基于有限元计算的洞壁干扰修正方法研究

在低速风洞试验时,洞壁干扰效应将影响全流场,它对于风洞试验数据的准度有着不可忽视的作用。针对GAW—1翼型,采用有限元的方法,利用ANSYS商用计算软件模拟该翼型在有风洞壁和无风洞壁情况下的二维流场,从而计算出洞壁干扰对该翼型气动力的影响。通过与美国Langley中心试验数据的对比,表明在没有分离或分离区很小的状态下,该方法能很好的模拟翼型的绕流场,从而得到较为准确的洞壁干扰修正量。该方法划分网格简单,易于掌握,具有很好的计算效率,非常适合工程单位使用。     

模型大振幅运动风洞壁面影响实验研究

用 3个阻塞度不同的前缘后掠角 70°三角机翼 ,在 3m低速风洞中研究了模型作大振幅俯仰运动 (0°～ 90°)时风洞壁的干扰影响。研究中测量了模型的气动力及力矩特性 ,同时测量了风洞的非定常壁压。研究表明 ,虽然风洞洞壁干扰对非定常气动力及力矩特性有一定影响 ,但是它不影响测量的可信度 ,特别对复杂的力矩特性的本质无影响。另外 ,在模型作俯仰运动时 ,风洞壁压像非定常气动力一样有迟滞环 ,模型越大 ,迟滞环越明显     

风洞洞壁对风力机翼型气动特性的影响分析

本文通过风洞试验测量和计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟的研究结果,分析了风洞洞壁对风力机翼型气动特性的影响.试验风洞为中国科学院工程热物理研究所(Institute of Engineering Thermophysics,IET)低速回流风洞,所选用的翼型为DU91-W2-250.数值模拟采用有洞壁、无洞壁、无侧壁三种方式进行计算,通过对比试验和数值计算结果验证了采用CFD数值模拟分析风力机翼型洞壁效应的可行性.通过数值模拟分析并与经典映像法及Maskell洞壁修正方法对比,得出:风洞中,上下壁面的存在使流动在风洞壁面形成一定厚度的边界层,造成气流的通道面积减小,来流有效速度增加,并引起翼型升力系数C_l和阻力系数C_d增加;风洞侧壁诱导翼型段表面的展向流动、抑制了翼型表面的流动分离,减小了翼型弦向流动速度,引起翼型升力系数减小,阻力系数增加;小攻角时风洞侧壁对翼型表面流动的影响可以忽略,翼段表面流动保持二维性,大攻角时风洞侧壁干扰效应显著,其影响程度超过风洞上下壁面,与无洞壁相比,风洞壁的存在使升力系数减小,阻力系数增加;经典映像法及Maskell方法因未考虑洞壁边界层的影响,并不适用于风力机翼型大攻角流动时的洞壁效应修正问题,大攻角修正时应考虑风洞侧壁影响,对升力系数给予增量;同时对于大攻角流动,翼型本身流动已不具有二维性,其气动性能的测量应采用多截面压力测量或天平测力方法.     

环柱形催化剂颗粒尺寸对填充床传热参数的影响

在可同时测定轴向径向温度的壁冷式固定床中测定了瓷环及两种不同尺寸环柱形环氧乙烷合成银催化剂颗粒的温度分布，利用所测实验数据对拟均相二维模型进行了传热参数计算。结果表明，随着环柱形颗粒内，外径比的增大，径向有效导热系数也得到了提高；由于低管径比条件下二维模型存在局限性和实验误差，壁给热系数有较大的分散性。     

沙漠公路近壁流场的风洞实验和数值模拟

采用风洞实验结合数值模拟方法研究沙漠公路近壁流场,进而探讨沙漠公路的防沙优化设计．建立了模拟风场结构的二维湍流模型,借助Fluent软件进行计算,与风洞模型实验进行对比,并由此模拟计算不同公路设计条件,比如公路边坡比、宽度、高度以及风向与公路走向夹角等不同条件下公路附近的流场结构．     

