扰流装置对轿车气动特性的影响研究

以简化的轿车模型为研究对象,以计算流体力学软件ANSYS-FLUENT为研究工具对轿车的气动特性进行了研究。计算了加装扰流装置前和加装扰流装置后的车身阻力系数和升力系数。分析了三种造型的扰流装置对轿车气动特性的影响。计算结果表明:扰流装置的加装可以改善轿车尾部流场结构,轿车尾部区域涡流现象和倒流现象均明显减弱;加装不同扰流板均会不同程度地增加轿车的阻力系数,但同时可以减小轿车升力系数,进而一定程度改善汽车的空气动力学特性。     

风电塔筒在三种工况下的静动态研究

为了预防和监测风电塔筒发生倾倒和断裂,我们对风电塔筒做了静态和动态分析研究。通过FEA有限元分析方法,通过ANSYS12.0有限元软件我们模拟出了在实际环境中运行的风电塔筒有限元模型,从而很好地得到了风电塔筒在运行中受力薄弱点以及缺陷易发生的位置。进而,我们通过FEA方法分别研究了风电塔筒在三种工况V=10.6m/s,25m/s,75m/s下的静态和动态状况。实例表明,我们得到了风电塔筒可以在三种工况下安全运行的条件,与此同时,也得到能够满足塔筒设计的应力应变需求。通过对2MW 69m的风电塔筒做静态和动态研究,静态研究表明塔筒最大位移偏移量出现在塔筒顶端,同时,最大应力出现在塔筒底部;另外,塔筒动态结果表明低阶频率是引起共振的主要原因,而高阶频率影响很小。总之,我们所研究的2MW 69m风电塔筒满足设计和运行要求的前提下,可以做到故障早期发现和监测。     

2 MW风电塔筒的力学分析和结构优化

针对大型风电塔筒在风轮激励下容易发生共振、导致塔筒结构受损的问题,结合风力塔筒的结构特点及受力特征进行仿真分析.通过建立有限元模型进行静力学分析和模态分析,分别确定了塔筒的最大应力、塔顶位移和固有频率及振型.结果表明:塔筒的应力、位移均符合安全要求,而风轮的激励频率和塔筒的固有频率接近会导致结构发生共振.需对结构进行优...     

风电机组塔筒载荷的测试与分析

以风电机组塔筒为研究对象,对风电机组塔筒载荷特性及计算方法进行分析研究。在介绍塔筒载荷测试主要参数及方法的基础上,采用应变测试方法,对一台1.5 MW风电机组塔筒在启动、运行、正常停机等多种工况及不同平均风速下进行载荷测试,得到了塔筒根部弯矩、转矩及1阶固有频率,并与仿真计算结果进行了对比。结果表明,实测结果与仿真结果接近,仿真模型可用于机组载荷计算和动态性能分析。     

探头扰流对多声道超声波流量计测量结果影响研究

为了研究探头扰流对高精度多声道超声流量计测量结果影响的机理，基于计算流体力学数值仿真技术对超声波流量计内部三维流场进行仿真，并对探头附近流场进行分析。提出了一种用8个面的平均速度替代声道位置平均速度的数据提取方法，适用于扰流对测量结果影响的定量分析。对比未带扰流和带有扰流的仿真模型，结果表明：探头处的扰流对积分结果带来的最大误差为0.60%。用K系数修正消除系统误差后，得到因探头扰流引起的最大积分误差为0.16%。     

平板折弯节能型扰流子对弯管压力降影响的数值模拟

高速流体流过弯管时,在弯管内侧面出现分离流和二次流现象,导致流体能量损失。为了降低由于流体碰撞管壁造成的能量损失,以直径300mm的管道为研究对象,设计了一种安装在弯管前端的异形扰流子,以期减小弯管处压力损失。运用计算流体力学软件FLUENT,采用RNG k-ε模型和SIMPLE算法求解不可压缩Navier-Stokes方程,在5种雷诺数下对加装不同结构参数扰流子的弯管进行全流场数值计算,分析扰流子叶片转角、叶片长度和扰流子安装距离对弯管进出口压力降的影响。结果表明:在不同雷诺数情况下,未加装扰流子弯管数值模拟结果与理论计算结果基本一致;扰流子叶片转角α和长度L均对弯管压力影响显著,能够有效降低弯管进出口压力损失。     

基于EDEM对连续卸船机中心溜筒的料流分析

链斗式连续卸船机是港口装卸的重要运输装备，文中叙述了连续卸船机的工作原理，以某连续卸船机为例，应用EDEM对连续卸船机中心溜筒的料流状态进行模拟分析，结果表明：多级折返式的中心溜筒可大幅降低物料因高落差引起的冲击、提高筒体的使用寿命，同时对可能存在的超载堵料进行一定的预判。分析结果对物料输送的运动设计及控制提供了依据，同时对散料流动的状态提供了一种分析方法。     

