流量调节的需求,以某对转涡轮高压部件为研究对象,采用源项法模拟冷气射流,对导叶压力面、吸力面射流孔位置、射流角及射流流量对涡轮流量调节效果的影响进行了数值研究.结果表明:射流轨迹通过堵塞流道能实现减小涡轮进口流量的需求;从流量调节效果而言,不存在最佳压力面射流位置,而最佳吸力面射流位置位于喉道...     

某燃气涡轮气动设计及通用特性曲线计算

针对燃气轮机中涡轮的设计,介绍了杭汽燃气涡轮气动设计体系,并阐述了冷却涡轮掺混损失计算方法和几种效率定义方法。通过一维热力设计和S2流面完全径向平衡方程设计,设计出了三级燃气涡轮。应用计算流体力学软件CFX对所设计的涡轮进行了不带冷气的性能分析,应用源项法对带冷气的涡轮进行了性能分析。通过三维计算,得到了新设计的三级涡轮的折合流量、折合转速、效率的特性曲线;并为涡轮的进一步气动优化设计和强度振动校核打下了基础。计算结果显示:设计的涡轮气动性能良好,变工况性能宽,基本达到了设计要求;不带冷却涡轮效率91%,带冷却的涡轮效率89.7%。     

水下航行器对转减速器设计与特性分析

在驱动对转螺旋桨时,须将高速单轴电机转速降低,为此提出了一种适用于水下航行器对转驱动的减速器。对该减速器的原理进行了介绍,通过运动学与动力学分析,揭示了此种减速器具有平衡电动机反作用力矩的特性,从而可以减轻航行器横滚控制系统的压力;在减速器减速比的讨论上,提出了此种减速器的减速比除了取决于本身特性外,还取决于双轴的负载特性;并通过对负载电机特性及电池放电特性的分析,总结了设计此种减速器驱动应注意的关键问题,最后给出算例,为此种减速器在航行器上的应用提供了有力证据。     

AUV对转螺旋桨的设计方法现状及其发展趋势

对国内外对转螺旋桨设计方法的现状及其发展热点与新方向进行了介绍,并对螺旋桨设计中出现的激振力大、桨叶剥蚀、空泡噪声等问题及目前采用措施作了分析,这对提高与改进对转螺旋桨的设计水平有着重要意义。     

增压器涡轮端空间位置测具的设计与使用

近年来增压器在各种发动机中得到广泛应用。由于增压器涡轮端工作在高温状态,因此一般在接口处采用刚性联接,有时要求对其相关位置尺寸进行综合测量。以下介绍的就是其中一种空间位置测具。该测具的结构形式如图所示。测具主要用于测量6—M10螺纹孔相对基准φ78.4_(0.05)~0mm的位置尺寸,以及测量     

Aerodynamic design and performance analysis of multi-MW class wind turbine blade

The rotor blade is an important device that converts kinetic energy of wind into mechanical energy. It affects power performance, efficiency of energy conversion, load and dynamic stability of a wind power generation system. This paper presents an aerodynamic design of 3 MW class blade using BEM and confirms that the design satisfies the initial design target by BEM and CFD analysis. To investigate the effects of radial flow at the inboard region, the result of static BEM analysis was compared with the result of CFD analysis. The result of quantitative comparison among thrust force, power coefficient and mechanical power depending on wind speed change is presented. Furthermore, design reference data such as pressure, streamline, torque and thrust force distribution on the blade surface is presented as well.     

