高层建筑物屋顶风能利用的数值模拟

采用CFD技术对不同集风墙形式的建筑的风环境进行数值研究,模拟各种墙型建筑周围的速度场,然后对一面集风墙建筑上的集风墙位置进行讨论与分析,找出合理利用风能的集风墙建筑。     

连续推钢式轧钢加热炉的数值模拟

运用流体动力学计算软件（CFD）FLUENT,对湘潭钢铁公司第二高速线材厂轧钢加热炉的三维流场进行了数值模拟,获得该轧钢加热炉内的气体流动、流速和压力的分布规律.通过与加热炉内的结构特点和实际操作状况对照分析,表明该加热炉的局部结构与操作不相适应,尤其是压力分布不适应加热炉的操作要求,造成炉内供热调节的灵活性降低,从而影响到加热质量.分析结果与加热炉的实际运行状况相符,为加热炉的进一步结构改造提供依据.     

引风机后汇流烟道系统数值模拟分析

引风机出口烟道布置不合理,会引发流动阻力增加、烟气腐蚀和脱硫效率降低等一系列问题.本文采用CFD计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics)对某电厂引风机出口汇流烟道进行了数值模拟,预测了流场并校核了已处理烟气是否返回吸收塔,得到了较好的效果.     

生物制氢反应器流场的数值模拟

将CFD技术应用于生物制氢反应器的数值模拟和流场分析,基于标准紊动能.紊动能耗散率(k-ε)方程求解,得到详细的流场信息;比较不同桨槽径比和不同搅拌转速下的流场,分析流场变化对生物制氢工艺的影响.结果表明,桨槽径比为0.6的PBT桨能够产生合理的径向速度分布使微生物与底物充分接触,输入的能量大多耗散在搅拌桨附近,适合生物制氢反应器的工艺需要.通过计算得到了不同转速下的反应区入口流量和扭矩,对进一步研究生物制氢反应器的工业化应用和运行控制有一定参考价值.     

岛屿型复杂地形地貌条件下有效风能分布的甚高分辨率数值模拟

利用MM5作为风能模拟模式,以地形复杂、气候背景特殊的海陵岛地区为研究区域,采用甚高分辨率(水平分辨率200m,最高垂直分辨率是10m)的模式设计,模拟了秋季海陵岛地区的风资源分布。研究表明,中尺度数值模式MM5的甚高分辨率的模式设计可以作为复杂海岛地形风资源评估的有效手段;海陵岛地区有效风能密度的大值区多数位于150～200W·m~(-2)之间,这说明我国沿海地区复杂地形地貌条件下潜在的风能资源完全可以开发利用,并需要更加深入而客观的评估。     

向心透平内部流动的数值分析及叶轮的改进设计

本文对一微型燃气轮机向心透平内部的三维流场进行了数值研究。在流场模拟的基础上对原结构的内部流场进行了分析探讨,指出原设计中可以改进的地方并成功的对叶轮进行了改进设计,使向心式透平效率提高了二点几个百分点。     

江苏省风能资源的分布和利用

江苏省地处祖国的东南沿海，境内河网交错，水域面积大，风能资源较为丰富，里中地区有我能利用的悠久历史，本文应用１９７５～１９９０年气象站的自记风资料，用代表年法计算了敛上４０个站点的风能，对风能的年，季，日变化作了分析，前功尽弃人此依据进行了敛上的风能区划，同时还分析了江苏近看见风能利用的情况，从而为今后本省开发和利用这一自然能源的潜力和前景作了探讨和展望。     

平板型建筑通道风能集结效果的优化分析

采用CFD技术对不同通道形式平板型建筑的风能利用进行了数值研究,分别模拟了具有等截面通道和四个不等截面通道(渐缩型通道、渐扩型通道、渐缩-渐扩型通道和流线型通道)的五种平板型建筑周围的风场,以风能和风能密度为基础,提出了评价平板型建筑物集风效果的三个系数,得到了平板型建筑集风效果最优的通道形式及最佳A值,为进一步探讨建筑环境中充分利用风能打下了基础.     

