180°螺旋式Savonius风力机气动特性试验研究

为了揭示雷诺数对S型风力机气动特性的影响规律以及常规S型风力机与180°螺旋式S型风力机气动特性的差异,采用理论分析和风洞试验手段开展研究。基于不同雷诺数下二维凹、凸面阻力系数气动数据,理论分析得出,当雷诺数超过104时,S型风力机的气动特性受雷诺数的影响较小。通过总结结构级数对S型风力机的影响规律,推测出螺旋式S型风力机的最大风能利用系数低于常规S型风力机。对旋转直径360mm、高度800mm和偏心距100mm气动外形尺寸相同的常规和180°螺旋式S型风力机,在雷诺数1.26×10⁵～2.21×10⁵开展风洞试验验证理论分析的结论。此外,针对螺旋式S型风力机,还开展气动外形参数和在风力机端部施加端板流动控制的试验,试验结果得出较大的长宽比和端板流动控制均能明显提高风力机的风能利用系数和拓宽较大风能利用系数对应的尖速比范围。     

头部局部轮廓变形飞行器气动特性的研究

针对智能细长体飞行器头部局部轮廓变形缩比模型,以通用流体计算软件FLUENT为计算平台,研究多种飞行器头部局部轮廓变形方案在不同来流速度下的气动特性,分析飞行器所受到的气动升力、阻力和偏航力矩系数得出定性变化规律,再通过低速风洞试验分析验证多种头部鼓包和变截面变形方案对飞行器气动特性的定量影响,由大量的数值模拟仿真和风洞试验结果总结出了飞行器头部局部轮廓变形位置和形状对飞行器机动特性影响的定量规律。     

圆弧板翼型小雷诺数气动特性计算研究

采用流体有限元分析方法对圆弧板翼型在10000～40000雷诺数下的气动特性进行了系统的计算研究,得到了较为完整的数据。     

雷诺数对安装涡流发生器翼型气动性能的影响

为了研究雷诺数对安装涡流发生器翼型气动性能的影响,以NACA4418翼型为研究对象,通过风洞测压试验的方法,研究了安装涡流发生器翼型在从低到高不同雷诺数下气动性能变化规律和翼型表面绕流场特性,对比分析了涡流发生器参数对翼型气动性能的影响.结果表明:随着雷诺数的增大,涡流发生器增升减阻作用逐渐增强,抑制边界层分离的攻角范...     

气动节流阀流量特性试验方法研究

本文研究了国内外气动节流阀流量特性的各种表征参数及其试验方法。认为我国现行标准规定用有效截面积S 值来表征节流阀的流量特性是可行的,但其试验方法存在一些问题,并提出了改进意见。     

线形布置双方柱平均气动力特性试验研究

为研究线形布置双方柱在不同风向角和不同间距比时的平均气动力特性,采用刚性模型测压风洞试验的方法,测试并分析了双方柱在风向角0°≤α≤90°、间距比1.2≤L/D≤8范围内的平均升阻力系数.研究表明,线形布置双方柱的平均气动力特性按照风向角可分为3类:小风向角(0°≤α≤10°)、中等风向角(10°<α<60°)和大风向...     

气动压力调节器动态特性

气动压力调节器(简称压力调节器)是一种用来给驱动器或输出装置提供压缩空气的装置,并使之保持恒定。由于要求有最大的能量输出,压力调节器内阻和负载阻抗需要相互匹配;而在气动压力设备中负载阻抗是变化的,压力调节器工作时是处在非线性稳定状态,所以研究和分析气动压力调节器的动态特性十分重要。     

铁路机车散热风扇气动特性仿真与试验验证

以铁路车辆某型号散热器冷却风扇为研究对象,按照GB/T 1236—2000建立试验风道流场模型,利用Fluent完成了散热风扇气动特性的仿真分析;根据标准进行相同条件下的气动性能物理试验,并对各项气动特性指标进行了测定;分别提取仿真与试验结果数据,并将结果进行对比。结果表明:在合适的网格密度条件下,仿真结果与试验结果具有较高的吻合性,验证了仿真模型的实用性和可靠性,为冷却风扇的优化设计与可靠性分析奠定了基础。     