短周期跨声速风洞叶栅换热实验验证

利用短周期风洞,在发动机典型雷诺数和马赫数状态下对MarkII叶型进行了表面换热测量;用基于一维半无限假设的脉冲响应法将测量的表面温度处理为热流密度,并用最小二乘法得到主流绝热壁温和表面换热系数。实验结果与国外文献使用稳态实验方法获得的结果基本一致。对数据处理方法进行了详细的误差分析,并将二维瞬态热分析法与脉冲响应法进行了对比,表明在叶片前缘曲率较大处、尾缘壁厚较薄处和换热系数剧烈变化处,一维半无限大假设条件遭到破坏,脉冲响应法的计算结果存在偏差。     

缝洞型油藏物理实验模型制作新方法

为弥补现有的传统的缝洞型油藏物理实验模型制作技术的不足,以覆膜树脂砂和环氧树脂胶胶结石英砂为原料,利用自动成型机(3D打印机)的选择性激光烧结技术(selective laser sintering, SLS),创新性地提出了一种缝洞油藏物理实验模型制作地新方法。它的制作过程主要包括缝洞数字模型的构建、3D打印、硬化处理、降孔降渗处理、充填封装及打井。利用该方法可制作基于二维地质剖面的二维可视化缝洞物理实验模型,也可制作基于三维地质模型的三维真实缝洞物理实验模型。且利用该方法制作的模型具有制作精度高、缝洞刻画真实、成本低等特点,能够更好地应用在缝洞油藏的物理模拟实验中,助力缝洞型油藏地高效开发。     

环柱形催化剂当量直径及传热参数的测定

实验测定了一种新型的环柱形催化剂活性组分在其内、外表面上不均匀分布的乙烯基乙酸酯合成反应器的床层压降和该催化剂填充床的二维温度分布；以压降实验数据代入Ergun公式计算了环柱形催化剂的当量直径ds和填充床的传热参数，采用正交配置的方法对拟均相二维传热模型进行求解，得到床层的径向有效导热系数和壁给热系数。     

壁判据检验激波/层流边界层干扰流动的数值计算

针对二维激波/层流边界层干扰流动数值计算结果的可信度问题,根据高智研究员提出的壁判据对数值计算结果进行了分析和可信度评估.对于二维可压流动,在壁面附近,已经证明壁判据与NS方程解析解相吻合,数值计算结果也表明达到了网格无关性,而利用Opencfd算出的数值解却发现:随着网格的逐渐加密,切向动量壁判据和能量壁判据吻和得越来越好,而法向动量壁判据仍然有较小的差距,但并不影响流场的结果,其原因是壁面压力边界条件选取不当.数值计算结果表明,壁判据可以作为含壁面流动的一种CFD计算结果可信度评估的工具,具体的评估标准仍需进一步研究.     

无源互调干扰的二维时延自适应估计算法

针对影响通信接收机性能的时变性无源互调干扰问题,采用幂级数模型对无源互调干扰进行建模,从工程的角度给出了基于二分法、快速二分法和并行法的3种二维时延自适应估计算法,并对其性能进行了对比.仿真表明3种搜索算法经过不同次数的迭代后,均可估得二维时延值.其中,基于快速二分法的估计算法能以相对较低的资源消耗量获得较快的跟踪速度,更适合硬件实现.实测表明,原理样机采用基于快速二分法的二维时延估计算法,可对PIM信号实现更好的估计效果,补偿后的信号经自适应滤波可获得良好的性能.      

周边建筑对体育馆屋盖和幕墙风荷载的干扰

分析张家界体育中心体育馆的风洞测压数据,分别考虑无周边建筑和有周边建筑2种情况,以屋盖和幕墙的风压为研究对象,研究周边场馆对屋盖和幕墙风荷载的干扰影响;采用干扰因子分析法和多阶模态力法分析屋盖等效风荷载.分析表明:在干扰影响下,屋盖峰值负压的干扰因子达到1.5,峰值正压的干扰因子达到5;干扰影响下的幕墙最不利风压集中位置为干扰体周边的幕墙凹陷处和干扰体周边的幕墙拐角处.     