散热管内插入扰流丝强化传热的数值模拟

本文利用CFD软件Fluent对某种通过插入扰流丝强化传热的散热器进行了数值模拟。分别以水和P-32透平油为研究对象,计算得出了不同流速时无扰流丝和含扰流丝两种情况下散热管的传热效果。通过分析得出,此扰流丝能够通过打破速度边界层,形成湍流,增强换热。     

风机齿轮箱漏油对塔筒螺栓连接的影响

通过对风机齿轮油特性的阐述,和对不同载荷下螺栓连接处受力情况的详细分析,得出螺栓在不同载荷下的平衡条件公式,以及齿轮油外泄对螺栓连接摩擦因数和转矩系数的影响。从而推导出齿轮油外泄在螺栓连接上时,导致螺栓连接松动的主要原因。     

下塔筒竖直运输在海上风电机组安装的应用

介绍了海上风电机组安装组拼时下塔筒的安装工艺,分析了水平运输和竖直运输两种安装工艺的特点,得出了竖直运输工艺具有更高的安全性、经济性及施工效率的结论,最后对竖直运输工艺的可行性、技术要求与安装要点进行了详细描述。     

梯形隔环和槽形胶筒组合式封隔器密封结构的优化设计

为了提高封隔器的密封性能,设计一种沿径向对称的梯形隔环和槽形胶筒组构成的新型密封结构,运用有限元分析方法模拟封隔器的工作状况,分析梯形隔环结构特性参数对封隔器密封性能影响,获得不同梯形隔环结构参数下封隔器胶筒组与套管壁间接触应力分布规律,并对新型密封结构进行优化。结果表明:新型密封结构选择梯形隔环中心线距离隔环端面距离10 mm、梯形隔环下底高9 mm、梯形隔环上底高8 mm,梯形隔环高度9 mm的特性参数时,其最大接触应力比常规密封结构提高了约84%。新型密封结构的胶筒组与套管壁的接触应力比常规封隔器有显著提高,提高封隔器的密封性能。     

T形槽气膜密封槽底粗糙度有序造型的扰流效应

为研究槽底粗糙度有序造型设计对干气密封微尺度流场的影响,通过将矩形体粗糙元近似为槽深变化,同时依据流体泵入方向进行有序等值延展,建立三维几何模型,并通过Fluent软件进行模拟验证。选择T形槽干气密封(T-DGS)为目标槽型,对槽底粗糙度有序造型设计进行扰流特性分析。结果表明:粗糙度有序造型的定向调节设计对干气密封性能的影响显著,微造型结构的槽底具有较好的导流效应,在一定条件下可有效提升密封开启性能,降低密封副干磨损风险;采用槽底粗糙度有序微造型设计的T形槽干气密封,在高压、高速、小膜厚和微槽深时较无微造型T形槽干气密封具有更优异的密封性能;但当转速超过一定范围时,微造型结构的扰流效会起到主导作用,使开启力迅速降低。     

风波联合载荷下海上风力机塔筒的疲劳寿命预测

海上风力机塔筒身处复杂多变的海洋环境中,其受到风载荷、波浪载荷和海水腐蚀等多方因素影响。为了保证塔筒在其寿命周期内可靠运行,针对南通沿海2.5 MW海上风力机塔筒,根据特定海区的服役工况,研究了其结构形状和单一工况下的风波联合载荷特征,设计疲劳试验方案并获得了塔筒材料Q345D在海水腐蚀下的S-N曲线,在ANSYS Workbench中对塔筒进行了结构瞬态分析和疲劳寿命预测。仿真结果表明:2.5 MW海上风力机塔筒的预计服役寿命为46年,超过了其设计寿命20年,保证了海上风力机工作可靠。     

叉车双梯形转向机构参数对转向特性曲线的影响

推导出叉车常用的“交叉式”和“八字式”两种转向梯形机构的左、右转向轮转角计算公式，揭示出影响转向特性曲线的因素，并给定参数绘制出特性曲线，从而分析改变因素时特性曲线的变化规律。所用方法对求解和分析其他车辆用双梯形转向机构的同样适用。     

轴流风机扰流体对气动声辐射特性影响的研究

根据轴流叶轮空间扰流体影响轴流风机气动特性的现状,通过试验研究了轴流叶轮上游扰流体、下流障碍物及叶尖外环对轴流风机气动声辐射特性的影响,分析了其声辐射规律,为有效地控制和合理地设计低噪声轴流风机提供了科学依据。     

