端板对Savonius风力机启动性能的影响

为探究端板对Savonius风力机启动性能的影响,利用数值模拟和风洞试验相结合的方法对比研究了端板对两叶片、三叶片Savonius风力机在不同风速下的静态启动性能,并对流场进行了分析.结果表明:对于两叶片Savonius风力机,有端板风力机较无端板风力机平均启动力矩提升了85.4%(u=8 m/s),且反向启动力矩小,但无端板风力机启动力矩波动范围较有端板风力机小;对于三叶片Savonius风力机,有端板风力机较无端板风力机平均启动力矩提升了17.9%(u=8 m/s),但有端板风力机存在反向力矩,无端板风力机较有端板风力机整体力矩波动范围小且无反向启动力矩;端板的存在改变了叶片端部的流动情况和压力分布,叶片个数不同影响规律也不同.研究结果可以为Savonius风力机的结构设计提供参考.

刚体动量矩和动能的一般表示

本文研究了刚体作平面运动时,选择任意一点作为基点,写出刚体对该点的动量矩和刚体动能的一般表达式。同时,针对复杂的多体问题,将动能的一般形式推广到广义质量和广义速度乘积的矩阵形式,通过多体系统的第一个刚体,递归生成多个铰接的刚体的广义速度,并利用动能的矩阵形式来给出多体系统的动能。通过比较以质心为基点和采用矩阵形式两种计算动能的过程,说明了可以应用矩阵形式统一给出多个刚体系统的动能表达式。

组合型垂直轴风力机气动特性的模拟计算与实验研究

为改善直线翼垂直轴风力机在低风速下的起动性,设计一种以Savonius风轮作为起动机与直线翼垂直轴风力机相组合构成的组合型垂直轴风力机。首先采用空气动力学原理和风洞实验经验结果设计开发垂直轴风力机空气动力特性计算软件,并进行风力机性能模拟计算,然后利用风洞实验测试组合型风力机和单独型直线翼垂直轴风力机的力矩和功率特性。将实验结果与采用气动模拟计算出的风力机气动特性结果进行对比分析,结果表明组合型风力机可在较低风速起动,可改善直线翼风力机起动特性,且最大功率系数有一定提高。但在高风速下,在风速大于8.0m/s时,组合型风力机的功率特性开始降低,特别是10.4m/s以后,阻力风轮对风力机的功率输出产生一定影响。

具有升阻复合启动结构垂直轴风力机气动特性数值模拟

提出利用升阻复合启动结构来改善直线翼垂直轴风力机气动特性,该启动结构由半椭圆形阻力叶片和升力小翼构成。基于RNG k-ε模型,对纯升力型、升阻复合型和新型复合风力机的气动特性进行二维数值研究,并进行对比分析。研究表明：增加小翼后,新型复合风力机的最大力矩系数较升阻复合型风力机提升25%,最大功率系数提升46%;静态启动力矩较升阻复合型提升11.2%,较纯升力型提升294%;小翼可削弱内置阻力叶片对升力叶片的不利影响。

寒冷地区风能资源测量与风力发电可行性分析

利用适用于寒冷地区的超声波式风速风向测量系统,采集了东北农业大学校园内2009年全年的风能资源数据。采用风资源评估理论对风资源进行了分析,确立了在寒冷地区进行风能资源调查的方法。通过计算年平均风速和风向、风速频率、风功率密度等参数,并估算风力机的年发电量及设备利用率,论证了风力发电的可行性。研究为地处寒冷地区的农业大省减少能源的消耗量,减轻环境污染,促进农业循环发展,进行可再生资源综合利用提供了依据。

中医抗衰老研究进展

衰老是大自然的客观法则,但通过医学手段可以获得很好的抗衰老效果。中医通过对衰老的病因病机进行分析总结,经过辨证,使用单味中药及复方,针灸,按摩,拔罐,穴位埋线及注射,气功,导引等方法进行治疗,可以改善以及延缓衰老带来的形态外貌和内脏系统所表现出的症状,以达到改善衰老状态,延缓衰老的目的。

现代近红外光谱分析技术及其应用

本文简述了现代近红外光谱分析技术的发展历史、主要技术特点、工作原理及其仪器的分类,介绍了这一分析技术定性和定量的应用过程,同时对它在食品工业、农业、化工、纺织、化妆品及药品分析中的应用也进行了简单介绍。

