一种汽轮机动叶片汽道型线尺寸偏差与静频率变化关系研究

用数值计算方法和实物实验的方法相结合,研究了某汽轮机动叶片汽道型线几何尺寸偏差与静频率的变化关系,为生产过程几何控制提供参考和指导。     

用壳梁组合结构有限元法计算拉筋扭曲叶片组的振动特性

提出用壳梁组合结构有限元法计算扇形扭曲叶片组的固有频率和模态。对扭曲叶片采用8节点超参数壳体单元,对拉筋则用空间梁单元,讨论了壳梁这两类单元的对接方法。为提高计算精度和计算叶片组动频率,把叶片组振动作为物理线性、几何非线性的力学问题来处理,并考虑了组内叶片为扇形排列的几何特点。     

汽轮机叶片设计和几何成型方法综述

分析了汽轮机叶片型线设计的初参数特性以及它们对气动和强度影响 ,并给出叶片设计基本原则和几何成型方法     

高压比跨音速离心叶轮的三维叶片型线优化

应用Fine／Design3D软件,采用CFD方法对某一高压比跨音速离心叶轮进行三维叶片型线优化设计,优化结果是效率提高了1．05％,压比和流量也都得到了提高。从几何变化分析,相对于根部、中径截面叶片型线,叶片顶部型线优化是提高跨音速离心叶轮效率的有效措施。     

汽轮机叶片设计和内何成型方法综述

分析了汽轮机叶片型线设计的初参数特性以及对气动和强度影响，并给出叶片设计基本原则和几何成型方法。     

风力机弧形叶片参数化及气弹特性分析研究北大核心CSCD

为了满足自适应叶片的发展,文章提出了一种弧形叶片的参数化方法。该方法基于微分几何曲线理论,结合Bézier曲线和直叶片的参数化方法,达到了由控制点来控制弧形叶片几何外形的目的。基于弧形叶片的特点,将二维叶素理论转换到弧形叶片的截面上,并进行气动载荷计算,从而改进了叶素动量理论(BEM)。以NREL5MW风力机叶片为基准叶片,通过控制空间参考线控制向量可以得到具有预弯/扫掠特性的弧形叶片。结合改进的BEM理论和气动弹性理论,研究了该弧形叶片与参考叶片的气弹特性。研究结果表明:相比常规叶片,具有预弯/扫掠特性的弧形叶片能够有效地降低叶片的疲劳载荷和变桨载荷。该结果为设计具有减载功能的自适应叶片提供了一种可行的思路。     

随机参数汽轮机叶片频率的随机有限元分析

汽轮机叶片的材料特性、结构参数以及汽轮机转速都存在随机性,从而导致叶片的频率存在分散性,随机有限元方法可以考虑叶片参数的随机性,并得到频率的随机特征.将叶片的材料特性和结构参数处理为随机参数,基于随机变分原理推导了旋转叶片的随机有限元方程,建立了质量矩阵、线弹性刚度矩阵、几何刚度矩阵、动力刚度矩阵的均值和一阶变异矩阵,给出了固有频率均值、协方差和变异系数的计算方法.最后对432叶片的静动频率进行了随机有限元分析,定量给出了叶片参数随机变异导致频率的变异程度,为高可靠性叶片设计提供了分析工具.     

叶片设计优化中智能主模型技术的研究

以汽轮机叶片设计优化为对象,研究叶片设计优化中智能主模型技术及其内涵,采用参数化形状控制模型、设计知识描述模型、型线数据库、仿真分析模型以及特征/几何混合模型等表示叶片智能主模型,并基于叶片智能主模型,提出了叶片综合设计优化技术的实现途径.     

一种离心压缩机叶片优化设计方法

针对叶轮机械数值优化过程中常常需要大量耗时的CFD计算,发展了一种基于近似模型的优化设计方法.该方法的核心是一个用于建立样本点几何信息与其性能之间的近似模型的样本数据库.将该优化方法应用于某离心压缩机叶片优化设计,以极大化等熵效率为目标函数,在保证流量和总压比不减小的情况下,优化后叶轮的等熵效率提高了2.7%,优化后的叶片型线变得更平直,且顶部型线变化较根部明显.     

大尺度风轮高精度CFD缩比模型构建及其分析

针对大功率风电机组气动分析过程中叶素动量（BEM）理论计算精度不高、三维计算流体力学（CFD）仿真分析计算时间长的问题，以某5 MW风电叶片翼型数据为参考，分析不同风轮尺度下BEM与CFD的计算精度和效率；基于几何相似、运动相似和动力相似理论，推导缩比模型与原型之间的几何、运动、力学参数的比例关系，比较不同几何比例尺下风电叶片的气动性能；以几何比例尺为参考，建立大尺度风轮高精度缩比模型，分析多种工况下缩比模型CFD仿真的计算精度与效率。研究结果表明：风轮尺度越大，CFD与BEM分析的结果相对差值越大，多种工况下大尺度风轮缩比模型气动性能基本与原型保持一致，但计算效率获得大幅提升。     

Decoupled aerodynamic and structural design of wind turbine adaptive blades

This paper presents a method for decoupled design of bend-twist adaptive blades (BTABs) in which the aerodynamic and structural designs take place separately. In this approach the induced twist is considered as an aerodynamic design parameter, whilst its dependency on the structural characteristics of the blade is taken into account by imposing a proper constraint on the structure design. The main advantage of this method is the significant reduction in evaluation time by replacing a finite element analysis (FEA)-based coupled-aero-structure (CAS) simulation in the aerodynamic objective evaluation by a non-FEA-based CAS simulation. Through a re-design case study an ordinary blade has been converted to a BTAB and the efficiency of the method in performing decoupled design of BTABs has been illustrated.     