基于非定常气动特性的高架动车组振动特性试验研究

定常横风引起的非定常气动特性影响高架运行列车的安全性和舒适性。开展定常横风下高架动车组的风洞试验,测试记录其车体表面压力时程曲线,进而分析其非定常气动特性及振动特性。试验结果表明,同一侧滑角同一风速下,车体中部同一侧测点的时程压力平均值差别不大,基本相等。当侧滑角保持90°不变时,测点气动压力的平均值、最大值和最小值与合成风速的二次方成正比;随着风速的增加,测点非定常压力波动加剧,波动幅度显著增大。当合成风风速保持60 m/s不变时,测点气动压力的平均值、最大值和最小值与侧滑角的1.27次方成正比;随着侧滑角的增大,测点的峰峰值呈现抛物线变化规律,非定常波动幅度先减小后增大。高架动车组车体的主振频率带随横风风速的增大基本保持不变,随侧滑角的增大基本保持不变;振动频率均在0～18 Hz范围内,并明显存在几个主要振动频率带,分别为8～10 Hz、0～2 Hz、14～16 Hz及16～18 Hz。     

气动调节阀流量特性研究与试验分析

受管道阻力损失影响,气动调节阀的理论流量曲线会发生偏离,固有流量特性在大压差下更容易发生畸变。从理论和试验室条件下的试验数据,分析了曲线偏离的原因,提出在进行调节阀流量试验前,应根据试验室的资源条件提前确定阀门的临界压差,从而保证试验数据的准确性。     

两种串列方柱气动性能的试验研究

针对两种布置形式（水平布置和对角布置）的串列双方柱,通过同步测压风洞试验,在雷诺数为Re = 8.0×104、间距比为P/B = 1.75 ~ 5.00（其中P为方柱中心间距、B为方柱边长）条件下,得到了两种布置形式串列双方柱的表面风压,重点研究了对角串列双方柱的气动力、风压分布、Strouhal数等气动性能随方柱间距的变化规律,并与水平串列双方柱进行比较。水平串列双方柱的气动力在P/B = 3.00 ~ 3.50时会发生跳跃现象,下游方柱的平均阻力由负值突变为正值,而对角下游方柱平均阻力系数则均为负值。结果表明：当P/B<3.00时,对角串列双方柱的平均和脉动气动力系数、最大平均负压强度和脉动风压系数均大于水平串列双方柱,而当P/B > 3.00时则情况相反;对角串列双方柱的Strouhal数明显小于相同间距下的水平串列双方柱,且在P/B <3.00时对角串列双方柱的升力功率谱出现了多个峰值。     

斜置方柱气动力特性试验研究

土木工程结构中有很多方形断面的细长结构,常常受到斜向风作用,其风荷载可以简化为斜置方柱的气动力,与垂直风向作用不同,目前尚没有明确的气动力估算方法。针对此问题,采用刚性节段模型测压风洞试验,分析了风偏角对方柱的静态气动力特性的影响规律。结果表明:采用传统风速分解法仅可以有效地估计在分离点之前的风压,并不适用于斜置方柱完整气动力的估算;由于背风面风压的减弱,斜置方柱的平均和脉动气动力系数小于垂直方柱的对应值;斜置方柱的旋涡脱落频率小,强度弱,频带宽。因此,采用垂直方柱的平均气动力作为方柱抗风设计的平均风荷载是偏于安全的,但是由于旋涡脱落频率及带宽的变化,斜置方柱的风致振动与垂直方柱会有明显的差别。     

模型轿车空气动力特性的研究

对３种典型轿车车身空气绕流的空气动力特性进行了试验研究,通过１／８轿车模型风洞试验,获得了流场的形貌并对其了解释。重点对车身和扰流板在高速侧风时的空气动力特性进行了研究分析,给出了车身与气动力特性之间、气动力特性与汽车性能之间的关系,通过改变车身尾部外形,改进尾流结构进而改善气动力特性,提出了提高操纵稳定性的措施。     