计算机辅助在大学物理实验教学中应用的思考

当前在高等教育中需要引入计算机这一先进的教学方法提高学生的主观能动性和学习积极性,本文通过探讨利用多媒体课件充实和改善教学内容以及利用计算机建立实验辅助测量系统,论证了如何辩证地看待计算机辅助在大学物理实验教学的作用。

高校研究生会工作中的问题与发展对策研究

研究生会是高校多重学生组织中的重要组成部分,然而,因为研究生与本科生的多方面差异,研究生会在工作开展中存在较多问题。当前,研究生会在研究生中的影响力远低于本科学生会在本科生中的影响力。但随着研究生入学人数逐年递增,研究生会正在逐渐彰显自身的影响力,同时也有新的亟待解决的问题不断产生。如何对研究生会进行有效的管理,使其发挥应有的作用,使其在研究生中提高影响力,真正的为广大研究生带来帮助是一个重要的课题。

试论农业工程类研究生培养的中外对比与改革

文章分析了中外农业工程类研究生培养的差异,主要从招生录取工作、培养目标、教学管理方法、教育教学方法、实践教学体系改革等方面提出了适合我国国情,符合我国现代农业工程技术需求的研究生创新培养改革对策。

直线翼垂直轴风力机气动特性研究综述

直线翼垂直轴风力机是当前升力型垂直轴风力机的典型代表,凭借着无需对风、结构简单、造型独特等优点在中小型风能利用领域受到越来越多的关注。但由于其气动特性复杂,且研究时间相对较短,尚有许多问题需要研究,还有很广阔的发展空间。本文以直线翼垂直轴风力机的气动特性研究为对象,介绍了风力机气动特性研究历程、研究现状、主要工作原理,及气动特性分析理论、常用的研究方法,尤其是对如何改善直线翼垂直轴风力机在低风速下的起动特性问题和高转速下的气动特性发挥问题的国内外研究进展进行了分析和总结,并对今后的研究趋势进行了展望。

组合型垂直轴风力机结合角度对起动性的影响

与Savonius风轮组合使用是改善直线翼垂直轴风力机起动性的重要方法,而二者的结合角度对组合型垂直轴风力机的起动性有很大影响。首先,设计了采用FX63-145和NACA0018翼型的直线翼垂直轴风力机和Savonius风轮,利用风洞试验测试并分析了各自的起动性。然后,分别将Savonius风轮的最佳起动区域与两种直线翼垂直风力机的最差起动区域和最佳起动区域进行组合,测试了在这4种不同组合方式下的组合型垂直轴风力机的起动性。结果表明:对于采用对称翼型的直线翼垂直轴风力机,将直线翼垂直轴风力机的最佳起动区域与Savonius风轮的最佳起动区域结合的方法可以更好地提高组合型垂直轴风力机的起动性。而对于采用非对称翼型的直线翼垂直轴风力机,两种组合方式各有优缺点。

小型垂直轴风力机叶片结冰风洞试验与数值计算

利用风洞试验和数值模拟相结合的手段,研究了小型垂直轴风力机叶片在旋转状态下的结冰特性以及结冰后翼型与风力机的气动特性变化,以期为建立较复杂的大型水平轴风力机叶片旋转试验系统和研究其结冰机理、防除冰技术提供参考。试验在东北农业大学自行设计的利用自然低温的结冰风洞中进行,获得了采用NACA0018翼型的小型2叶片垂直轴风力机风轮在5种尖速比下的结冰分布:风力机叶片结冰遍布叶片整个表面,随着尖速比的增大,结冰形状出现不对称性。同时,数值模拟结果表明:叶片结冰后,随着尖速比的增加和结冰量的增多,升力系数降低阻力系数增大的趋势明显,风力机的功率系数也随之下降。分析发现,叶片结冰导致不同旋转角下叶片翼型周围的压力场和速度场发生了不同程度的变化,从而气动特性发生变化,影响了风力机性能。

