水电站虹吸式进水口的设计与分析

本文阐述了虹吸式进水口在设计中所涉及的有关问题。对虹吸式进水口的适用范围、结构型式、主要参数选择、流道尺寸确定以及进水口的淹没深度和渐变段的型式选择等方面作了系统的论述,可供设计参考。文中主要建议用指数方程来设计进水口的反弯弧形流道和用超椭圆方程来设计由矩形到圆形、轮廓成线性变化的渐变段的所有断面形状,以改善水流条件。同时对进水口的淹没深度建议了一个简化计算公式。关于渐变段和淹没深度计算的建议,也可作为其他水工建筑设计的借鉴。     

回流式低速风洞试验段流场特性实验研究

对回流式低速风洞试验段横截面进行流场测量和测试数据分析。由于回流式低速风洞试验段流场受边壁效应的影响且风洞两壁面不光滑,所以造成紧靠管壁处的流体速度趋于零。由于空气流体黏性的作用,使得从管壁到管的中心,速度有一定的梯度变化,且靠近管的中心时速度最大。经风洞划分区域并标记区域中心,测量结果表明,风洞中央风速明显略高于目标风速,且越往两侧风速越低。     

塑料熔体在挤出模头中的停留时间分析

本文分析挤出模机头结构的特点发现，挤出模头的环形流道、圆形流道以及锥形流道都可以看成是锥环形流道的特例。因此，本文在给出了计算塑料熔体在锥环形流道中停留时间的一般公式的基础上，将其稍作推广即可应用到其它形状的流道计算中。然后根据计算公式讨论了各种挤出参数对停留时间的影响，尤其对振动参数的影响进行了较全面的分析。     

水工渐变段设计与计算机图形处理

研究了圆移组合曲面渐变段的几何特性、曲面的设计原理与方法,针对渐变段的定位计算、圆移组合曲面的展开计算作了详细说明.同时,基于AUTOCAD2000的平台,利用VBA作二次开发,开发了渐变段计算机辅助设计与图形处理系统,并将此系统用于某水电站进水口渐变段的设计,绘制出相应的渐变段断面图和组合曲面展开图.通过工程实例证明,该系统有一定的实用性.     

多腔模流道的单元化布局建模技术研究

针对多腔模流道布局设计问题,从逻辑与图形相结合的角度出发,提出了流道单元的概念,对多种流道产品实例布局的单元化分解和归一化处理,得到包含最基本流道布局信息的单元化结构,并将其作为布局设计的基本单位;根据单元间的关联约束,建立了流道布局模型网络模型和矢量模型.研究了布局建模的参数计算、模型构建与结构映射3个步骤,以及自顶向下和自底向上两种布局建模方法,讨论了布局模型的变型与重构技术,开发了建模软件系统.应用表明,单元化布局建模方法能够快速完成多腔模流道的设计.     

多腔模流道的多元化布局建模技术研究

针对多腔模流道布局设计问题,从逻辑与图形相结合的角度出发,提出了流道单元的概念,对多种流道产品实例布局的单元化分解和归一化处理,得到包含最基本流道布局信息的单元化结构,并将其作为布局设计的基本单位;根据单元间的关联约束,建立了流道布局模型网络模型和矢量模型.研究了布局建模的参数计算、模型构建与结构映射3个步骤,以及自顶向下和自底向上两种布局建模方法,讨论了布局模型的变型与重构技术,开发了建模软件系统.应用表明,单元化布局建模方法能够快速完成多腔模流道的设计.     

微尺度相分离器不同结构的数值研究

相分离在很多行业是非常重要的工艺过程,比如化学工程应用中的反应过程和热组件分离过程。提出了利用毛细作用的微型相分离装置,矩形流道中局部布置微针肋实现分离过程,使相分离区域流道分为两侧区域和中心区域。当两相流体接触到微针肋时,由于毛细力作用气体被阻挡在中心区域流向两侧区域,同时液体可以顺利进入中心区域,从而实现两相分离效果。使用三维模型对相分离过程进行模拟,利用VOF方法进行界面捕捉,实现两相分离效果。对弹状流在相分离器的分离原理进行了分析,研究表明:布置微针肋的微通道能实现气液分离效果,液膜厚度显著变下,能应用于冷凝器,有效增强换热效果。进一步对不同微肋布置方式的流道相分离效果进行了模拟分析,结果表明:分离器中心流道大的结构,更容易实现相分离,分离更快;气泡周围的液膜厚度也更薄,更有利于传热。     