用数值模拟方法确定跨音速风洞几何参数

用多块搭接网格技术及雷诺平均N-S方程数值模拟跨音速翼型风洞流场,着重研究了不同驻室高度、不同引射缝高度以及实验段上下壁不同开闭比对风洞马赫数分布的影响,并研究了实验段上下壁干扰对翼型测压实验的影响,通过计算得到了最优的驻室高度、引射缝高度以及最优开闭比。计算结果表明,不同的驻室高度和引射缝高度对实验段马赫数分布有很大影响;而实验段上下壁开闭比对风洞实验段的阻塞度有很大的影响,随着开闭比的逐渐增加,翼型上的激波位置也逐渐向前移动,只有在合适的开闭比下,翼型的激波位置和压力峰值才与无干扰结果一致。研究结果对风洞建设和性能改进有一定的参考意义。     

凿岩机器人壁碰问题

在考虑隧道形状与尺寸的情况下,提出了一种将壁碰分析由三维空间转化为二维平面的判别准则及其判别方法,并运用该准则与方法对双臂隧道凿岩机器人钻臂的壁碰问题进行了分析．应用结果表明,该准则与方法判别简单,计算速度快,具有一定的理论意义和实际意义．     

高层建筑顺风向动力干扰效应的试验研究

采用高频动态天平技术和气动弹性模型技术对两个形状相同的方形截面高层建筑的顺风向动力干扰效应进行了风洞实验研究，两种实验方法所得的结果具有良好的一致性，最后应用人工神经网络方法对试验结果进行了模拟和推广，给出了顺风动力干扰因子的等值线图，可供规范参考。     

并列双箱梁桥面风致涡激振动试验研究

基于两座具有并列双箱梁的缆索承重桥梁,做了一系列的弹性悬挂节段模型风洞试验.结果表明,双桥面之间存在不可忽略的气动干扰效应,它对双桥面桥梁的涡激振动会产生不利影响.以平胜桥主梁节段模型为基础的风洞试验研究表明,并列双桥面之间的气动干扰效应随着桥面间距的增加而减弱,从而使主梁的涡激振动特性随两桥面之间的距离而变化,而增加阻尼是抑制双桥面涡激振动的有效手段.     

不同风场开敞和封闭的鞍型屋盖平均风压特性

在TJ-2大气边界层风洞中,利用同步测量技术对底部开敞和封闭的鞍型索网屋盖在B类和D类风场条件下进行了刚性模型风洞测压试验.根据风洞试验结果,分析了两类风场条件下这两类鞍型索网屋盖上的体型系数的分布规律及相互关系,并通过对开敞和封闭的鞍型屋盖表面体型系数的对比分析,考察了底部开敞对鞍型屋盖风压分布特性的影响规律.     

汕头粤东信息大厦风荷载特性的试验研究

结合汕头粤东信息大厦的风洞试验 ,详细分析了该结构风敏感层面的风荷载特性 ,分析比较了临近结构物的干扰影响 .所得的结论对于结构抗风设计和风洞试验设计都有一定的参考价值 .     

上海东方艺术中心风荷载试验

介绍了上海东方艺术中心模型风洞试验概况和主要结果 .给出了屋面在最不利工况下的分块体型系数及平均风压系数的等值线图 ,清楚地显示了此大跨度屋盖结构屋面的风压分布特征 .结果表明 ,周边建筑对所测建筑的风荷载有较大的干扰影响 .最后对分别按规范 (基于平均风压 )和应用统计方法 (基于平均风压和脉动风压 )计算的用于玻璃幕墙设计的风压结果进行了比较 ,结果表明 ,按规范计算的最不利风荷载偏小 ,对此应引起注意     

风洞模型并联机构工作空间分析与仿真

以风洞模型并联机构为研究对象,在给定的姿态下,提出基于风洞模型并联机构输出端工作空间的计算仿真方法,即基于风洞模型并联机构位置反解,结合风洞模型并联机构输入端滑块的运动范围约束和球铰半锥角的最大值的约束,采用边界搜索法确定该机构的工作空间边界。并且分析了该机构在某给定姿态下,输出端的平动工作空间、转动工作空间以及与机构末端相连接的物体分别做俯仰运动、偏航运动、滚转运动时的工作空间,为并联机构的结构设计和研究提供了有力支持。