涡轮叶片前缘气膜冷却的数值研究

对前缘带有2排冷却孔的高压涡轮叶栅进行了气膜冷却数值计算,在吹风比分别为0、0.7、1.1、1.5的情况下得到了叶片型面的静压分布,并将计算结果与实验数据进行了对比研究.此外,还详细分析了冷却孔出口附近区域的流场特性.结果表明,吹风比对叶片型面的压力分布影响不大,只是在冷却孔附近有较为明显的变化.同时,由于冷气射流的注入,在冷却孔后出现了一对旋转方向相反的肾形涡,此时增大吹风比不会对旋涡产生明显的影响,但对旋涡下游流场的影响比较明显.     

改进权值计算的EPF算法及在目标跟踪中的应用

扩展卡尔曼粒子滤波(EPF)在预测阶段通过EKF选取重要性函数而优化了粒子选取,但是传统EPF算法中粒子权值一般是通过正态分布的概率密度函数计算的.此方法没有突出不同噪声粒子的权值差别,在计算中引入了较大的相对误差.通过在更新阶段对权值计算所依赖的概率密度函数做出改进,得到改进的EPF算法.同时采用实际目标跟踪数据进行...     

光电跟踪的部分状态卡尔曼滤波算法研究

为得到光电跟踪目标的最小方差意义下的最优状态估计,提出将部分状态卡尔曼滤波和非线性系统的一阶线性化思想相结合,构成一种适用于光电跟踪目标的非线性卡尔曼滤波算法.同时将此方法应用到非线性测量光电跟踪系统中,并与扩展卡尔曼滤波和U卡尔曼滤波进行性能对比.仿真实验结果证明将部分状态卡尔曼滤波和非线性系统的一阶线性化思想相结合是有效可行的,而且其性能明显优于扩展卡尔曼滤波和U卡尔曼滤波.     

基于修正湍流模型的致动盘方法研究

针对现有致动盘模型高估尾流速度的问题,对动量源项进行修正,以正确反映风轮对来流的作用;对湍流模型进行修正,在标准k-ε方程中添加湍流动能源项和耗散率源项,使湍流动能的生成和耗散相互协调;修正耗散率源项系数,使其沿径向服从抛物线分布。选取风洞实验数据对模型进行验证,并对串列和错列排布下的尾流流场进行分析。结果表明:串列排布时尾流的速度损失和湍流强度均增加,并随间距的增大而减小;错列排布对尾流湍流强度的影响大于对速度的影响,下游尾流会出现湍流强度不对称现象,横向间距为1D时最为严重,横向间距为4D时仍可观察到不对称现象。     

轮毂间隙对轴流风机性能和流场影响的数值与实验研究

采用实验和数值模拟的方法,研究了有、无转、静子间轮毂间隙的轴流风机的性能和流场,考察了轮毂间隙对风机性能和流场细节的影响。结果表明:轮毂间隙对风机性能的影响很大,使风机全压和静压都有较大幅度的下降;转子中的流动稍有改善,但静子中流动大幅恶化;由泄漏流引起的回流、分离和旋涡等使静子中靠近轮毂处流场十分复杂。     

低速轴流涡轮叶片层流分离流动的数值模拟方法比较

在低雷诺数进口条件下,低速涡轮叶片绕流可能存在大范围的层流流动、层流分离流动、边界层转捩和显著的径向二次流动,流动结构复杂,给精确的数值模拟提出挑战。本文对AIST低速轴流单级涡轮内部流动进行数值模拟,其中静叶通道分别采用全层流模型、全湍流模型、AbuGhannamShaw(AGS)转捩模型和分离涡模拟(DES)方法,动叶通道求解RANS方程,湍流模型为Spalrat-Allmaras一方程模型。与实验结果对比显示,层流模型准确地捕捉到了静叶叶片吸力面层流分离的分离位置。三维流动结构分析显示,在很低的雷诺数条件下,静叶吸力面层流分离流产生很大的径向运动,没有再附于叶片表面,被卷入叶片根部的通道涡中。     

复杂地形风场CFD模拟计算域的讨论

采用CFD软件包FINE/TURBO和带有壁面函数的k-ε湍流模型进行复杂地形地貌风电场流场的数值模拟研究。首先以简化的二维山地模型,探索计算域的高度、长度对目标山地流场的影响,然后变化不同二维模型入口的水平过渡及连接位置,分析并给出地形边界处理的合理建议,最后针对排布简单的三维模型、风场实际地形进行讨论。     

风力机大厚度翼型增升减阻装置模拟研究

为了改善风力机专用大厚度翼型的气动性能,采用分离涡模拟(DES)方法对带有涡发生器(VGs)的40%大厚度翼型进行模拟研究,研究结果表明在一定攻角范围内涡发生器可有效推迟流动分离,提高翼型升力,降低阻力,涡发生器使翼型升力系数最大提高48%,阻力系数最多降低42%;采用同样计算方法对翼型吸力面加装涡发生器,压力面加装挡板的相对厚度为60%、80%的大厚度翼型进行模拟,研究结果表明在翼型吸力面涡发生器可推迟流动分离,在压力面挡板可提高压力面压力,涡发生器+挡板使60%大厚度翼型升力系数最多提高487%,阻力系数最多降低53%,80%大厚度翼型升力系数最多提高1100%,阻力系数最多降低38%。     

风力机叶片三维数值计算方法确认研究

采用CFD软件包FINETM/TURBO,以两叶片NREL PhaseⅥ风力机的风轮为对象,进行了风力机风轮叶片三维绕流的定常粘性数值模拟研究。通过详细对比计算结果与实验数据(包括功率、叶片展向5个截面压力系数分布及沿叶展方向载荷系数分布),确认在大部分风速条件下数值模拟可以很好的预计风力机气动性能。然后分析了计算域尺度、边界条件和湍流模型等对数值模拟结果的影响,为采用CFD技术对实际风力机叶片三维气动性能进行精确数值模拟提供参考。     

考虑尾流效应的风电场优化控制技术研究

针对已建风电场,提出一种考虑尾流效应的风电场优化控制方法,以减少风电场尾流效应,提高风电场整体输出功率。研究机组状态参数变化与输出功率、尾流分布间的量化关系,揭示风电机组状态参数变化与输出功率、尾流分布间的耦合关系;提出尾流与风轮交汇面积的计算方法,建立多台风电机组的尾流叠加模型;以风电场整体输出功率最大为目标函数,轴向诱导因子为优化参数,粒子群算法为优化算法,建立考虑尾流效应的风电场优化控制模型。以丹麦Horns Rev风电场为算例进行计算分析,结果表明:所提出的考虑尾流效应的风电场优化控制方法能够使风电场整体输出功率增加。