采用空气动力学和车辆动力学2种分析方法,建立考虑横风作用的高速列车空气动力学模型,分析不同风速及车速条件下列车所受的气动载荷特性变化规律;建立车辆-轨道耦合动力学模型,对高速列车在不同风速横风和轨道不平顺组合作用下头车、尾车和中间车的蛇行失稳临界速度、蛇行振动极限环幅值、蛇行振动频率、蛇行失稳特征等进行对比分析。结果表明高速列车通过横风区段时产生的气动载荷对其蛇行失稳临界速度有明显影响,头车的蛇行临界速度较无风时明显下降,尾车及中间车的降幅次之;无风与风载工况下车辆的蛇行失稳形式存在本质区别,无风工况下车辆易发生二次蛇行,风载作用下车辆易发生一次蛇行;风载作用下,车辆发生蛇行失稳的最不利工况为较大的等效气动横向力和较大的气动升力共同作用的组合工况;风载和轨道不平顺的持续时间对......

尖端延伸可改变自由剪切层的形成和发展,并对缝翼噪声辐射产生影响。首先,基于30P30N多段翼型及DDES瞬态流场仿真方法,分析该翼型在两种尖端延伸方式下的压力、湍动能及瞬态涡量等参数的分布趋势;其次,利用FW-H积分法分析缝翼的远场噪声声压级与指向性分布特征;最后,基于∇2ρ瞬态流场结构分析方法,研究缝翼尖端延伸对剪切层涡结构的动态演变规律,及其对气动噪声特性的影响。结果表明尖端延伸可有效改变缝翼流场参数分布,其中沿剪切层方向延伸,可减弱缝翼凹腔的湍动能强度,减小气流分离涡的特征尺度,在一定程度上抑制缝翼噪声的辐射(低频段窄带峰值降低约3 dB)。

低频窄带噪声是缝翼噪声的重要组成部分,研究其产生机制是缝翼噪声抑制的重要途径。基于30P-30N多段翼的瞬态流场分析,采用本征正交分解(POD)和动态模态分解(DMD)方法研究缝翼瞬态压力脉动的模态结构特征,获得缝翼瞬态流场主要特征模态以及窄带频率分布;利用经验模态分解(EMD)和互相关分析,保留原始瞬态压力信号的低频特性进行重构,并根据特征点的延迟时间及几何关系确定低频窄带噪声源位置。研究结果表明,低频窄带声源主要集中在特征模态压力脉动较大区域,如缝翼尾缘、剪切层下游及回流区;同时,在非特征模态的缝道及主翼前部区域也存在低频窄带声源,这些区域主要特征为由剪切层撞击壁面引起的缝翼尾缘与主翼前缘之间流场结构的相互作用。

通用气动位置传感器敏感及转换元件涉及电子元器件,无法应用于辐照环境。针对辐照环境下位置传感器的应用问题,提出了一种新型气动位置传感器方案,通过监测对应部位内流场数值变化判断被测件是否达到预设位置。但该方案存在压力响应滞后的问题,导致被测件位置反馈出现滞后现象,因此准确预估滞后响应对传感器的位置补偿并提高位置检测精度至关重要。分析了气动位置传感器的内部流动,建立了压力响应预测模型,通过正交试验揭示了各工程变量对预测模型中系数和响应时间的敏感性,采用仿真对系数进行了进一步拟合。研究结果表明,建立的压力响应预测模型最大响应时间误差在0.01 s以内,当最大速度为100 mm/s时,重复定位误差在1 mm以内,预测模型能满足位置滞后量测量要求。

随着海上风电产业的快速发展,大型浮式风机逐渐从概念设计走向工程应用,但仍面临较大的挑战。一方面,在风、浪等环境载荷的作用下,浮式风机的气动载荷和水动力响应之间存在明显的相互干扰作用;另一方面,风力机大型化使得叶片细、长、薄的特点愈发突出,叶片柔性变形十分显著,这会影响到浮式风机的耦合性能。基于两相流CFD求解器naoe⁃FOAM⁃SJTU,结合弹性致动线模型和等效梁理论,建立了浮式风机气动—水动—气弹性耦合响应计算模型,并对规则波和剪切风作用下Spar型浮式风机的气动—水动—气弹性耦合响应进行了数值模拟分析。结果表明,风力机气动载荷使得叶片挥舞变形十分显著,而叶片的扭转变形会明显降低风力机的气动载荷。此外,风力机气动载荷会增大浮式平台的纵荡位移和纵摇角,同时,浮式平台运动响应会导致风力机气动载荷产生大幅......

