通用风力机翼型气动特性数值模拟

针对某翼型扰流流动,建立了二维可压缩湍流模型,利用商业软件FLUENT对翼型不同来流攻角下的气动特性进行了相应的数值模拟计算.湍流黏度采用基于RANS的Spalart-A llm aras湍流模型处理,得出了雷诺数在3.2×106时,某翼型的升力系数、阻力系数和压力分布随来流攻角的变化关系,并与同类翼型实验数据进行对比.结果显示:该翼型与修型前的翼型相比,具有较高的升力系数和升阻比,失速性能更好.     

基于Fluent的亚音速翼型气动特性数值研究

根据Spalart-Allmaras模型建立了NACA0006翼型二维湍流流动模型,并对模型近壁面进行了网格加密处理.利用Fluent软件模拟了NACA0006翼型的二维湍流流动,得到在不同攻角及马赫数下升力系数和阻力系数的变化特性.研究结果表明,在所选攻角范围内,随着攻角的增大,升力系数和阻力系数均逐渐增大;在跨音速区,由于激波的产生,升力系数急剧下降.Fluent为研究翼型气动特性提供了重要参考和依据.     

风力机翼型及叶片气动性能数值模拟

采用FLUENT数值计算方法模拟了NACA4412、NACA4418、FX60-126和NREL-S809四种常用风力机翼型和单位长度平板叶片以及单位长度实际叶片.通过数值计算所得4种翼型的升阻力系数曲线与实验数据的对比,验证了计算模型和计算方法的准确性,在此基础上分析了翼型和平板叶片随攻角变化的流场分布规律以及实际叶片的三维气动特性,数值模拟结果显示三维平板叶片在失速攻角附近气流展向流动较明显,三维实际叶片旋转时气流展向流动产生了三维涡体,更准确地反映了实际叶片的气动特性.     

风力机翼型边界层分离流动三维特性的数值模拟

针对NRELS809翼型绕流流动分别建立了二维和三维可压缩湍流模型,并进行了相应的数值模拟计算。湍流黏度分别采用基于RANS的Spalart-Allmaras和k-ωSST两种湍流模型来处理。研究结果表明:基于RANS的三维Spalart-Allmaras湍流模型在大攻角下得到了更加细致的涡结构,且更能显示出边界层分离流动的三维特性,计算出的翼型气动性能与实验测试值更接近,因此,Spalart-Allmaras湍流模型比k-ωSST湍流模型在预测翼型失速后气动性能方面更加有效。数值计算结果同时揭示了分离流动的三维特性是影响翼型气动性能的重要因素,而二维模型并不适用于翼型气动性能的计算。     

基于合成射流风力机翼型气动特性的数值模拟

在翼型上引入射流,以较小流动干扰对翼型表面绕流进行主动流动控制,从而达到延迟失速、抑制分离、增升减阻的目的.通过数值模拟方法,分析了合成射流中的参数射流偏角、动量系数和无量纲频率对翼型气动特性的影响.结果表明,合理地选择射流参数可以达到抑制翼型流动分离、实现增升减阻的目的,得出了相关参数与翼型特性之间的关系曲线,为下一步射流器的选择与控制提供了一些有意义的帮助.     

平底后缘风力机翼型气动噪声计算研究

基于二维雷诺平均NS方程,采用SST k-ω湍流模型结合γ-■θt转捩判断方法,对传统尖后缘翼型及修形后的平底后缘翼型进行了粘性绕流数值计算;在此基础上结合Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)声学方程,采用混合方法对平底后缘翼型的气动噪声进行了计算。计算结果和实验结果吻合良好,表明文中方法在平底后缘风力机翼型气动噪声计算方面具有良好的应用前景。     

海底原油管道停输温降的Fluent模拟

利用Fluent流体分析软件模拟海底管道停输温降过程,分析不同初始油温、不同环境温度下的温降过程,得出了与实际吻合较好的温降曲线。计算结果表明,管道停输0~20h温降速度很快,主要是因为该阶段管内原油的自然对流较强烈。停输20h后的一段时间内温降缓慢,降温在5℃以内,这是因为管内原油接近临界温度,原油黏度增大及蜡晶析出,使得自然对流强度减弱。初始油温和海水温度对停输温降影响非常明显。     

涡流发生器对不同弦长风力机翼型气动性能的影响

加装涡流发生器有助于大型风力机叶片根部厚翼型表面边界层气流分离的控制。以DU97-W2-300三维翼型为研究对象, 采用转捩模型对安装相同尺寸的涡流发生器, 弦长分别为0.6、1和1.5 m的翼型进行数值计算, 分析涡流发生器控制流动分离的机制。结果表明:转捩模型计算结果与试验结果吻合良好; 对于3种不同弦长的翼型, 在攻角0°~14°范围内, 计算得到的升力系数基本相同; 当攻角大于14°后, 随翼型弦长增大, 升力系数减小, 翼型尾缘分离区域逐步增大。     

风力机翼型转捩与失速特性的数值计算

针对三种NREL S系列风力机专用翼型,分别采用Xfoil和Fluent软件对流动转捩和失速特性进行了数值研究,得到了翼型升力系数与阻力系数随攻角变化关系,并将其与实验数据进行了比较。结果表明:数值计算结果与风洞实验数据吻合很好,表明数值计算在翼型二维气动性能计算方面有较高可信度。对于相对厚度大于0.15的翼型,在中低雷诺数下,通常会发生后缘分离,达到失速角时,升力系数缓慢减小。     