WSN铀尾矿库核污染监测GAF交圆改进型路由

在对铀尾矿库进行监测时,无线传感器优于传统的有线布置,但由于能量受限,在路由传输中必须高效地使用能量。该文在分析LEACH和GAF算法的基础上,提出了一种基于GAF交圆结构的改进型路由算法（IC-GAF）。利用节点地理位置信息与相交圆的结构模型来划分虚拟圆,在虚拟圆内根据剩余能量和节点与中心的距离来选举簇头,簇头从下一接收簇头或中转节点中选择最优的下一跳节点传输数据,最终将数据传输到基站。仿真表明,IC-GAF能有效的降低节点能耗,延长网络寿命。     

基于检测信息融合的缆系海底观测网络节点部署策略

采用Neyman-Pearson准则融合观测节点的检测信息,计算不同单元网格达到全覆盖时,网格边长应满足的具体条件.分析基于传统方式与基于检测信息融合的正方形和正三角形网格在不同情况下的具体结构,提出正方形和正三角形网格单元相结合的缆系海底观测网络节点部署策略,确定水下主、次节点的数量及部署位置,以及网络的整体结构.对不同监测范围内网络的具体部署方式与需求进行仿真计算.结果表明:与传统网络结构的节点策略相比,基于检测信息融合的部署方案优势明显,覆盖比率、覆盖效率更高,节点数量更少.     

兆瓦级太阳能热气流发电站风荷载的数值模拟

针对发电功率为100 MW的太阳能热气流发电系统进行几何尺寸设计,运用计算流体力学(CFD)方法对兆瓦级太阳能热气流发电站的平均风荷载进行数值模拟,得到烟囱和集热棚内、外风场和风压分布规律.根据风工程理论计算烟囱表面的压力系数和风载体型系数,与规范中圆截面构筑物的体型系数以及相关结构的风洞试验值进行比较.结果表明,模拟值与规范值基本吻合,这说明运用CFD方法对超高耸结构进行风荷载模拟是可行的.绘制体型系数曲线,研究烟囱沿圆周方向和高度方向平均风荷载的分布规律,结果表明,圆截面高耸结构的体型系数随高度的增大而减小.     

数值风洞模拟结构静力风荷载的可行性研究

应用目前可用于工程实践的、具有较高精确度和通用性的经典湍流模型——雷诺应力模型(RSM)．进行了20多个涉及独立墙体、悬空广告牌、柱体和两个高层建筑静风荷载干扰效应流场的算例分析,并将计算结果与相关的风洞试验或现场实测结果进行了比较,从总体上阐述了两者间的异同,验证了数值风洞模拟结构静力风荷载的可行性．     

一种基于机器视觉的轴承内外径和同心度检测方法

轴承的内外径和同心度是评价轴承质量的重要参数,基于机器视觉的轴承检测技术在工业生产中具有广阔前景。针对轴承内外边缘像素,设置轴承图像的基准参数,以基准位置为圆心构造采样圆,在采样圆上进行机械抽样获得边缘采样点,并使用最小二乘法结合迭代法进行拟合圆,最终获得内外圆参数并计算出轴承同心度。实验结果表明:与传统方法相比,检测速度平均提高了10.2倍,符合工业检测要求。     

单层球面网壳风振分析的时域法与频域法比较

根据风洞试验同步测量的风压数据,分别采用时域Newmark-β法、频域完全二次型组合法以及平方总和开方法计算单层球面网壳结构的节点峰值竖向位移响应,对3种方法的计算精度、计算时间等进行了比较;并且给出了一种离散荷载时间序列的新途径,即应用本征正交分解技术将脉动风荷载分解为空间协方差模态和主坐标,对主坐标时间序列利用三次样条插值函数离散成新的风荷载时间序列。分析结果表明：频域完全二次型组合法在进行屋盖风振分析时耗时少,计算效率高。     