汽车空调除霜风道的数值优化

为了解决汽车除霜风道出风不均提高除霜效果,采用CFD方法对风道的结构进行优化,通过两种除霜风道对汽车挡风玻璃除霜性能影响的比较,表明优化后除霜性能有了很大提高。     

煤焦油燃烧特性数值模拟

利用数值模拟方法,选用标准k-ε湍流模型,化学反应采用涡-耗散模型,辐射模型应用P-1辐射模型,研究进油口尺寸、进气口尺寸一定,煤焦油蒸气速度和助燃气体速度不变,富氧条件下不同含氧助燃气体对燃烧室火焰空间温度场和气流场压力场的影响。结果表明,助燃气体含氧量越高,火焰温度越高,燃烧速率越快,尾气排放所带走热量越小,火焰空间温度场分布梯度变大。数值模拟结果对于煤焦油用于工业燃烧条件的设计和操作具有一定的理论指导和实践意义。     

水平轴风力机分裂翼型气动特性数值模拟

为提高水平轴风力机的风能利用率,以NREL S809为原始翼型研究了分裂翼型缝道相对位置和缝道相对宽度对翼型流场结构、翼型气动性能、升力和阻力特性的影响。结果表明:分裂翼型缝道会对翼型周围涡的发展与变化产生影响,不仅能明显改善翼型的失速特性,还提高了翼型的气动性能;缝道相对位置为40/90、缝道相对宽度为1.0%时分裂翼型的升力系数达到最大,与原始翼型相比,其升力系数提高约10.797%,分裂作用对于提高翼型气动性能的效果较佳。     

Gurney襟翼对风力机翼型气动噪声影响的数值模拟

为分析Gurney襟翼对风力机翼型气动性能和气动噪声特性的影响,利用Fluent软件中的LES模型计算攻角为4°～20°时原始翼型和带有不同高度Gurney襟翼翼型的气动性能和流场分布,并基于FW-H声类比方法,利用Acoustics模块精确求解远场气动噪声。结果表明:升力系数大于0.8时,Gurney襟翼能明显增大翼型升力系数,但阻力系数也显著增大;襟翼高度小于3%弦长时,失速攻角明显增大;襟翼高度大于3%弦长时,升力系数增幅减小,阻力系数增幅增大,且气动噪声急剧增加,翼型声辐射特征呈现偶极子声场的特点。     

新型双风轮风力机气动特性的三维流场数值模拟

基于Simplic算法,采用SST κ-ω湍流模型,利用Fluent6．3数值模拟软件对新型的小型双风轮风力机的气动特性进行了三维流场研究,并与同规格单风轮风力机的三维流场进行了比较．结果表明：与单风轮风力机相比,随着后风轮叶片数目的增加,新型双风轮风力机的湍流强度变大,风力机运行的稳定性在一定程度上有所降低;当后风轮的叶片数目合理时,后风轮对前风轮的影响较小,且可以有效地捕捉到前风轮的漏风,使得新型双风轮风力机的风轮在获得较大迎风面积的同时可以保持较高的转速,进而能够高效地实现风能的两级利用,明显提高发电功率和增大风能利用系数．     

聚风导流型立轴风力机设计及气动性能分析

针对传统的立轴风力机风能利用率低的问题,应用正交优化法和流场数值模拟技术对聚风导流型立轴风力机的结构设计参数进行了优化设计。在同尺度下与传统立轴风力机进行了对比分析。结果表明,聚风导流型立轴风力机叶轮的输出功率、风能利用率及自启动特性均得到了显著提高。     

迷宫式汽封气动性能数值仿真研究

利用CFD软件对实际迷宫式汽封进行了三维流动模拟,详细分析了迷宫式汽封的流场结构和压力变化对汽封封严效果的影响.计算结果表明,在典型的汽封室内形成了3个大尺度的旋涡涡系,它们在各自的上部角区诱导了尺度稍小的壁角旋涡;角区旋涡是以一种"壁角涡串"的形式存在的;壁角涡串实现了宏观能量传递,也实现了宏观能量向微观热运动的转化.     

