高效低载的三维风力机叶片外形优化设计方法

常规风力机叶片的优化设计都是从二维翼型开始的,且翼型总是以升阻比最大为优化目标。然而,二维翼型的升阻比最大和三维叶片的高风能利用率与低气动载荷有本质的不同,采用以往的叶片优化方法常常会在提高风能利用率的同时,使叶片所受的气动载荷也提高。针对这一问题,提出基于多岛遗传算法和动量叶素理论,在给定风况条件下,以加权风能利用率最高与气动载荷最小为目标函数,以叶片各个截面的翼型型线及扭角作为设计变量,对三维叶片开展多目标优化方法设计研究。并对某实际NREL Phase VI叶片进行优化设计,结果表明：在给定风况下相比原叶片,优化叶片在风能利用率提升了3.06%的基础上,叶根弯矩降低了11.68%。在变转速与变风况下,优化叶片的气动效率整体提升,叶根弯矩明显降低。     

基于多岛遗传算法的钝尾缘翼型多目标优化设计

针对大型水平轴风力机叶片运行工况复杂和结构强度要求高的问题,提出一种钝尾缘翼型的多目标优化方法。基于多岛遗传算法,采用Hicks-Henne型函数和钝尾缘函数对钝尾缘翼型进行参数化拟合,通过Matlab软件自编程序调用XFOIL气动分析软件进行流场分析,对选定翼型进行多工况多目标优化设计。整个优化过程集成在Isight平台中,可实现自动优化。采用上述方法,选用NACA63921翼型作为初始翼型进行多目标优化,利用Fluent转捩模型对得到的钝尾缘翼型进行CFD数值验证,并与几种常见的同厚度翼型进行对比。数值验证表明,优化得到的钝尾缘翼型在多个工况点下的升阻比均高于同厚度的FFA、DU系列等现有风力机翼型,在失速工况区流动分离延后,具有更好的气动稳定性。     

燃气透平进口热斑迁移及其影响机制研究进展

燃气轮机燃烧室出口燃气温度场分布严重不均匀,其中燃气流的高温核心即热斑会加剧燃气透平内部非定常流动和传热的复杂性,引起叶栅的局部过热甚至烧蚀,从而降低透平的可靠性和寿命。研究并揭示热斑迁移机制对于透平叶栅高效冷却技术及非定常气动优化设计方法的发展至关重要。文中综述了燃气透平进口热斑迁移及其影响机制的研究现状及进展,着重介绍了燃烧室特性参数、叶型结构和冷气对热斑迁移的影响规律。有关热斑现象的研究虽然取得一定进展,但尚需要更深入的试验和数值研究,文中指出:目前试验和数值研究中广泛采用的圆形热斑与实际情况差异较大,需要在燃烧室真实出口温度场下实现透平非定常流场和传热的精确测量;关于燃烧室特性参数对热斑迁移影响的研究未考虑湍流强度和旋流等流场特征的影响且缺乏试验数据;叶型结构对热斑迁移影响的研究才刚刚开始,需要对热斑与叶排间的"时序效应"及其对叶栅热负荷和透平整体性能的影响机制开展深入的试验研究;最后,还需要对冷却气流与热斑干涉作用及其引起的透平非定常气热性能的变化进行试验和数值研究,从而为透平的高效冷却和气动传热优化设计奠定理论基础。     

小方坯弧形连铸机的安装与调整

依据淮钢连铸机安装实践,介绍小方坯弧形连铸机的安装调整方法和理论。     

USST高性能水平轴风力机翼型族

结合层流翼型与钝尾缘的特性,通过Hicks-Henne型函数对翼型参数化修型,基于多岛遗传算法及Xfoil气动分析,针对大型水平轴风力机翼型进行多目标函数、多设计工况、多约束条件下的优化设计,得到适用于大型风力机的高性能翼型族（USST翼型族）。其升阻比在大多数攻角下均高于同厚度的FFA、DU系列等现有风力机翼型族,且在同样的升力系数下具有更大的升阻比。最后为考核优化设计得到的翼型族,采用数值模拟方法对优化结果进行验证,证明设计得到的新型风力机翼型族具有优越的气动性能。     

通过改善界面状态提高金刚石-Cu复合材料导热性的研究

对通过改善界面状态提高金刚石-Cu复合材料导热性的研究进行综述。为了改善金刚石与Cu的界面状态,提高二者的结合力,研究者们已经做了大量的工作。从加强界面结合力入手:一种方法是通过金刚石颗粒表面涂覆金属层(即表面金属化)来提高金刚石与Cu的亲和力,在同等条件下,采用表面镀Cu的金刚石与没有镀Cu的金刚石相比,所制备的金刚石-Cu复合材料的导热性增加了近3倍;另一种方法是通过在Cu中添加元素,形成中间碳化物层来增强界面结合力,减小热阻,研究者们分别添加W、Ti、Cr等活性元素,都不同程度地提高了Cu-金刚石复合材料的导热性能。或综合两种方法,同时对基体和增强体进行一定的预处理。其次,减少界面数量,增大金刚石颗粒粒径,尽可能实现并联导热模型以构成复合材料的各相的三维连通,应该都是发掘高导热复合材料导热性能的有效方法。     

前、后加载低压涡轮高升力叶型流动损失机理大涡模拟研究

高升力叶型设计是当代民机低压涡轮的重要发展方向之一。通过二维大涡模拟研究了在尾迹扫掠条件下前、后加载两套叶型的吸力面边界层流动特征和损失特性,结果表明后加载的高升力叶型在尾迹扫掠下具有更优的气动性能。     

方圆坯弧形连铸机工艺设备特点简介

简介沙钢永兴新建的方、圆坯弧形连铸机的工艺设备特点,如保护浇铸、电磁搅拌、多点矫直、水气雾化冷却、油气润滑、氢氧切割等。根据市场需求,可单独和同时生产不同规格的方坯或圆坯,也可以方坯和圆坯同时生产。     

淮钢特殊钢大型圆坯连铸工艺装备特点及实践

淮钢生产碳素、合金结构钢、锚链钢、轴承钢、齿轮钢及低合金高强度钢生产流程为80 t转炉-90 t LF-100 t RH-喂线-Φ380～Φ600 mm圆坯CC工艺。中间包容量40 t,自动控制弧形管式结晶器液面,喷水+气雾2次冷却,M-EMS+F-EMS电磁搅拌,连铸机拉速0.3～0.8 m/min,年生产能力120万t圆铸坯。文中介绍中间包、结晶器、电磁搅拌、二次冷却的设备特点和相关工艺的优化和圆坯冶金质量的改善。