风诱导塔振动对塔气动特性影响研究

塔设备风诱导振动对卡门涡脱落及气动特性的影响规律研究对于塔设备共振预测和设计计算十分重要,对塔设备振动下的气动特性问题进行数值模拟研究。采用数值求解N-S方程结合Transition SST湍流模型的方法模拟塔设备周围气流的非定常流动,获得塔外表面的风压系数分布,并结合试验数据验证了文中模拟方法的准确性;继而将塔设备振动简化为正弦运动,采用弹簧动网格技术实现网格动态生成。研究了塔设备振动频率以及振幅的变化对横向力系数、阻力系数和涡脱落频率等气动参数的影响规律,结合塔设备共振条件,指出了气动特性的改变对塔设备共振预测的影响规律。     

不同润滑状态对钢丝绳弯曲疲劳特性影响研究

钢丝绳的润滑状态对钢丝绳的工作特性、使用疲劳寿命有重要影响。以6X19钢丝绳为研究对象,选取了未经油脂润滑部分润滑和充分润滑三种状态钢丝绳,分别在弯曲疲劳试验机上,不同张紧状态下进行了弯曲疲劳试验,对各试件在不同阶段出现的疲劳损伤状态进行了统计分析和显微研究。润滑条件好,钢丝绳同滑轮绳槽之间的油膜使接触状态得到改善,降低了绳内钢丝之间的摩擦因数,钢丝表面不易产生磨损划痕,延缓裂纹的形成和扩展,改善了钢丝绳截面内应力分布状态,减少应力集中现象,使有效承载作用的钢丝数量变多,绳内钢丝得到了充分的拉拔,颈缩断丝在总断丝中所占比例比润滑条件差的钢丝绳高;润滑条件差的钢丝绳,齐平状断口所占比例高,绳内钢丝没有得到充分拉拔,会由于局部损伤而导致断丝;相同润滑条件下,张紧力增大一方面破坏了钢丝绳同滑轮绳槽之间的润滑油膜,另一方面在压应力作用下使绳芯内的润滑油脂不易渗浸到钢丝绳同滑轮绳槽侧,恶化润滑状态。     

梯形均压槽对气浮支承静承载特性的影响研究

为提高气浮支承承载力和刚度,设计了一种梯形均压槽表面节流气浮支承。建立梯形均压槽气浮支承流场的CFD模型,进行数值仿真。研究了梯形均压槽的半径、深度、数目、角度和供气压力对静压气浮支承静态特性的影响规律。结果表明:梯形均压槽可以提高气浮支承的静承载特性;在相同气膜厚度下,气浮支承的承载力随梯形均压槽深度、数目、角度、半径及供气压力的增加而提高;刚度随着均压槽深度、数目、半径及供气压力的增加而增大;刚度峰值所对应的气膜厚度随着均压槽的半径、深度、数目增加而增加。因此,合理设计均压槽可以有效提高气浮支承的静态性能。     

基于扰流技术的直叶片升力型垂直轴风轮的性能改善

提出采用扰流方法,来解决因局部方位角的叶片攻角极小而导致整体H型风轮性能较低的问题。基于双盘面多流管模型,分析了尖速比分别为5和6时,扰流对叶片攻角、切向力系数和转矩的影响规律。计算表明:扰流作用下,在0o≤θ≤15o和345oθ≤360o引流范围内,攻角增幅随着方位角的增加而增加;在175o≤θ≤185o范围内,随方位角的增加而减小;相同引流域内,随着尖速比的增大而减小。扰流对0o方位角性能改善效果比180o方位角明显,切向力系数和转矩的增幅在0o≤θ≤15o扰流范围内较大,345oθ≤360o次之,175o≤θ≤185o范围内增幅最小。研究了扰流角对风轮性能的影响规律,研究表明适当增大0o和180o处的扰流角可以提高风轮性能,扰流角增加相同幅度,上盘面的转矩的提高幅度更大。     

风力机塔筒在风-地震耦合作用下的非线性时程分析

为了研究一个典型的风力机塔筒在风-地震耦合作用下的结构性能。通过有限元软件ABAQUS建立塔筒的精细模型，并对其进行非线性时程分析。其中，风载荷基于IECKaimal谱，根据叶素动量理论(BEM)，由风力机载荷计算软件Ashes输出叶片载荷；且将运行状态分为正常运行与故障运行。同时，为了研究不同周期地震波作用下塔筒的结构响应以及失效形式，将地震运动分为两组，一组为短周期地震，另一组为长周期地震。研究发现在风-地震耦合作用下塑性铰首先出现在风力机塔分段连接处，这与风单独作用时失效位置相同；且在短周期地震作用下一旦形成塑性铰将很快导致塔筒整体倒塌；当地震波峰值加速度(PGA)相近时，长周期地震对运行中风力机塔的结构性能影响较大。