刘鹏寅
,
陈进格
,
竺晓程
,
杜朝辉
工程热物理学报
在非定常气动环境下运行的风力机会引发动态失速的现象.由此对风力机翼型的非定常气动力用两种降阶模型(Volterra级数模型和基于代理模型的递归结构模型)进行了预测.本文对两种模型进行了简要分析.为了说明模型对非定常气动力预测的能力,将预测结果与CFD仿真结果进行了比较.结果表明在轻度失速工况下两种模型都有较好的预测能力,在深度失速工况下基于代理模型的递归结构模型的精度较高.因此也可以认为这两种降阶模型对风力机的气动弹性问题的分析和优化是有益的.
关键词:
风力机
,
动态失速
,
降阶模型
,
非定常气动力
陈进格
,
刘鹏寅
,
竺晓程
,
杜朝辉
工程热物理学报
采用基于势流理论的涡方法,计算小扰动流场下薄翼的非定常气动特性.在中弧线和尾迹上布置涡量,建立两个控制方程和两个边界条件,数值求解薄翼的涡量分布并计算非定常气动力.将该方法用于二维平板绕流问题,计算了阶跃攻角和阵风两种工况,获得平板的涡量分布和非定常升力系数,结果与解析解Wagner函数和Küssner函数对比,证明了涡方法的准确性;最后采用ARMA降阶模型对涡方法的结果进行系统辨识,证明了ARMA降阶模型的有效性.以上研究将用于预测风力机非定常气动性能和气动弹性的分析.
关键词:
薄翼
,
非定常
,
涡方法
,
ARMA
袁锋
,
竺晓程
,
杜朝辉
工程热物理学报
采用4种不同的湍流模型对叶片表面带小孔射流的环形涡轮叶栅内部流场进行数值计算,并与热线实验测量结果进行了对比.结果表明,由于射流尾迹的影响,在射流附近靠近壁面处产生二次流,二次流随着射流下游距离的增大逐渐减弱.比较不同湍流模型的计算结果发现,采用κ-ε模型在射流尾迹区域和与主流掺混区域的计算结果与实验吻合较好,B-L模型在近壁面的速度计算结果偏大,其对尾迹区域二次流的捕捉也较差.
关键词:
环形涡轮叶栅
,
小孔射流
,
湍流模型
,
数值计算
,
热线测量
吴亚东
,
竺晓程
,
杜朝辉
工程热物理学报
尾缘喷气技术已经广泛地用于航空发动机和多级压缩机等领域,用以降低动静叶片间的相互干涉作用以提高透平机械的气动性能,并降低动静干涉噪声.本文对尾缘喷气用于低压轴流风机进行了详细的研究,对轴流风机的上游静叶实施尾缘喷气,通过实验测量,尾缘喷气使静叶尾迹达到无动量亏损尾迹状态能够降低风机噪声,文章还提出了基于CFD数值模拟的尾迹与动叶相互干涉的噪声预测模型,预测结果和实验结果比较接近.
关键词:
尾缘喷气
,
无动量亏损尾迹
,
静动干涉
,
离散噪声
,
CFD
沈昕
,
竺晓程
,
杜朝辉
工程热物理学报
叶片形状的变化对叶片的气动性能有着显著的影响，采用合理的叶片形状可以有效地提高叶片的气动性能。本文采用带自由尾迹的升力面法，研究了风力机叶片的弯掠对风力机整体气动性能的影响。预测结果显示采用前后掠的叶片在一定程度上改变风力机的风能利用系数。使用后掠叶片使叶片在中后段部分所受升力小于前掠叶片上对应升力，而在叶片前端所受升力大于前掠叶片上对应升力，同时使用后掠叶片将在一定程度上增加风力机风能利用系数，而使用前掠叶片则减少风力机风能利用系数。采用上弯或下弯形式的叶片同样也会在一定程度上提高风力机的风能利用系数。
关键词:
弯掠叶片
,
升力面法
,
水平轴风力机
