轴流通风机翼型的优化设计研究

将二维N-S方程流场分析程序和序列二次规划结合起来，发展了一种轴流通风机翼型设计方法，用以提高翼型的气动性能，达到节能目的。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。设计实例表明，本文发展的方法设计质量高，所需机时少，易于实施，有较大的工程应用价值。     

车用翼型热管散热器参数化分析与模型研究

为了研究翼型热管散热器的散热规律,使热管和翅片布置更合理,提升散热器综合性能,仿真分析了某工程车辆的管片式散热器单元,并与实验数据对比验证了其准确性;分析了热管和翅片不同布置形式对换热性能以及阻力性能的影响.分析结果表明:增加管列间距和管排间距对散热性能提升较大,分别达到了2.35％ 和23.74％.     

轴流式水轮机叶片翼型参数化设计

我国水力资源丰富,水能开发工作稳步推进,与发达国家相比,依旧存在一定不足之处。目前,随着我国对这方面的支持进一步加大,水电开发工作日益加快。本文主要介绍了我国轴流式水轮机发展现状,然后展开轴流式水轮机叶片翼型参数化相关设计,建立相应的模型,生产3D水轮机叶片,节约时间和制造成本。     

风力机专用翼型综合优化设计方法

为了得到拥有优良气动特性且低噪声水平的风力机专用翼型的轮廓线,提出了翼型多工况点多目标综合优化设计方法。该方法应用Bezier曲线对翼型的轮廓线进行参数化表达,并推导出由翼型离散数据点反求Bezier曲线控制点的一般方程。基于翼型噪声预测半经验模型,采用XFOIL计算翼型的气动性能,结合遗传优化算法得到优化翼型。以美国NREL风力机翼型S834为初始翼型,对多工况多目标权重分配方案进行综合设计。研究表明,相对于初始翼型,优化翼型在主攻角范围具有更好的气动性能和声学性能。     

基于Bezier曲线的翼型参数化及前尾缘处理方法研究

本文基于Bezier曲线,采用MATLAB软件,对翼型的参数化展开研究。同时,针对翼型的前缘、尾缘在参数化过程中出现的尖点问题提出了平行点处理方法,以提高参数化精度,准确地表达翼型的几何特征。本文对几种翼型在不同阶次下的参数化曲线结果进行了误差分析,通过与原始数据的对比,进一步证明了本文提出的翼型参数化方法具有精度高,实用性强的特点。     

风力机翼型气动噪声优化设计研究

为获得高升阻比、低噪声水平的风力机翼型,将气动噪声引入到风力机专用翼型的设计中.为评价翼型气动噪声水平,对翼型自身噪声进行讨论和研究,应用NASA基于大量试验而得到的翼型自身噪声模型进行建模.采用型函数扰动法对翼型廓线进行表示,以翼型自身噪声水平作为优化目标,将气动特性作为性能约束,建立翼型的优化设计模型.设计过程中,采用XFOIL获取翼型边界层参数,及对翼型的气动性能进行评价.将流场求解程序和直接优化方法相结合,采用复合形法进行搜索寻优,用Matlab编制优化程序.以NACA4415作为原始翼型进行优化设计,得到一种具有高气动性能、低噪声水平的风力机专用翼型.     

不同翼型太阳能无人机的气动特性分析

介绍了研究太阳能无人机气动特性时的控制方程与湍流模型。为设计出具有较高气动性能的太阳能无人机,应用计算机软件对具有较高升阻比的翼型进行气动特性分析,进而选取合适的翼型。与此同时,在相同机翼面积和机翼展长的情况下,对新型串列翼布局和常规单翼布局太阳能无人机进行气动特性分析,确认新型串列翼布局具有更高的气动性能。     

离心式叶轮三维参数化形状优化设计方法

文中提出叶轮参数化设计方案,以ANSYS软件为开发平台,实现叶轮的三维参数化有限元建模;在此基础上,分析研究液压、拉杆、GM（gear multiplying assembly）三种典型装配工艺,提出综合考虑强度、刚度约束统一的离心叶轮装配工艺优化设计模型;针对不同的叶轮装配形式,只需要修改其优化目标,即可得到理想的设计结果.最后,以液压装配工艺工程实例说明该优化方法的有效性.     

多模块协同仿真的翼型优化设计研究

基于粒子群算法的研究基础,提出了基于粒子群算法的多模块协同的翼型优化设计方法。在高速风力机中被广泛应用的航空翼型在某些方面存在一定的不适应性。针对此问题,建立了基于多软件协同仿真且以翼型的升阻比为目标的自动化优化设计方法,并运用该方法对风力机中常用的NACA4412翼型进行优化设计。设计结果表明,用该方法优化后的翼型在气动性能方面有较大提高。     

一种理想风机叶片翼型的设计方法

对理想风机的气动参数进行了设计。通过绘制升阻比曲线和升力系数曲线,对该翼型的弦长、攻角和风轮半径等进行了计算。同时应用Matlab与Profili软件分析翼型在不同攻角下的叶背和叶盆曲线上的升力和阻力的变化情况,并通过Profili软件的翼型受力分析功能,对设计出的翼型进行对比分析,验证了设计的准确性。     