高层建筑边角凹凸对体型系数分布的影响

通过风洞试验,研究多边形截面高层建筑边角凹凸对风载体型系数分布的影响.探讨不同边角凹凸的正方形及八角形等7种典型多边形截面的平均风压体型系数和极值风压体型系数的分布特征,并与规范十字形截面和CAARC标模进行比较;分析各种截面的风压敏感点位置,提出抗风最有利的截面形式.研究发现,0°风向角下迎风直角切角的体型系数与规范十字形有很大差异;十字形,深、浅锯齿,带凹槽的浅锯齿正方形截面的来流分离点不一致,凹槽可以缓和切角处的气流分离,使切角和中间区域的体型系数趋于一致;比较这4种截面形式,认为带凹槽的浅锯齿正方形截面为最优截面,浅锯齿正方形截面为最不利截面.     

某超临界机翼风洞模型转捩方式研究

本文介绍了风洞试验转捩技术的常规方法和应用,通过对某超临界机翼在风洞试验中自由转捩和固定转捩对阻力的影响结果,结合该机翼的压力分布云图进行了分析,提出了超临界机翼在风洞试验中模拟转捩时的方法。     

基于Fluent的边界层转捩仿真研究

基于Fluent软件,利用已有的RANS求解器,采用SST k-omega湍流模型,对Aerospatiale-A翼型流体绕流问题进行了数值模拟,分析了不同攻角下翼型流场的速度与压力分布云图,并在攻角为13.1°与13.3°条件下,将仿真计算结果与国外风洞实验数据进行了对比分析。结果显示,在该条件下,能够观测到边界层转捩现象,并且直接数值模拟结果与已有的风洞实验数据吻合,验证了仿真结果的可靠性。     

FD－09风洞改造为汽车模型风洞的关键技术研究

介绍了汽车风洞的特点，汽车模型风洞试验与实车风洞试验的差异以及用航空风洞进行汽车模型风洞试验应注意的问题。并进行了以地面效应模拟技术为主的ＦＤ－０９风洞改造工程的关键技术研究     

锥形涡诱导下正方形平屋盖风压特性

为揭示旋涡作用下的脉动风压功率谱特性和确立谱能量与旋涡运动或湍流尺度之间的演变关系,基于大跨屋盖结构风洞测压试验,以涡轴方向测点列和横风向测点列为研究对象,分析了来流非垂直于迎风墙面时3种不同来流工况(均匀流、格栅紊流和B类地貌)和3种不同风向角(15°、30°和45°)下正方形底面的平屋面风压分布和锥形涡涡轴的运动特征.分析结果表明,3种来流工况下屋面最大风吸力、最大脉动值均出现在屋面下三角区的迎风顶点附近.3种风向角下,30°时在迎风顶点附近锥形涡诱导的平均、脉动风压均达到最强.对于同一来流工况下,随着风向角的逐渐增大,涡轴与迎风前缘的夹角和再附作用范围均在逐渐减小.涡轴方向迎风点附近测点风压谱谱峰值与其对应的屋面风吸力成正比例关系:在高频范围内,测点风压谱相应频率对应的谱能量峰值越大,屋盖平均风吸力也越大;在低频范围内,相应频率对应的谱能量峰值越大,其脉动风吸力也越大.均匀流下涡轴方向各测点间的互相关性较弱,格栅紊流和B类地貌下测点间的互谱曲线呈现指数衰减模式.     

Investigation on Temperature Field Calibration and Analysis of Wind Tunnel

风洞温度场校测研究与分析

任兆琨,马占元,张悦,许红达,王云祥,徐辉

（中国航空工业空气动力研究院,哈尔滨 150001）

摘要：对于风洞来说,对其试验段进行温度和流场校准至关重要,这是评估风洞流场品质的重要指标。本文利用一个由温度传感器组成的桁架对一个完整风洞截面的温度场进行了标定。通过调整测温桁架与喷嘴之间的距离以及风速,可以获得不同位置的温度场分布数据。通过分析这些数据,以确定影响温度场分布的重要因素,同时对风洞的温度场进行了相应的数值模拟,目的是进一步分析空气和风洞壁之间的流体传热情况。通过以上分析方法,进一步验证了风洞内温度场的品质,为未来相关模型的风洞试验提供了参考。

关键字：风洞;温度场;数值模拟;流体传热