抛物面型聚风罩内非均匀时变流场的数值模拟与实验分析

为了提高能源利用率,以抛物面型聚风聚光装置为研究对象,进行聚风罩内非均匀时变流场的数值计算及试验研究。结果表明,抛物面聚风罩有明显的聚风作用,试验结果与数值计算趋势一致,最大数值误差为9.7%。进一步对抛物面聚风罩的结构进行分析,得出其在焦距为800 mm,中央开口半径为600 mm时,聚风后的风能最大。设计了聚风罩内非均匀时变流场下的风力发电机叶片,并用滑移网格进行了旋转机械模拟,计算得到在自然风速为10 m/s时,叶轮的输出功率为222.0 W,与同直径下的普通型风力发电机相比,功率提高了122%。     

基于Xflow风机叶片覆冰数值模拟研究

为研究风力发电机叶片覆冰后对其运行性能带来的诸多问题,本文采用格子玻尔兹曼方法-大涡模拟的无网格方法对贵州某1.5 MW大型风力发电场的风机叶片雾凇、雨凇覆冰下的结冰程度、风速及转速对其输出能力的影响进行数值模拟研究,并根据计算结果拟合出一组公式.结果显示:额定风速下雾凇覆冰程度达2％时,与未覆冰(0％)时相比,输出功...     

O-SEPA选粉机内部流场数值模拟的方法选择

O-SEPA选粉机的内部结构复杂,相对于传统试验方法,模拟仿真可以反映出其内部流场的情况。基于CFD理论使用有限体积CFD分析软件Fluent 6.3对O-SEPA1000选粉机内部三维流场进行数值模拟是比较经济可行的一种方法。在数值模拟过程中,其选择方法尤为重要,直接关系到数值模拟是否成功,结果是否足够精确。经过试验验证,文中讨论的方法比较准确地反映了选粉机内部流场的各种特性。     

一种垂直轴风力发电机结构设计

垂直轴风力发电机与水平轴风力发电机相比,具有起动风速低、风能利用率高等诸多优点和广阔的市场应用前景。本文介绍了一种垂直轴风力发电机的主要结构特点及其设计方法,对垂直轴风力发电机进行结构设计并应用于产品的设计进行了阐述。     

高空模拟试车台扩压器数值分析

采用数值方法对固体火箭发动机主动引射高空模拟试车系统中的扩压器流场进行模拟求解,比较了含与不含Al2O3粒子对扩压器流场的影响.数值计算结果与试验结果符合性较好,表明数值模拟方法可作为扩压器流场计算的一种研究手段.     

一种垂直轴风力发电机的结构设计

本文首先研究了垂直轴风力发电机的分类以及各种不同结构的优缺点,并在此基础上设计了一种新型的垂直轴风力发电机,该新型风力发电机提高了发电机的能量转换效率,同时具备了低风速启动的性能,占用空间体积较小,安全性高。     

ALE方法用于气体环流生化反应器数值模拟研究

气体环流生化反应器的研究通常采用试验方法来进行,试验结果用一些宏观指标来评价,其方法和结果的局限性都较大数值模拟方法因其能更好地揭示宏观现象中的本质特性,而在许多领域得到应用本文简要说明了采用数值模拟方法用于气体环流生化反应器研究的目的和意义数值计算中,描述流体运动的方法有Lagrange方法和Euler方法两种,各有其优缺点,ALE(ArbitraryLagrangianEuler)方法是将Euler方法和Lagrange方法结合起来,既能处理畸变较大的流动,又能提供流体内部运动的细节,求解方法通用性较大文中介绍了ALE方法的特点和计算步骤,并采用ALE方法对安装了挡板的气体环流生化反应器的流场进行了三维数值计算和模拟,得到了分别有1块和3块挡板时,流场的发展情况,为进一步的研究建立了基础     