覆冰对风力机专用翼型气动性能影响的数值研究

利用商用CFD软件和S-A湍流模型,对风力机常用的NREL S809翼型在不同覆冰形态、覆冰厚度下的静态流场和动态流场进行了数值计算,得到了Re=1×106时各种覆冰情况下该翼型的气动性能,并研究了不同的覆冰形态对风力机翼型静态、动态失速特性的影响.结果表明：向吸力面生长的覆冰形态会造成覆冰层后的分离涡,随着攻角的增加分离涡向后缘生长,造成升力系数的较大下降,阻力系数增加;沿弦向生长的覆冰对尾缘分离涡的生成影响较小;在动态失速情况下,翼型周围流场比较复杂,覆冰形态对翼型升力系统的影响规律也较复杂;从静态流场特性分析,覆冰破坏了翼型的流线从而直接影响了翼型的气动性能;从动态流场特性分析,覆冰改变了翼型动态升力系数曲线的斜率从而影响到风力机的气动弹性稳定性.     

不同小翼对风力机气动性能影响的数值分析

对安装平板小翼和融合小翼后的风力机气动特性和流场分布进行了研究,探究不同小翼对额定工况下风力机总功率、叶片表面压力和叶尖流场分布的影响。结果表明:在叶尖增加小翼可提高风力机总功率,融合小翼具有较好的气动特性,其总功率比无小翼时提高了10.61%;小翼的存在使叶尖吸力面压力降低,叶片表面压差增大,与平板小翼相比,融合小翼叶片表面压差更大;小翼削弱了叶尖绕流强度,使局部诱导速度减小,气动攻角增大,并使叶尖涡的涡核位置远离叶片主体,有效减小了叶尖涡产生的不利影响。     

风力发电机叶片设计与气动性能仿真研究

运用叶素理论和气动理论,基于设定的风力机性能参数对风轮叶片进行三维设计。利用Gambit建模软件对风力机单叶片进行三维建模,再用Fluent软件进行风力机叶片气动性能的数值模拟,仿真叶片气动流场流态,并计算叶轮的升力、阻力和扭转力矩;验证风力机气动性能数值模拟的可行性和可靠性;计算发电机组功率和风能利用效率等性能参数。对风力发电机叶片的设计和气动数值模拟计算分析的工作可深化对风力发电机组三维叶片的气动性能的了解,仿真风力发电机组气动流场,能为风力机叶片的设计、改型和研发工作提供技术参数和指导意见。     

Numerical Simulation on Effects of Pressure Distribution of Wind Turbine Blade with a Tip Vane

It is important to study the pressure distribution on the blade and in the adjacent area while searching the poweraugmentation theory with adding a tip vane to the wind turbine.This paper shows the CFD simulation relation-ship of the pressure distribution on the rotor blade and in the adjacent area,after calculating the pressure of thedifferent chordwise and spanwise point on the blade with the tip vane-V(8.8x8) and without the tip vane under tipspeed ratio λ4.5.Combining the isobaric section figure in certain location,it can be seen that the tip vane im-prove the pressure difference between pressure and suction surface.The most influenced zone is found and thesecan further display the power augmentation theory of the wind turbine using the tip vane.The simulation calcula-tion was based on N-S equations.3-D,steady,implicit solver was chosen.Turbulence model was k-ω SST.Dis-cretization scheme is SECOND ORDER UPWIND.Pressure-velocity coupling was a typical SIMPLE scheme.Inthe whole grid system,two-divided grid formation was adopted,that is,inner region and outer region.Inner re-gion including rectangular solid blade and neighboring,outer region is semi-cylinder.There were together720,000 nodes with tetra-prism unstructured mesh.     

百叶窗浓缩器性能的试验及数值模拟研究

对百叶窗浓缩器性能进行了深入的试验和数值模拟研究,详细分析了百叶窗结构,气流等因素对比浓缩器浓淡风比,阻力系数,浓缩率,分离效率等性能参数的影响,优化了百叶窗结构。研究表明,该浓缩器具有浓缩效果好,阻力低,气流分配适中等优点。图12参7