风力机叶片气动特性数值模拟

在保证定雷诺数和定风速的情况下,通过FLUENT软件分别模拟了不同攻角下二维翼型NACA4412的绕流流场,得到了翼型的表面压力分布、速度分布以及升、阻力系数,从而确定了最佳攻角。     

中等间距并列双钝体箱梁气动干扰效应试验

通过节段模型风洞试验研究了中等间距并列双钝体箱梁的气动干扰效应,分析了气动干扰对上下游箱梁三分力系数和涡振的影响。三分力系数试验风攻角的变化范围为-10~10°,双箱梁模型的净间距与单箱梁模型宽之比D/B的变化范围为0.4~1.0。涡振试验风攻角的变化范围为-4~4°,D/B为0.8。研究结果显示:气动干扰对三分力系数的影响主要表现为对下游箱梁的影响,且体现为减小效应;在水平与负攻角来流条件下,气动干扰对上游箱梁涡振的影响较小,对下游箱梁涡振有显著的放大效应;在正攻角来流条件下,气动干扰效应对下游箱梁涡振的影响较小,对上游箱梁涡振有显著的抑制效应。     

Aerodynamic Characteristics of Isolated Loaded Tires with Different Tread Patterns:Experiment and Simulation

The current research of tire aerodynamics mainly focus on the isolated and simplified tread tire.Compared with the real complex pattern tire,the tread pattern structure and deformed profile of a loaded tire has a greatly influence on tire aerodynamic drag.However,the mechanisms of the isolated loaded tires with different tread patterns effects on the aerodynamic drag are subjects worthy of discussion.The purpose of this study is to experimentally and compu-tationally investigate the aerodynamic characteristics of three tires 185/65 R14 with different patterns under loaded.A wind tunnel test model was first established using three-dimensional(3D)printing with a ratio of 1∶1,and the pres-sure coefficients Cp of the three tires with different patterns are measured.The paper then conducted computational fluid dynamics(CFD)simulations for analyzing the pressure and flow characteristics.The accuracy of CFD simulation is verified by comparing the simulation results with the test results of pressure coefficients Cp,and they are of good consistency.While,the general analysis of pressure coefficients Cp results of the three tires indicates high-pressure area on the windward surface,and occurrence of low-pressure area on the leeward surface,the pressure coefficients Cp of all three tires decreased firstly and then increased along in the air flow direction.The authors finally analyzed the effect of tread patterns on the flow field around the tire and revealed the differences between flow characteristics and aerodynamic drag.The results show that,angle of tire lateral groove has great effect on the flow field characteristics such that;the more the angle of lateral groove agrees with the air flow direction,the less the flow separation and flow vortices,and a minimum observable aerodynamic drag.The research provides a guidance for the design of low aerodynamic drag tires,and helps to illustrate the impact of tire aerodynamics on the car body in the future.     

雷诺数对风力机专用翼型气动性能影响的研究

雷诺数是影响翼型气动特性的主要参数之一,当雷诺数在5×10~5～1×10~7范围内变化时,基于N-S控制方程,对S827翼型在攻角α为-14°～45°范围内变化时的气动特性进行数值计算,研究了雷诺数对该翼型的升力特性、阻力特性、最大升力系数、最大升阻比、流动分离特性、失速特性等气动特性的影响.     

风力发电机叶片三维模型重构及气动特性分析

风力发电机叶片形状直接影响风力发电机气动性能,根据风力发电机叶片特点规划测量路径,采用三坐标测量机（CMM）对风力发电机叶片表面进行测量,提取表面的三维点云数据.对点云数据进行分组和处理,在Pro/E中生成叶片的三维几何模型.在Fluent软件中对叶片翼型进行了不同攻角的气动特性分析,得到了不同攻角下的流场分布情况.     

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。