浮式风电机组作为一种大型海洋结构物和刚柔旋转体,其运行受到海风-波浪-洋流的组合扰动,服役环境恶劣,多体多场耦合动力学行为极其复杂,严重阻碍浮式风电技术的发展。针对该问题,本文进行了浮体平台运动下浮式风电机组模型的气动特性试验研究。通过六自由度平台控制机组模型不同的纵摇运动模式,进行定常风速下的风洞试验,获得了不同纵摇振幅下的气动性能变化规律。在静态倾斜测试中,功率系数随着纵摇角度的增大而减小,俯仰力矩系数和偏航力矩系数随着纵摇角度的增大而增大。动态测试的结果表明,纵摇状态下的力矩系数存在迟滞效应,且随着振幅的增大,迟滞效应明显增强,其中偏航力矩系数波动为逆时针方向,俯仰力矩波动为顺时针方向。本文揭示了平台纵摇运动对浮式风电机组气动特性的影响规律,对于厘清风-浪-流组合扰动下的气动-......

福特phve冷板检测定位pin是一种小型的短的台阶轴类机器,这种机器广泛应用于汽车配件的检测领域。综合应用了气动、步进电机驱动与控制、PLC、HMI、检测传感等多种控制技术,设计分拣设备控制系统的工作流程、气动回路、PLC控制回路、HMI画面等。经过实验,设计实现了福特phve冷板检测定位pin产品的分拣控制,控制效果良好。

为了改善串联式TBCC (Turbine based combined cycle)排气系统在低压比状态下的工作性能,对有无辅助活门的两种串联式TBCC组合喷管开展了数值模拟,并对含辅助活门的串联式组合喷管进行了实验研究,来探究辅助活门对串联式组合喷管气动性能的影响。结果表明辅助活门结构能够减少主流喷管外壁面的流动分离区范围和内流总压损失,有效地提高了组合喷管内推力。含辅助活门型组合喷管能够引射环境气流,减少引射喷管壁面的回流区范围与底部阻力,从而减少推力损失,提升组合喷管整体性能。提高次流压比或降低主流压比,主流喷管出口处欠膨胀程度降低,声速线往下游方向移动,主流流量减少。提高主流压比或者次流压比都能使辅助活门引射环境气流量增加。辅助活门进气通道距离会影响次流射流与引射喷管的相对位置,距离过小或过大都会造成引射环境气流量......

由于俯仰角的存在,水平轴风力机在运行时可避免叶片与塔筒的碰撞,但这也对风力机气动噪声的产生及传播带来影响。为探究不同俯仰角对风力机气动噪声的影响规律,文章采用大涡模拟(LES)结合声学方程(FW-H)对不同俯仰角下的风力机声场进行数值模拟。模拟结果表明随着俯仰角的增大,风轮输出功率先增大后减小,当风轮处在3°俯仰角时,风力机输出功率最大,能量有一个明显扩散,声压级整体有所上升,气动噪声上升幅度变大;存在俯仰角时,气动噪声沿轴向与展向的传播规律与未俯仰时相似,随着俯仰角的增加,最大声源位置从叶中向叶尖移动;A计权下风轮在3°俯仰角时声压级幅值增幅最小,因此3°俯仰角为最佳俯仰角。

动态失速对直升机旋翼、风力发电机叶片等的气动性能有显著影响。该文利用脉动压力测量方法对NACA0012翼型在高雷诺数、高缩减频率情况下的动态失速气动迟滞效应进行实验研究,研究表明,雷诺数为1.50×106、缩减频率为0.035~0.139的条件下,迎角对应的角加速度和无量纲时间Δτ随缩减频率的变化分别近似服从二次曲线的变化规律和三次曲线的变化规律。实验结果对相关直升机旋翼、风力机叶片等开展高雷诺数、高缩减频率翼型动态实验研究有重要参考意义。