考虑不确定性的风力机翼型颤振边界研究

随着风力机叶片长度不断增加,其柔性增加,气弹稳定性下降。准确判别叶片气弹稳定性边界对叶片设计具有重要意义。然而,风力机现实工作环境存在不确定性的随机影响因素,使得叶片气弹稳定性边界不是确定值。基于OpenFOAM求解器,对FFA-W3-241翼型的动态失速过程进行了数值模拟,通过能量法找寻翼型俯仰与沉浮耦合运动下的颤振边界;采用基于稀疏网格法的多项式混沌方法对耦合运动进行了不确定性量化分析。结果表明,在轻度失速工况下翼型颤振边界不明确,考虑不确定因素为俯仰平均攻角、俯仰攻角振幅、俯仰折合频率、沉浮距离振幅、沉浮折合频率后,翼型发生颤振的概率为49.48%。此外,颤振发生对俯仰折合频率的敏感度最高,其次是沉浮折合频率,而沉浮距离振幅、攻角振幅对颤振的影响较小。     

气流成网机纤维流通道的设计及应用:基于Fluent的数值模拟

为了获得纤维流通道内气流的流动和压力分布规律,使用Gambit软件对纤维流通道进行了三维建模以及网格划分;并基于Gluent有限元仿真软件对纤维流通道内部流场进行数值模拟,得到了纤维流通道内气流的速度分布图和压力分布图;通过分析得到速度分布图和压力分布图,可以说明基于Fluent对纤维流通道内气体流动的模拟仿真分析是可行的.     

涡发生器对风力机翼型绕流场的影响研究

为了研究涡发生器对风力机专用翼型气动性能的影响,采用数值模拟的方法对带涡发生器风力机的翼型进行了数值计算.首先对具有试验数据的带涡发生器翼型进行了数值计算,验证了计算方法的可行性;然后采用该计算设置对所要研究的风力机翼型在多个攻角下的情况进行了计算.结果表明:在小攻角下当翼型未发生流动分离时,涡发生器可能使翼型升阻比降低;当攻角增大,翼型发生流动分离时,涡发生器可以有效推迟流动分离,增大失速攻角,提高升阻比.     

基于Fluent的水冷滚筒流场数值模拟与设计

水冷滚筒作为电解铅阴极板制备的核心部件之一,其内部冷却水的流场分布直接决定电解铅阴极板的结板厚度和均匀度。为准确掌握滚筒内流场分布状况,运用计算流体力学软件Fluent的多坐标参考系对水冷滚筒内部的流场进行三维模拟,直观地显示水冷滚筒内部的流场特性和流动状态。通过对不同的出水孔孔径得到的流场进行对比,确定最优孔径。设计出的水冷滚筒样机性能通过了现场试验,电解铅阴极板的结板厚度与均匀度均满足生产要求。     

特殊环境下路基温度场模拟及参数优化

通过Fluent软件,对特殊环境下路面、路基的温度场进行了模拟研究,得出了不同参数条件下的温度场分布情况,并根据模拟结果进行了参数的进一步优化设计。通过模拟研究,可以为道路加速加载实验系统的搭建提供必要的理论依据和数据支持。     

迎角对NACA63-618型机翼力学特性影响研究

为探究机翼迎角参数对力学特性的影响,采用流固耦合的数值模拟方法,实现对NACA63-618型等截面机翼的流场和结构的耦合模拟,并对不同设计迎角下的机翼进行力学特性影响分析.数值模拟结果表明,因翼面形状而产生的升力对机翼的变形起着主要作用,在迎角为6度的情况下,NACA63-618型机翼升阻比相对较高,且拥有合理的压力分...     

柴油机喷油嘴喷孔中空泡形成过程的数值模拟

笔者利用建模软件Gambit对六嘴柴油机喷油嘴喷孔进行建模,然后,应用专用CFD软件Fluent对柴油机喷油嘴中的空化现象进行数值模拟．从而总结出空化现象对柴油机喷油特性的影响．     

管壳式换热器流动与传热的三维数值模拟

应用计算流体力学软件FLUENT对一小型管壳式换热器的流动与传热问题进行了三维数值模拟。换热器壳体直径为130mm,12根20mm×1 500mm的换热管正方形排列,折流板为30%缺口的弓形折流板,模拟了3种不同折流板间距的情况。模拟过程采用雷诺应力湍流模型,压力速度耦合选用SIMPLEC格式,压力方程的离散选用Standard格式,其他方程的离散均选用QUICK格式。数值模拟结果表明:减小折流板间距对总体传热系数的增加不太明显,但却显著增加了壳程的流动阻力。最后应用Bell法对3种不同折流板间距的数值模拟结果进行了校核,他们之间的最大误差为6.57%,表明数值模拟结果准确可靠。     

湖库型核电厂低放废水排放的数值模拟

以富水水库为分析对象,利用CFD(Fluent)软件,采用realizable k-ε湍流模型和组份输运模型,模拟了不同来水条件下3种排水口方案的流场和低放废水中的代表核素氚(3 H)的浓度场.结果表明,所建模型能合理地模拟水库的流场和浓度场;流场与浓度场基本耦合,低速区和漩涡区中的核素输运不畅,会出现累积现象,流速越大,污染物的输运效率越高;排水口的位置对浓度分布影响较大,排放口应远离低速区和漩涡区,在同种工况条件下,3号排水方案时水流对核素的稀释作用最大,并且符合国家的核素排放标准,是最佳的排水口方案.