Application of combined analytical/FEA coupled aero-structure simulation in design of wind turbine adaptive blades

This paper demonstrates the application of combined analytical/FEA coupled aero-structure simulation in design of bend-twist adaptive blades. A genetic algorithm based design tool, in which the power curve is predicted through a combined coupled aero-structure simulation, has been developed. A bend-twist adaptive blade has been designed to be used on the rotor of a constant speed stall regulated wind turbine. The bend-twist adaptive blade is assumed to be made out of anisotropic composite materials. The designed blade has the same aerofoil and chord distribution as the original blade used on the wind turbine, but with a different pre-twist distribution. The simulated results show a significant improvement in the average power of the studied stall regulated wind turbine when employing the designed adaptive blades.     

燃气轮机叶片叶根齿形车刀设计计算

就燃气轮机叶片叶根齿形加工及所用车刀刀齿型线的修正计算做了详细论述。     

汽轮机自带菱形叶冠的静叶片的设计

总结出一套较为完善，准确的用二维制图设计汽轮机自带菱形冠静叶片的方法。并从设计原理到实际操作进行详细论述。     

新型整圈自锁围带调节级叶片设计

介绍了新型整圈自锁围带调节级叶片的设计方法,通过分析3个主要参数β、δ和θ对叶片和轮缘的强度影响,得到最优值.装配完成后在高速动平衡机上做低速、高速和超速动平衡试验,达到了整圈围带自锁效果,满足设计要求.     

基于谐波平衡法的汽轮机末级叶片气动阻尼计算

采用谐波平衡法分析了汽轮机低压缸末级动叶自由形式和围带形式的颤振特性,获得了不同叶间相位角下的气动阻尼。研究发现:在设计工况下自由叶片叶间相位角在-30°～-150°时气动阻尼为负,叶片处于易发生颤振状态;当考虑围带时,叶片气弹稳定性发生了显著变化,在全行波域均处于稳定状态;由于振型、振幅的分布变化,围带叶片压力侧振动引起的压力扰动相位不再随叶间相位角发生明显改变,使得原本自由叶片上的气弹稳定性规律被破坏。     

耦合末级叶片的汽轮机排汽缸气动数值模拟

为研究末级叶片出口流场径向的不均匀性对排汽缸气动性能的影响,基于稳态的三维N—S方程、能量方程以及连续性方程,采用商业CFD软件进行了排汽缸气动性能的数值模拟计算．结果表明：耦合末级叶片的数值模拟计算结果更接近真实值;动叶叶顶漏气射流对排汽缸内的流动结构有很大影响,使得计算得出的静压恢复系数有所增加;叶片叶顶漏气影响不可忽略,在今后的排汽缸气动设计及优化工作中需要考虑末级叶片的影响;排汽缸进口条件对于其气动性能有着决定性的影响．     

叶片水蚀危险性的分析计算

末级长叶片的水蚀是汽轮机正常运行过程中的常见现象。分析了叶片水蚀形成的原因,给出了叶片水蚀危险性的计算及评估方法。     

On the role of surface roughness in the aerodynamic performance and energy conversion of horizontal wind turbine blades: a review

Renewable energy is one of the main pillars of sustainable development, especially in developing economies. Increasing energy demand and the limitation of fossil fuel reserves make the use of renewable energy essential for sustainable development. Wind energy is considered to be one of the most important resources of renewable energy. In North African countries, such as Egypt, wind energy has an enormous potential; however, it faces quite a number of technical challenges related to the performance of wind turbines in the Saharan environment. Seasonal sand storms affect the performance of wind turbines in many ways, one of which is increasing the wind turbine aerodynamic resistance through the increase of blade surface roughness. The power loss because of blade surface deterioration is significant in wind turbines. The surface roughness of wind turbine blades deteriorates because of several environmental conditions such as ice or sand. This paper is the first review on the topic of surface roughness effects on the performance of horizontal‐axis wind turbines. The review covers the numerical simulation and experimental studies as well as discussing the present research trends to develop a roadmap for better understanding and improvement of wind turbine performance in deleterious environments. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

近零冲角下环型压气机叶栅的弯曲叶片表面静压的研究

在环型扩压叶栅实验风洞上对近零冲角进口流场畸变下的常规直叶栅、正倾斜叶栅、正弯曲叶栅、S型叶栅进行了叶片表面静压测量，分析了不同的弯曲叶片对表面静压分布的影响。结果表明正弯曲叶片、正倾斜叶片和S型叶片可以提高根部静压．减小了低能流体在轮毂区的堆积，流场结构大为改善，轮毂区的气流分离和堵塞减轻，提高了扩压能力，降低轮毂区的端壁损失。