ALE方法用于气体环流生成反应器数值模拟研究

气体环流生化反应器的研究通常采用试验方法来进行,试验结果用一些宏观指标来评价,其方法和结果的局限性都较大。数值模拟方法因其能更好地揭示宏观现象中的本质特性,而在许多领域得到应用。本文简要说明了采用数值模拟方法用于气体环流生化反应器研究的目的和意义。数值计算中,描述流体运动的方法有Lagrange方法和Euler方法两种,各有其优缺点,ALE(Arbitrary Lagrangian-Euler)方法是将Euler方法和Lagrange方法结合起来,既能处理畸变较大的流动,又能提供流体内部运动的细节,求解方法通用性较大。文中介绍了ALE方法的特点和计算步骤,并采用ALE方法对安装挡板的气体环流生化反应器的流场进行了三维数值计算和模拟,得到了分别有1块和3块挡板时,流场的发展情况,为进一步的研究建立了基础。     

水平轴风机旋转叶片非线性动力学模型的建立及分析

 对不同风速下水平轴风力发电机旋转叶片的非线性动力学问题进行了研究,将水平轴风力发电机的旋转叶片简化为做定轴转动的柔性旋转悬臂梁,同时考虑叶片的气动力、弹性力和惯性力,建立了脉动风速作用下水平轴风力发电机旋转叶片的非线性动力学模型,利用牛顿定律建立了转动坐标系下叶片的动力学方程,并利用Galerkin离散方法将系统的运动偏微分方程离散为常微分方程。针对1/2亚谐共振-1:3内共振情形,考虑到方程中存在二次非线性项,采用渐进摄动法对该方程进行摄动分析,将其转化为直角坐标下的平均方程。通过数值模拟,得到这种共振情况下的二维相图、三维相图、波形图和频谱图,分析了风速的变化对旋转叶片振动的影响。数值结果表明,随着风速的增大,系统会重复呈现周期运动—混沌运动—周期运动。     

广西沿岸主要海湾余流场的数值模拟

由数值模拟和实测结果比较得出,广西沿岸主要海湾余流场流型及流速变化直接与风力的强度和风力作用的方向有关。在湾口开阔海区,风力作用强度加强,余流流流速较大;在湾顶狭窄海区,风力作用强度减弱,余流流速较小。余流量大流速为10cm/s-15cm/s,余流量小流速为1cm/s-2cm/s。     

冲击载荷作用下圆柱形压力容器压力载荷特征分析

在高压物理和高压合成新材料中,经常会用到压力容器。本文目的是研究两端具有端盖密封的圆柱形压力容器在中心爆炸冲击载荷作用下的压力载荷特征,为压力容器设计及工作能力的评估提供一定的依据。为此,笔者采用NND方法对圆柱形压力容器的流场进行了数值模拟并对容器壁面的压力载荷特征进行进一步分析。     

同心圆柱体间旋转气隙内对流换热的数值模拟研究

本文利用商用CFD软件对发电机气隙简化模型——同心旋转圆柱体间环形气隙内流体对流换热情况进行数值模拟,得到了不同泰勒数Ta下流场的速度分布、温度分布和热流密度分布。将模拟得出的平均努赛尔数Nu与经验公式的计算值进行了对比,误差在合理的范围之内,证明了数值模拟的有效性。计算结果表明,受流场中泰勒涡的影响,速度、温度、以及热流密度沿轴向的分布呈现周期性波动,波动频率与泰勒涡的数量相同,其中,速度与温度分布波动的变化趋势相同,热流密度波动的变化趋势与前两者相反;泰勒数Ta越大,流场的平均努赛尔数Nu越大,流场的对流换热性能越好。另外,本文还对带凹槽气隙模型进行了流动模拟,分析了泰勒-库特流能够强化传热传质的原因,为后续发电机环形气隙对流换热特性的模拟做准备。     

双辊薄带铸轧数值模拟研究现状及展望

由于铸轧过程复杂,工序高度凝聚且工艺参数间联系紧密,其中一些重要的现象无法通过现有实验条件进行测量,因此数值模拟方法成为探寻铸轧规律的一种有效方式,已经在有色金属以及钢铁铸轧领域得到广泛应用。本文对近年来采用数值模拟方法针对铸轧过程中熔池、铸辊、浇注布流系统、带坯组织及侧封板方面的研究应用工作进行了总结,并对电磁场、流场、温度场及应力、应变场等多物理场耦合计算的数值模拟技术在铸轧研究中的应用进行了展望。     

