不同几何和换热条件下转子风阻的变化规律

在超临界二氧化碳布雷顿循环系统涡轮机械设计中,为提高能量转换效率,需要研究转子风阻的变化规律.针对5 MPa二氧化碳工质在不同转速、不同间隙宽度与转子半径比值以及不同定子壁面换热系数的工况进行数值计算分析.结果表明:在间隙宽度与转子半径比值相同的情况下,转子风阻随着转速的增大而增大;在转速一定的情况下,随着间隙宽度与转子半径比值的增大,转子风阻先减小后增大,在其比值为0.20时转子风阻存在最小值;转子风阻受泰勒涡影响较大,泰勒涡强度越大,摩擦系数越小;转子风阻随定子壁面换热系数的增大而增大,定子壁面换热系数的变化会导致腔室内工质温度的改变,工质热物性的改变是转子风阻随定子壁面换热能力变化的主要原因.     

粘性流体中涡旋扩散的非牛顿效应

在考虑瞬态过程中动量扩散速度基础上，用拉普拉斯变换法对无限长平板突然起动瞬态动量定解方程进行了求解，并按涡量定义求出涡量分布函数。结果表明伴随动量扩散的波动性，涡量扩散也存在波动性。     

风载荷作用下的塔群瞬态绕流及受力分析

以某石化企业的3塔柱作为研究对象,分别对塔群和3个塔柱单独建立计算模型.运用Fluent流动软件,模拟计算3种风速下的塔柱瞬态绕流问题. 3个塔柱直径D分别为2. 8 m、3. 3 m和2. 5 m,间距比L/D分别为1. 98、2. 72和4. 69;雷诺数Re=(1. 50～6. 65)×10~6.计算得到了塔柱和塔群的涡脱频率以及所受升力、阻力随时间的变化规律,由此分析了单塔情况下受力和塔群合力的关系,探讨了单塔和塔群的涡脱频率关系及其群体干涉效应,为石化企业的安全运行提供技术支持.     

涡流管流动结构及能量分离性能LDV实验研究

设计了直径为30 mm的可组装式透明涡流管以实现主流道可视化,并采用二维激光多普勒测速(LDV)技术得到子午面时均流场．研究了不同冷流比(0.1~0.9)、主流道长度(360、600、900和1 200 mm)、入口压力(0.01、0.02 MPa)下的轴向速度和径向速度分布,特别是折返流边界对能量分离性能的影响．LDV结果表明,时均轴向速度分布具有较好的轴对称性,不同压力下流动结构具有相似性,径向速度远小于轴向速度．增加冷流比会导致折返流边界径向膨胀,揭示了在过短管和过长管中两种能量分离恶化机制——过短管中折返流面过厚,过长管中轴向滞止点向冷端靠拢．该结果验证了以往所提出的优化准则,同时可以说明滞止点并不是涡流管中的一种基本流动结构．     

涡节型、酒窝型强化管管内沸腾传热特性实验

以微型Capstone C30燃气轮机排放的烟气余热为热源,研究涡节结构强化管、酒窝结构强化管和光管管内沸腾换热特性。实验结果表明：涡节型结构强化传热管管内沸腾换热系数约为光管的1.6~2.1倍,管外对流传热系数约为光管的1.3~1.5倍,总传热系数约为光管的1.4~1.5倍;酒窝型强化传热管管内沸腾换热系数约为光管的2.1~2.5倍,管外对流传热系数约为光管的1.8~2.0倍,总传热系数约为光管的1.9~2.1倍。分析了涡节型强化传热管和酒窝型强化传热管较光管传热性能好的原因。     

某型直升机异常离地状态的尾桨涡环特性分析

为弄清某型直升机连续发生的两起异常离地后加速快转事故的原因,根据直升机尾桨涡环的机理,结合事故直升机的状态特点,进行了计算、分析,有关参数计算结果与事故直升机飞参记录的数据一致。研究表明,由于该型机在地面处于尾桨小拉力状态时,进入尾桨涡环的临界偏转角速度小,因而异常离地时一旦意外偏转,尾桨涡环易进、难改,即尾桨涡环特性显著变差。经分析,提出了相关应对措施,有利于提高该型机的起降安全水平。研究结论对其他类似机型也有参考价值。     

基于精确阻尼调控的桥梁竖弯涡振Sc数影响

在桥梁气动外形和来流风场确定的条件下,Sc 数（Scruton number）是影响大跨度 桥梁涡振响应大小的关键因素. 为了开展Sc数对大跨度桥梁竖向涡振影响的精细化研究,首 先研制了适用于桥梁节段模型风洞试验的永磁式板式电涡流阻尼器,可为弹性悬挂节段模型 系统提供可连续调节的、理想线性黏滞阻尼 . 然后以带风嘴的开口断面钢混组合梁桥为研究 对象,针对+3°、0°和-3°三个风攻角和不同的Sc数开展了节段模型竖向涡振试验. 根据试验结 果,总结了节段模型涡振振幅的风速变化曲线随名义阻尼比的变化规律,分析了最大涡振振 幅随Sc数变化规律的函数拟合,并对桥梁高阶模态涡振响应进行了预测. 研究发现不同风攻 角下主梁竖向涡振的锁定风速区间都随 Sc 数的增大而缩小,最大振幅都随 Sc 数的增加而降 低,但变化曲线有显著差别;通过对三组及以上不同 Sc数的节段模型风洞试验结果进行函数 拟合,可以较好地预测节段模型最大涡振振幅随 Sc数的变化规律;在模态阻尼比相同的条件 下,大跨度悬索桥各阶竖弯模态的涡振振幅基本相同,高阶模态涡振更容易出现不满足规范 限值的情况. 研究成果为大跨度桥梁竖弯涡振响应的精细化预测提供了重要方法.     

半圆形随行波表面流场数值仿真及减阻机理分析

对半圆形随行进表面流场进行了数值计算及仿真，通过比较随行波表面相对于平板表面的流场变化，分析了随行渡表面的减阻特性，进一步研究了随行波的减阻机理。仿真结果证明了“人工涡”的存在，即在随行波波谷内能够产生二次低速流动漩涡，这些漩涡并没有向外扩散而是在随行波内稳定下来，形成“人工涡”。     

小马力顶推节能船舶研究

在分析现有顶推轮的基础上，设计出了“纵流Ｗ体涡尾”船型及“纵流首＋蜗尾＋转柱舵”新型节能船舶。模型试验表明，与常规船型相比Ｑ．Ｐ．Ｃ值有较大提高。