耦合大涡模拟(Large-Eddy Simulation,LES)与致动线方法(Actuator Line Method,ALM),对均匀入流下的水平轴风力机作数值模拟研究,探究三种亚格子(Subgrid-Scale,SGS)模型下风力机的尾流特性。结果表明雷诺应力与湍流切应力在叶尖涡与叶根涡区有明显的最大值与极大值,尾迹随下游位置的变化呈现出逐渐增大的各向同性;平均速度亏损比产生的湍流更持久。不同SGS模型在相同叶尖速比下得到的轴向速度干扰因子和速度环量沿叶片径向分布几乎相同。相同位置处的尾涡由不同强度的涡旋组成,能量较小的涡旋是尾涡组成中的主要部分;尾流发展的过程中,强度较大的涡集中在尾涡中心,强度较小的涡在尾涡外围分布。对于所使用的三种亚格子模型,能预测出相似的尾流效应,亚格子模型的选择对尾流的模拟影响较小;νSGS=0时,求解过程只有数值耗散,仍能获得很好的模拟结果。

以NH1500三叶片上风向型水平轴风力机为研究对象,基于CFD方法分析了风剪切来流下塔影效应对风力机叶片与风轮的气动载荷、空间流场的影响.结果表明对于风剪切条件下有/无塔架的2种模型,叶片表面压力分布的差异主要体现在前缘和吸力面;在1个旋转周期内,有塔模型的载荷波动幅值大于无塔的风轮模型,风轮的载荷波动幅值相对于单支叶片的较小;方位角150°~210°的时域为塔架模型的塔影中心区;塔影效应是导致风力机输出功率周期性波动的主要因素;塔架模型在叶片相位角180°时刻较无塔的风轮模型流场结构更为复杂;当叶片经过塔架时,流动分离点发生偏移,引起塔架两侧速度不对称.该研究结果为进一步研究塔影效应对风力机气动特性和空间流场的影响提供了一定参考.

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...