Aerodynamic design and analysis of a small-scale vertical axis wind turbine

Small-scale vertical axis wind turbines are regarded today as an attractive source of green energy, still insufficiently implemented and tested. This paper presents a fast design methodology of such a VAWT, in terms of choosing its main parameters: airfoil, rotor diameter and solidity. For obtaining generated power of each considered geometrical model at different undisturbed wind velocities and rotor angular velocities two models were used — momentum and vortex-wake model, combined with experimentally measured airfoil data (airfoil lift and drag coefficients). Even though the former model is simpler, it is the most utilized model, known to provide good results in stationary working regimes. Both models still present fairly accurate and fast tools for computation and optimization, particularly useful in the phase of conceptual design. In this research, the use of the momentum model resulted in determination of the maximal power coefficient, optimal- and minimal freestream velocity for every considered VAWT model. From these output parameters, a selection of the optimal geometric model was done, and a more detailed transient analysis and flow representation around the selected solution was obtained by the vortex-wake model. The results obtained by the two used computational models coincide satisfactorily.     

涡轮叶片三维气动优化设计

根据五次多项式叶片造型方法进行叶型参数化，得到涡轮叶片的参数化模型，采用N—S方程进行三维流场计算，使用模拟退火算法和序列二次规划算法相结合，以涡轮气动效率为目标进行了优化，优化结果显示涡轮气动效率得到提高。算例表明文中涡轮叶片参数化方法是可靠的，文中提出的叶片三维气动性能优化方法是可行的。     

复合新翼型风力机叶片的气动设计及建模

基于Wilson法,用美国可再生能源实验室开发的S系列新翼型S833、S834、S835和三者的组合翼型来设计叶片,不同翼型连接处采用MATLAB程序语言的样条差值和曲线拟合法进行过渡修正,以满足气动连续性要求。在叶片设计基础上,分别计算了单翼型和复合翼型叶片的气动性能;利用有限元分析软件ANSYS建立了风轮的三维实体模型。结果表明:复合翼型叶片在较宽尖速比范围内比其它几种单翼型叶片的功率系数大,利用ANSYS软件建立的风轮实体三维模型,为风轮的结构动态及载荷等问题的进一步分析提供了技术基础。     

一种轴流式涡轮的优化设计

利用CFD方法对一种轴流式涡轮的内流场作了详细的三维紊流数值模拟.分析不同叶片结构对流场的影响情况.试验表明改进后的扭曲叶片涡轮比直叶片涡轮的水力性能高,从而验证了CFD软件是一种很有效的流体模拟软件,对改进涡轮的机械性能指明了途径.     

对旋风机电动机轴承的失效分析及结构改进

由于对旋轴流式风机电动机轴承要承受大的轴向负荷和径向负荷，实际使用过程中常发生电动机轴承损坏的现象。这里针对此问题，通过对比对旋风机电动机输出轴安装叶轮前后的受力情况，对电动机轴承进行受力分析，查明电动机轴承损坏的机理。并在对电动机轴承组进行结构分析的基础上，给出两种有效的轴承组结构。     

基于叶片弦长的小型H型垂直轴风机气动性能分析

针对不同弦长下的小型H型垂直轴风轮模型,建立风轮外流场cFD(Computational Fluid Dynamic)模型,采用移动网格技术,选用RNG两方程湍流模型和基于压力的隐式Couple算法进行瞬态计算,获得风轮气动性能曲线,进而分析叶片弦长对小型H型垂直轴风力机风轮气动性能的影响.     

风力机的翼型弯度对风力机翼型气动性能的影响

利用CFD软件对S827翼型进行数值计算,验证了选用RNG k-ε两方程作为CFD数值计算的湍流模式的合理性.基于RNG k-ε湍流模式对S902和S903两种翼型的气动性能进行了数值模拟计算,研究了翼型弯度对翼型的升力特性、阻力特性、最大升力系数、最大升阻比、流动分离特性、失速特性和深失速特性等气动特性的影响.     

井下涡轮式发电机水力性能研究

利用CFD方法对一种井下涡轮发电机的内流场作了较详细的三维紊流数值模拟,得出丰富的内部流场信息,着重分析叶轮结构对流场的影响情况,同时在此基础上计算出该发电机主要的外性能曲线,为井下涡轮发电机的性能预测和结构改进提供有力的依据。