为研究湍流强度对机组动力学特性及气动载荷的影响,以3.3 MW三叶片水平轴风电机组为研究对象,采用仿真及试验相结合的方法,并对来流风速和主导载荷进行功率谱分析。通过开展4种湍流强度0.10、0.12、0.14和0.16的计算仿真,结果表明随着湍流强度的增加,风电机组机舱振动加速度、载荷及等效疲劳载荷都有规律性变化。为验证仿真结果的合理性,对某风场的型式测试机组进行1a多的数据测试采集和分析。测试结果表明,机组运行在0.06、0.08、0.10和0.12这4种不同湍流强度下,其机组在不同风速运行下的机组振动及载荷同样出现有规律性的变化,仿真与实测结果的变化趋势吻合度较高。该研究为风电场风电机组的微观选址提供依据,也对风电机组设计有一定的指导意义。

针对风力机叶片的气动噪声问题,耦合风力机叶素动量理论与翼型气动噪声BPM模型,计算了某3 MW风力机叶片的气动噪声;同时,采用NSGA-II算法,以叶片的弦长和扭角分布变化为优化变量,将风力机年发电量最大、叶片气动噪声声压级最小作为优化目标,对该风力机叶片进行了低噪声外形优化设计。结果显示:BPM模型计算结果与实验测量值吻合较好;风力机年发电量和叶片气动噪声两优化目标之间存在相互制约的关系,当风力机年发电量增大时,叶片的气动噪声也会随

为了满足第四代核电系统铅铋(LBE)快堆模块化的结构要求,其主循环泵常采用轴流式结构,掌握铅铋介质在轴流式核主泵内的流动特性是铅铋快堆设计的关键性问题之一。但是目前泵的理论设计与实验都是以清水介质为前提,当实际应用在LBE介质下时,必然会导致泵的内外特性与设计目标和实验状态出现明显差异。通过计算流体力学(CFD)方法采用SST k-ω湍流模型对铅铋介质和清水介质进行瞬态数值计算,分析额定工况下两种介质在叶轮和导叶计算域的能量变化及

以核主泵为研究对象,对不同导叶叶片数、不同导叶厚度以及不同导叶圆周旋转角时的核主泵进行数值模拟.研究不同变量下导叶出口液流的速度环量变化,从而分析不同变量对核主泵内外特性的影响.研究结果表明在设计工况下,在只改变导叶叶片数、导叶叶片厚度、导叶圆周旋转角中某一个参数,其他设计参数均不变时,导叶叶片数为18、导叶叶片厚度为原厚度、导叶圆周旋转角为8°时,泵的扬程、效率最高,导叶流道以及压水室内流场分布更加均匀;而导叶叶片数为16、导叶叶片厚度均匀增厚1.5倍、导叶圆周旋转角为16°时,导叶的消除液流速度环量的能力较强,导叶内的水力损失也较小.说明导叶出口液流的速度环量并不是越小越好,存在使得泵性能最佳的最优导叶出口液流速度环量.最优的导叶出口液流速度环量能够使液体在流动时更好地贴近壁面,防止形成脱流

为了提高风力机翼型特性模拟的准确性，采用数值求解N-S方程的方法，对NACA0015翼型的气动性能进行了数值模拟．考虑不同湍流模型、不同的计算格式、不同近壁面处理方法对风力机翼型特性模拟有着不同影响，数值模拟中应用3种不同湍流模型和3种不同的计算格式，同时配合6种不同近壁面处理方法，并将计算结果与实验结果进行对比。结果表明，在边界层内布置合适的网格点，采用k—ωSST湍流模型数值模拟，可使NACA0015翼型阻力系数的计算精度明显提高。

雷诺数是影响翼型气动特性的主要参数之，当雷诺数在5×10^5—1×10^7范围内变化时，基于N-S控制方程，对S827翼型在攻角α为-14°—45°范围内变化时的气动特性进行数值计算，研究了雷诺数对该翼型的升力特性、阻力特性、最大升力系数、最大升阻比、流动分离特性、失速特性等气动特性的影响。

以某混流泵为对象,基于FLUENT软件,建立相对坐标系下的时均连续方程及N-S方程,并采用RNG k-ε模型、非结构四面体网格和SIMPLEC算法对该混流泵内部三维流动进行数值模拟。在分析网格无关性的基础上,并在叶轮与导叶体之间不同距离的情况下分别模拟了其在静态时的水阻系数和在动态时的性能参数,结果表明：在特殊环境下,当混流泵的叶轮与导叶体之间的距离为0.45 b2时水阻系数最低、效率最高,可达到静态低阻、动态高效的性能要求。

为了降低多级泵导叶所受径向力,提高多级泵运行时的稳定性,采用SSTk-ω湍流模型对某多级离心泵末级导叶出口有压盖和无压盖两种情况分别进行全流道非稳态数值模拟,分析出口压盖对末级导叶非定常压力回收与总压损失、末级导叶叶片受力及作用在末级导叶上的径向力特性的影响。研究结果表明,数值模拟扬程预测结果与试验结果较吻合;由于动静干涉作用影响,末级导叶内总压损失、静压回收及作用在末级导叶上的径向力呈现周期性波动;当出口有压盖时,总压损失和静压回收波动明显减弱,末级导叶叶片合力矩较小,作用在末级导叶上的径向力和脉动幅值也减小,说明出口压盖可以减弱叶轮对导叶动静干涉的影响,改善作用在末级导叶上的径向力。