落地扇风叶参数化气动优化设计研究

以某落地扇风叶为研究对象,建立风叶参数化模型,搭建多学科优化设计平台,以风扇风量和扭矩分别为目标开展单目标优化,优化设计变量为翼型安装角、翼型弦长、叶片弯度和叶片积叠线弯度及掠度。采用粒子群优化算法进行寻优,分别得到了不同指标下最优的扇叶配置,并确定了扇叶关键设计参数对扇叶气动性能的设计权重以及影响规律。对风量和扭矩影响最大的都是翼型安装角和弦长,随着翼型安装角和弦长的增大,风量增大,扭矩也增大。     

齿轮泵优化设计后的参数化图形输出

介绍CBF系列齿轮泵CAD软件设计中的两个重要问题,即优化设计与参数化图形输出。     

翼型叶片精确参数化建模的研究及应用

从理论上分析了抛物线、单圆弧和双圆弧型翼型中心线方程,推导并更正了双圆弧中心线翼型的前、后缘方向角的取值规律。阐述了翼型叶片截面的参数化建模方法,利用微分的思想,通过中心线分割点的弧长值求得了对应横坐标,从而获得了更加精确的翼型叶片上、下轮廓控制点坐标参数化计算方法。在此基础上,开发了翼型叶片截面参数化绘图程序,实现了叶型截面的精确自动绘制。     

可逆地铁风机用翼型优化设计与验证

作为叶片设计的基本组成单元,可逆翼型的选取对整机性能的影响起着重要的作用。以性能较好的R18可逆翼型作为初始翼型,通过翼型优化方法得到一款优化翼型。利用Numeca软件对R18翼型构建的叶片进行气动性能计算并与标准风机试验台的数据进行比对,验证该数值方法的可靠性。在此基础上采用两种翼型构建两种叶片模型并用Numeca软件计算气动性能,以此对翼型优化的设计效果作出评价。研究结果表明：在设计攻角范围内,优化翼型的升阻力特性均高于R18翼型;且在设计工况范围内,优化翼型设计出的风机全压提升5.43%,效率提升0.905%。表明该翼型优化设计方法确能提高设计出的可逆地铁风机气动性能。     

风力机叶片翼型的气动特性研究

选取S818叶片翼型进行二维几何模型,采用适合翼型流动的Spalart-Allmaras湍流模型,对Base翼型和95%弦长处带Microtab的翼型进行数值模拟分析,得到在不同攻角下的升阻比、表面压力和速度矢量图。从流场计算结果看出95%弦长处带microtab的翼型在0°到12°攻角范围内气动性能有明显提高;带microtab的翼型改变了后驻点位置,使其出现在了microtab末端,增加了气动曲面环量,从而增加了翼型升力。     

基于NURBS离心式压气机参数化造型设计及气动优化

基于特征造型技术进行含扩压器离心式压气机参数化造型方法的研究。将叶轮分解为叶片和轮盘两个特征,径流式叶片型线采用非均匀有理B样条表达,直纹面实现叶身成型;扩压器叶片型线利用具有三阶导数连续的五次多项式法构造,以叶根型线草图拉伸生成扩压器叶片实体模型。在CAD(computer aided design)软件二次开发基础上实现离心式压气机模型自动创建,以径流式叶片控制点周向转角和扩压器安装角为设计变量,利用全局和局部优化算法组合寻优,实现离心式压气机气动优化,改善压气机气动性能。结果显示优化后径流式的叶型呈现明显的倾斜特征。     

橡胶减振器参数化有限元法优化设计

为获得与理想减振特性相吻合的橡胶减振器,建立了1／8立体参数化有限元模型。通过试验确定有限元仿真的材料模型参数并对分析结果进行试验验证。基于灵敏度分析选择橡胶减振器的外倾角α、半径r2、高度h2作为优化变量,以理想载荷．变形特性曲线为优化目标,运用多约束非线性二次规划算法优化得到相应的尺寸值并对橡胶减振器的强度进行了校核。借助于理想载荷．变形特性曲线并结合有限元法优化得到橡胶减振器的最优外形尺寸,为橡胶元件性能最优化设计提供了新的思路和方法。     

基于遗传算法的叶型气动优化设计

运用B-Spline开发了实现叶型吸力面、压力面型线与中弧线、厚度分布规律相互转化的程序,开发了可交互定义中弧线、厚度分布规律进而用于设计叶型的程序,并开发了基于遗传算法的叶型气动优化设计平台.进行了优化设计算例校验,验证了气动优化平台的可用性.     

基于响应面法的风力机翼型气动优化设计

以某风力机翼型为研究对象,选择其设计点升阻比作为优化目标,采用基于均匀设计的响应面法对其进行气动优化设计。首先用B样条曲线对该翼型拟合并求其控制点,然后利用均匀试验设计方法建立计算试验样本点分布表并进行各样本点的CFD计算,最后建立响应面模型,进行优化设计,使设计点升阻比提高12.13%,而且在所有攻角下升力和升阻比都有所提高。算例表明,本文进行风力机翼型优化的方法节省时间,优化效果明显。     

风轮叶片翼型气动特性分析

应用CFD流体力学软件对风力机叶片常用翼型FFA-W3-211进行数值分析,得出了其升力系数、阻力系数、升阻比以及翼型表面压力随来流攻角变化关系,并依据计算结果对FFA-W3-211翼型的气动性能进行分析。