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偏航角对风力机气动性能的影响被引量：9: 2015年; 偏航工况水平轴风力机存在典型的动态特性,为了提高动态载荷特性的预测精度,该文采用计算流体力学方法(computational fluid dynamics,CFD)研究了MEXICO(model experiments in controlled conditions)风轮在偏航角0、15°、30°、45°工况下的整机气动性能。数值模拟得到的叶片截面压力系数分布、载荷系数随方位角变化规律以及轴向入流时速度分布与试验测量值均吻合较好。当偏航角在30°以内时,采用CFD方法计算的轴向载荷系数的相对误差在±5%以内,切向载荷系数的相对误差在±15%以内;当偏航角达到45°时,轴向载荷系数的相对误差超过±15%,切向载荷系数的相对误差接近±30%,同时偏航运行时速度分布与试验测量相差较大。偏航运行时叶根处的翼型升阻力迟滞特性较叶尖处显著,但叶根处攻角变化范围小于叶尖处。采用动量叶素法进行风力机性能预测时必需充分考虑该特性。该研究为工程预测模型的建立和偏航工况风力机设计运行提供了参考。; 石亚丽左红梅杨华周捍珑沈文忠; 关键词：风力机计算流体力学动态失速

轴流泵非稳定工况下叶轮进口流场试验研究被引量：19: 2011年; 在小流量工况下,由于轴流泵不稳定工况区(马鞍区)的存在,使其稳定运行的范围大大缩小.详细测量了轴流泵能量性能参数,获得了'双马鞍'形的扬程-流量曲线,采用PIV技术对0.73Qd,0.55Qd0,.43Qd及0.33Qd流量工况下的叶轮进口轴面流场进行了二维流速测量.结果表明:小流量工况下,在叶轮进口靠近壁面处存在明显回流,回流区域随流量的减小而增大,同时叶轮进口轴面内湍流强度也随着流量减小而增大;相同工况下,轴向流速的湍流强度低于径向流速的湍流强度,靠近叶轮外壳处的湍流强度大于靠近轮毂处的湍流强度;通过流道壁面上的丝线示踪,显示了随着流量的减小,叶轮进口外壁处的流体由轴向流动向周向流动的演化过程.研究结果表明小流量工况下,轴流泵叶轮进口流场不稳定导致水泵效率偏低,为进一步提高水泵性能提供了参考.; 杨华孙丹丹汤方平张雪峰; 关键词：轴流泵流场小流量

MEXICO风轮的气动性能预测被引量：3: 2013年; 动量叶素法(blade element momentum,BEM)和计算流体力学方法(computational fluid dynamics,CFD)是预测风力机气动性能的常用方法,本文基于商用MATLAB和CFX软件,对MEXICO(Model Experiments In Controlled Conditions)风轮5种风速的轴向入流工况分别采用BEM和CFD方法进行气动性能预测,其中BEM方法计算时采用Shen叶尖修正,CFD方法选用SST紊流模型求解三维雷诺时均方程。研究表明,BEM和CFD方法计算的攻角最大相对误差分别为-0.402、0.099,试验获得的来流攻角沿叶片径向分布基本处于2种方法获得的结果之间,且在叶尖处更接近CFD计算的结果;试验获得的叶片轴向力沿叶片径向分布与2种方法的预测结果基本吻合,BEM和CFD 2种方法计算的轴向力最大相对误差分别为-0.139、-0.096,当叶片进入失速状态后,BEM方法计算的切向力最大相对误差达到-0.471,表明BEM方法的预测精度有待进一步提高,研究成果可为工程模型的修正与开发提供参考。; 洪泽东杨华徐浩然沈文忠; 关键词：风机气动载荷计算流体力学攻角

偏航角对风力机气动性能的影响: 采用CFD方法研究了MEXICO(Model Experiments in Controlled Conditions)风轮在偏航0°、15°、30°、45°工况下的整机气动性能。分析了不同偏航角对风力机叶片断面压力系数...; 石亚丽杨华周捍珑沈文忠; 关键词：计算流体力学动态失速; 文献传递

面元法预测水平轴风力机气动性能: 本文采用速度势面元法,基于螺旋桨的尾涡模型提出了适用于风力机的幂指数膨胀尾涡模型,编写了风力机气动性能的面元法预测程序。以直径为4.5m的三叶水平轴MEXICO风轮为计算模型,研究了面元网格数对气动性能预测精度的影响,研...; 周捍珑杨华李壮石亚丽汤方平; 关键词：风力机面元法尾涡模型 CFD; 文献传递

4.5m直径风力机模型气动实验方法被引量：5: 2012年; MEXICO(model experiment in controlled conditions)实验是由欧盟资助的一项大型风力机实验.作者对该风力机旋转叶片表面压力和三维PIV(particle image velocimetry)流场测量方法进行详细介绍,给出了无偏航工况下叶片上5个测试断面的表面压力系数分布,并计算得到该工况下叶轮所受轴向力和切向力,其结果与叶素动量法获得的计算结果吻合很好.将偏航工况风轮上、下游的三维流场测量数据与促动线方法的计算结果进行对比分析,两者流场变化趋势一致,实验结果可靠.; 杨华徐浩然沈文忠刘超石亚丽; 关键词：风力机

叶轮进口挡板改善轴流泵非稳定工况性能研究被引量：15: 2012年; 轴流泵在不稳定区(马鞍区)运行时,叶轮进口存在回流区,水泵效率低、机组振动加剧,严重时将造成机组结构破坏。在轴流泵叶轮进口设置5种挡板方案,采用商用软件ANSYS CFX,分别对不同的挡板方案进行了三维不可压湍流数值模拟。计算结果表明,挡板与叶轮进口的距离是影响小流量工况水泵性能的主要因素,其中方案3为最佳方案。叶轮进口的轴面流场表明,挡板能抑制小流量工况水泵进口处的回流,降低叶片吸力面的压力,增加叶片的升力,从而有效地提高小流量工况的水泵运行效率。; 杨华孙丹丹汤方平刘超; 关键词：轴流泵数值模拟

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国际科技合作与交流专项项目(2010DFA64660)