改进型双馈风力发电机最大功率点跟踪策略

针对传统双馈风力发电机最大功率点跟踪极值搜索策略将正弦信号作为搜索信号而很难将正弦信号从总的输出信号中区分出来的问题,提出了一种利用风湍流作为极值搜索信号的改进型最大功率点跟踪策略。该改进策略对叠加风湍流的叶尖速比和功率系数进行傅里叶变换,获得相位差信息,从而确定叶尖速比变化方向,使双馈风力发电机达到最佳运行工作点。仿真结果表明,该改进策略可控制风力发电机转速较好地跟踪风速变化,实现了额定风速以下运行区域的最大风能捕获。     

单级轴流压气机数值仿真研究

压气机作为发动机推进系统的关键部件,部件的性能对发动机多项性能指标有决定性的影响.为了提高发动机的稳定性,需要对压气机数值模型进行研究.采用计算流体力学方法,空间离散格式采用二阶精度的高精度数值格式来求解雷诺平均的N-S方程.通过数值仿真数据和公布的通用压气机实验数据对比,在压气机数值计算中得到与实验一致的结果,并分析了湍流模型和动静叶交接面对压气机总性能数值计算的影响.结果表明,选择适当的模型可以使数值仿真更接近实验结果,对工程应用有一定的指导作用.     

速度对脊状表面减阻影响的数值仿真研究

在管道运输中,流动处湍流状态时,对V型脊状表面和光滑表咏在多个速度下进行了数值仿真计算,发现了脊状表面微观流场的特点和速度对脊状表面减阻效果的影响规律。针对回转体脊状表面的流场特性,为控制减阻,进行数值仿真时合理选择了计算模型、计算流域、计算刚格及边界条件。仿真结果表明：在同一速度下,相对光滑表面而言,脊状表面所受的压差阻力略有增大,但占总阻力份额80％以上的粘性阻力显著降低,从而形成减阻效果;对于同一个脊状表面,速度越大,其湍流边界层能量的交换和转化越强烈,使得低速下的减阻效果明显优于高速。     

快轴流CO2激光器湍流发生器的仿真研究

为了研究气流在快轴流CO2激光器湍流发生器中的湍流状态和结构对气压和速度的影响,以计算流体力学CFD为基础,利用Ansys CFX仿真软件对三种湍流发生器中气体的流动状态进行了仿真分析.模拟结果表明湍流发生器的结构与产生的湍流的强度有密不可分的关系,湍流的状态是决定着放电阳极的形式和放置位置的关键因素;不同的湍流发生器对放电管中气流的速度和压力有着不同的影响.通过结果对比发现,圆孔喷射型湍流发生器配合针状阳极能够得到最大的放电长度,并且对压力和速度的影响比较小.仿真结果对湍流发生器结构的改进有指导作用.     

大气湍流图像像素偏差机理分析

对大气湍流导致图像畸变和像素偏差的因素进行了深入分析,对大气湍流状态下激光发射远距离光束的光束漂移均方值进行仿真,分析光束漂移均方值曲线,为后续对图像畸变、像素偏差校正及克服湍流影响提供有效的理论依据。     

液-液旋流器内近壁湍流处理方法及数值模拟

无论k-ε模型及其修正模型,还是广泛应用于水力旋流器数值模拟的雷诺应力模型(RSM),都只是针对湍流核心区,对近壁区无效,如何确定液.液水力旋流器湍流场模拟的近壁处理方法亟待深入研究.在介绍湍流近壁区流动特点和处理方法的基础上,引入了2种湍流近肇处理函数--标准的和非平衡的壁面函数,在相同的网格系统和计算条件下计算了双锥双柱型水力旋流器内湍流场,结果与激光多普勒测速仪(LDV)测试结果基本吻合,但采用非平衡的壁面函数预报结果更为可信,为进一步精确研究旋流器内的流动过程打下良好的基础.     

扭曲的涡旋光束在海洋湍流中的传输因子

基于扩展惠更斯-菲涅尔原理和维格纳分布函数(Wigner distribution function,WDF)二阶矩,推导了部分相干扭曲涡旋光束(partially coherent twisted vortex beam,PCTVB)在海洋湍流中传输时的M2因子和角扩展θ(z)。通过数值模拟方法详细研究了海洋湍流对光束M2因子和角扩展θ(z)的影响,结果表明温度方差耗散率ΧT和温度盐度贡献比w越大、动能耗散率ε和各向异性因子ξ越小时对PCTVB的M2因子和角扩展θ(z)的影响越大。此外研究发现,相较于非扭曲涡旋光束(PCVB),PCTVB有更好的抗海洋湍流的能力,且增大拓扑荷数m以及扭曲因子绝对值｜μ｜后,PCTVB的M2因子和角扩展θ(z)显著减小,光束的抗海洋湍流能力增强。并且增大束腰宽度w0和波长λ,以及减小初始相干长度δηη(η=x,y)同样可以增加光束抗海洋湍流的能力。本文的数值研究结果对海洋光通信具有重要意义。     

大气湍流下超振荡望远成像的理论研究

为了实现大气湍流动态干扰下望远镜对远距离目标的超衍射极限成像, 采用光学超振荡原理局部衍射压缩光学系统点扩散函数, 并对提高成像分辨率效果进行了理论研究。结果表明, 中等湍流强度校正后, 波前残差均方根约为波长的1/15(波长λ=632.8 nm)时的干扰下, 超振荡光场调制能够实现望远系统点扩散函数的衍射压缩, 衍射压缩倍率为0.75;对不同中心间距双孔的成像研究验证了超振荡望远系统约0.80倍瑞利衍射极限的超分辨成像效果; 波前残差的均方根大小可能会导致望远系统点扩散函数的衍射压缩倍率和成像分辨率存在差异。此研究结果可应用于高精度星点定位、超分辨望远等领域。     

斜程湍流大气中矢量涡旋光束的OAM特性研究

基于螺旋谱理论推导出矢量涡旋光束在斜程大气湍流传输中的轨道角动量(orbital angularmomentum,OAM)谱,讨论了修正Kolmogorov大气湍流对不同阶矢量涡旋光束光场分布及光束OAM谱的影响。利用旋转毛玻璃作为随机相位屏,实验采集了矢量涡旋光束通过旋转毛玻璃后的光强图像与归一化强度。结果表明:经大气湍流斜程传输后,矢量涡旋光束的光强分布产生畸变且OAM谱发生弥散,OAM谱弥散程度随传输距离的增大而增大。传输距离不变时,天顶角越大,主OAM模相对功率越小,湍流内尺度减小与折射率结构常数增大均会导致主OAM模相对功率减小。同一传输路径下,随着湍流强度的增大,矢量涡旋光束中心相位奇点的强度逐渐增大,并且拓扑荷不变时,偏振阶数高的矢量涡旋光束受到的湍流影响较小。