磁悬浮风力发电机技术现状及未来展望

对磁悬浮风力发电机结构及工作原理进行了介绍,论述了磁悬浮风力发电机主要关键技术:风轮叶片的设计、支撑技术、风力发电机技术、控制技术、能源储存技术现状;进一步比较了水平轴和垂直轴磁悬浮式风力发电机进性能;并展望了磁悬浮风力发电机的未来。     

风力发电机传动系统无极变速的研究

本文在研究传统风力发电机传动系统的基础上,发现和总结其缺点,得到改进需求,提出一种改进的无级变速风力发电机传动系统,并给出其原理图和详细功能解释,在满足传统传动系统功能的前提下增加了无级变速功能,减小了输出轴的速度波动,对优化风力发电机的传动性能有一定的参考意义。     

小型水平轴风力机在不同桨距下发电性能的实验研究

本文对一小型水平轴风力发电机的发电性能和叶片流场进行了实验研究.基于三种桨距,测出在不同的来流风速和不同负载下的电流和发电功率,分析得到随着负载的增大电流强度减小,而功率随着风速的增大先增大后减小,存在着峰值功率;结果也表明桨距对叶片风能利用率影响较大.基于桨距A=60°、来流速度3m/s和负载5Ω,采用粒子图像测速仪(PIV)技术对垂直于桨叶旋转平面的截面进行了流场测量,结果显示桨尖涡在风力机叶片流场中起主导作用.     

金属熔池往复搅拌流场中气泡运动特性数值模拟研究

应用基于体跟踪的VOF方法对金属熔池往复搅拌流场中单个气泡的运动及变形特征进行了数值模拟研究.分析了搅拌流场的往复运动频率、气泡初始尺寸、表面张力以及奥托斯数Eo和莫顿数Mo等因素对气泡运动与变形的影响.数值模拟结果表明,气泡上升轨迹与气泡直径、流场平动频率及Mo有关,气泡直径越大,其螺旋上升趋势越强;在分析范围内,平...     

钟形进水流道蜗形吸水室的设计方法

为了完善钟形进水流道蜗形吸水室的设计方法,分别采用Vu=const、Vur=const两种方法设计了南水北调东线工程某泵站钟形进水流道的蜗形吸水室,并基于Reynolds平均的Navier-Stokes方程和标准的k-ε紊流模型,用SIMPLEC算法数值模拟了两种吸水室的内部流场,在流场数值模拟的基础上对上述两种设计方法进行了对比研究.结果表明:上述两种不同的设计方法形成的蜗形吸水室速度场和出口速度均匀度差别较小,综合考虑设计繁简度,采用Vu=const的设计方法稍好一些.     

城市生活垃圾风力分选中流场的数值模拟

为了提高城市生活垃圾风力分选效率,应用气固两相流的基本理论,并采用流体力学专用软件FLUENT模拟城市生活垃圾风力分选流场的固相颗粒的平均速度.数值模拟表明,在合理的风速下,城市生活垃圾颗粒大小和颗粒浓度是影响垃圾风选效果的主要因素,数值模拟结果与试验分析基本吻合.从而得出此理论在城市生活垃圾风力分选中有一定实用意义.     

带分流叶片向心涡轮内部流场分析

为了详细研究某型向心涡轮的流动特性和内部流场结构,采用准三维与全三维数值模拟方法对其内部流场进行研究,分别得到多个转速下的特性曲线与主要参数分布,对两种数值模拟方法得到的特性线进行对比,并对设计点的全三维数值模拟得到的流场进行分析。计算结果表明,准三维与全三维数值模拟计算得到的特性线基本相同,计算特性线时可以采用准三维方法,减少计算时间。通过对全三维数值模拟的流场特征的分析,初步了解了向心涡轮内部的流动规律,在设计点叶片前缘和尾缘附近有不同程度的气流损失存在,为进一步改进该向心涡轮设计有一定的参考价值。