对圆角弧边三角形双塔建筑在串列布置时的气动力进行了风洞试验研究,分析了不同排布方式和相对间距对受扰建筑层阻力系数、层升力系数以及基底弯矩系数功率谱密度的影响。试验结果表明平均层阻力和升力系数的干扰效应主要表现为遮挡效应,当施扰建筑弧面迎风时相对更强;平均层阻力系数随间距比减小而减小,当双塔均关于来流方向对称时,平均层升力系数接近0,此时间距影响很小;顶部绕流会减弱遮挡作用,使得顶部附近的平均和脉动层风力系数相对增大;施扰建筑弧面迎风时脱落在尾流的漩涡将显著影响受扰建筑,大幅增强小间距比时受扰建筑的脉动风荷载,并使其横风向基底弯矩系数功率谱的峰值频率受控于尾流漩涡脱落频率。

随着社会的不断进步发展,自动化机器逐渐代替人工成为工业领域生产制造的基石。针对水壶内壁的清洁工作,设计了电热水壶自动吹水机通过气动驱动装置控制,利用空气压缩机压缩空气经过储气罐稳压后,将气体由气缸控制输送到水壶内壁吹干液体。电热水壶共需要四步工序,由传送带、气缸、PLC控制模块、光电开关检测等装置共同完成流水线作业。设计出的吹水机实现了工业自动化的流水线,有效地节约了人力资源,减少了工人的劳动强度,提高了生产效率。

随着风电产业向深远海发展,浮式风机已经成为海上风机未来的发展趋势。由于复杂的风浪联合环境载荷作用,浮式风机作业时通常会产生大幅度的运动响应,这一方面会使得浮式风机系统受到的水动力载荷更加复杂,另一方面会影响浮式风机的输出功率。因此,如何有效地抑制浮式风机系统的运动响应就成为了设计的关键。基于非稳态致动线模型和两相流求解器naoeFOAM-SJTU,进行了带垂荡板的浮式风机耦合性能研究。首先在OC3-Hywind Spar平台上附加垂荡板,并结合NREL-5 MW风力机建立带垂荡板的浮式风机模型。其次对比不同形状的垂荡板对Spar-5 MW型浮式风机气动—水动耦合结果,分析相同风浪联合作用条件下垂荡板形状对浮式风机耦合响应的影响。研究结果表明垂荡板能够减小纵荡和垂荡等运动响应幅值,但是对纵摇运动响应影响较小;当垂荡板直径和吃水位置相......

通过合理布局7台涡喷发动机,得到飞行平台的最大推重比,完成涡喷飞行器的结构设计。对飞行器三维结构简化,利用ICEM CFD进行非结构网格划分,通过Fluent对飞行器整机前飞和垂直飞2种飞行模式分别进行仿真分析,得到相应的速度矢量图和压力分布云图以及阻力系数。结合仿真结果对整机进行结构优化,对优化后的结构进行气动特性分析验证了优化的合理性。优化后的计算结果表明,飞行平台向前飞行时的气动阻力系数降低了43%,整机的气动干扰较小,符合设计要求。

研究升力型垂直轴风机叶片的覆冰特性,为风机的防冰、除冰系统研发提供帮助。文章对垂直轴风机叶片的雾凇覆冰物理过程进行了分析,建立了风机叶片覆冰的数值计算模型。通过SST k-ω湍流模型求解旋转叶片周围的空气流场,利用拉格朗日法获得过冷却水滴的运动轨迹及碰撞情况,结合覆冰时间推进法得到叶片表面的覆冰形貌,并通过流场计算分析覆冰对风机气动性能的影响。利用该计算模型研究了不同叶片翼型、叶片数量以及叶尖速比λ对垂直轴风机叶片覆冰的影响。结果表明当风机的λ增大时,风机叶片表面的覆冰更多的向叶片前缘尖端区域集中,叶片后缘的覆冰量减少;在同一覆冰条件下,不同叶片翼型、叶片数量和λ对垂直轴风机的整体覆冰量、单个叶片的覆冰量以及叶片表面的最大覆冰厚度均产生重要影响;不同叶片翼型、叶片数量和λ的风机的静......

在纯气动回路设计中,对于气缸数少的回路,用经验法、状态图法设计,简单直观。但消除障碍信号过程较为繁琐、易错,特别在气缸数比较多的时候更为明显。对于多气缸回路,文章基于串级级法设计理念,结合具体案例设计,介绍纯气动回路设计法,可完成较复杂的纯气动回路设计。

磁浮飞行风洞是一种“体动风静”的新概念空气动力试验设备。模型在长直线密闭管道中高速运动过程的气动特性复杂,会对周围流场产生强烈的扰动,涉及到波系传播和气动与结构之间的单向耦合问题。本文从气动结构耦合仿真的角度,对磁浮飞行风洞试验过程中模型高速运动所产生的非定常气动特性进行了分析和评估,基于一种新型时空守恒元和解元(CE/SE)方法耦合求解了管道内模型周围的三维可压缩流场变化,获得了模型高速运动过程的气动力参数变化、波系传播特性及管道内压力分布,并开展了多孔介质消波材料参数仿真设计分析,为磁浮飞行风洞消波措施设计等提供支撑。

为了增强等离子体激励器的扰动能力、提升等离子体气动激励的控制效果,采用高压探针、烟流显示和PIV流场测试等多种研究手段,开展了磁场加速等离子体激励器特性研究,获得了激励器不同时刻的放电图像,分析了磁场强度对激励器电学特性与诱导流场特性的影响规律.结果表明,(1)放电等离子体的定向运动速度与磁场强度成正比,磁加速等离子体的最大移动速度达到了6 m/s;(2)通过对不同剖面的诱导流场进行研究发现,磁场加速等离子体激励器能够在近壁区产生一系列涡结构.此外,该诱导流场具有显著的三维特征与非定常特性.研究结果为开展基于磁加速等离子体气动激励的流动控制奠定了基础.

风力机长期运行状态下易出现翼型表面粗糙度增大的情况,对其气动性能产生一定影响。为了探究粗糙壁面对翼型气动特性的影响,基于壁面函数分布律修正实现粗糙壁面条件计算,通过CFD数值计算方法,针对壁面光滑条件及粗糙条件进行翼型气动特性计算。结果表明,与壁面光滑条件相比,粗糙条件下翼型升力系数降低,失速攻角提前,阻力系数增大,升阻比大幅下降,最优攻角提前,翼型气动性能整体下降。

离心压气机在长期的工作情况下,由于冲蚀磨损的缘故,其表面粗糙度会发生变化,对压气机气动性能也会造成一定影响,为了探究粗糙度对离心压气机气动性能的综合影响,采用CFX商用软件对某离心压气机进行数值模拟研究。结果表明粗糙度的增大会缩小离心压气机的稳定工作范围,使压气机流量堵塞点提前到达;离心压气机气动性能对叶片表面粗糙度的变化最敏感;叶片表面整体粗糙度对压气机效率的衰减作用在数值上比各个局部粗糙度带来的效率衰减作用之和更小。该研究结果对压气机表面的制造抛光和维护清洗带来一定的参考价值。