叶片后加小翼垂直轴风力机气动特性数值模拟

为改善直线翼垂直轴风力机叶片周围流场特性,在叶片后部加设辅助小翼调整叶片尾流流场,利用数值模拟方法研究该风力机气动特性。以NACA0018翼型2叶片风力机为对象,辅助小翼与主叶片在同一在旋转圆周上,通过改变小翼与主叶片弦长比和安装角调整小翼与主叶片位置。结果表明,小翼尺度与安装位置对直线翼垂直轴风力机气动特性影响较大,在低尖速比时辅助小翼可改善叶片尾流流场,提高风力机气动特性,功率系数在尖速比从0到获得最大功率系数之前均较不带小翼风力机有不同程度提高,当辅助小翼弦长比为0.4,相对夹角为14°时,对主叶片周围流场改善效果最显著,风力机获得最大功率系数尖速比提前至2.2附近。

利用自然低温的风力机结冰风洞实验系统设计

为研究风力机叶片的结冰特性与防除冰方法,设计了一种简便、低成本的结冰风洞实验系统。利用北方冬季的自然低温条件,将常规的开口射流风洞加以改造,安装水雾喷射系统和结冰测试段以提供结冰环境条件。在冬季进行了结冰验证实验,对结冰风洞的3个主要参数:温度稳定性、液态水含量和过冷水滴平均直径进行了测试和标定。结果表明,在环境温度相对稳定的冬季时间段内,主要指标可在一定程度上满足风力机结冰实验要求。

绕轴旋转翼型结冰分布的结冰风洞试验研究

为研究风力机叶片翼型在旋转状态下的结冰分布规律,本文基于利用自然低温的结冰风洞试验系统,对NACA0018翼型和S809翼型进行了绕轴旋转叶片结冰风洞试验,建立了不规则冰形评价方法,对比分析了转速、结冰时间、翼型等参数对叶片翼型结冰分布的影响。试验结果表明:本试验系统具有较好的可重复性,可适用于旋转叶片翼型结冰特性研究;转速对叶片翼型结冰形式影响显著,而结冰时间对其影响不大,但会使结冰量增加;对称翼型与非对称翼型间结冰存在较明显区别,非对称翼型结冰会出现前缘结冰和尾缘结冰同时存在的情况。对于各结冰特征量,无因次结冰面积及无因次结冰驻点厚度随结冰时间增加呈线性增长,但其他特征量随时间变化较小;转速对各结冰特征量有显著影响;对于非对称翼型在一定工况下会出现两个结冰区域,需要增加额外的特征量来描述结冰特征。

圆台型聚风罩对垂直轴风力机起动性的影响

为提高直线翼垂直轴风力机自起动性能,设计可安装在风轮上下两端圆台型聚风罩,收集更大面积来流提高来流风速。针对聚风罩高度、倾角及距风轮距离等主要结构参数作二次正交旋转组合设计,利用三维数值模拟方法计算不同聚风罩结构参数条件下风力机起动力矩,对比分析优化聚风罩结构参数,可有效提升风力机起动力矩。通过分析聚风罩与风轮间流场变化,揭示聚风罩对风力机起动力矩影响机理。

叶片尾缘加弯板垂直轴风力机转矩特性数值模拟

文章提出一种在叶片尾缘加装弯板改善直线翼垂直轴风力机叶片周围流场,提高风力机转矩特性的方法。选取NACA0024和NACA0012两种直线翼垂直轴风力机常用翼型,利用数值模拟计算包括不加装弯板在内具有7种弯板长度2叶片直线翼垂直轴风力机输出转矩特性和静态起动转矩特性。结果表明,在NACA系列对称翼型尾缘加弯板叶片可在一定程度上改善直线翼垂直轴风力机输出转矩特性和静态起动特性。叶片尾缘加装弯板后可在某些旋转角下改变叶片上下表面压力分布,减少涡旋和流动分离产生,提高叶片气动特性,改善风力机转矩特性。研究发现,弯板长度为弦长40%风力机转矩特性改善效果最好,最大输出转矩系数较无弯板风力机提高17%,静态平均起动转矩提高26.4%。

直线翼垂直轴风力机静态叶片结冰的观测与分析

设计制作了采用NACA0015翼型的直线翼垂直轴风力机叶片,安装于寒冷地区的室外。冬季,对雨雪等在静止叶片表面的附着情况进行了现场观测。将获得到的叶片表面结霜和结冰(霜状冰和瘤状冰)的观测结果与温度、湿度、风速和风向等气象条件进行了对比分析,研究了静止叶片表面结霜和结冰的产生机理与气象条件的影响关系。针对翼型表面瘤状结冰情况下翼型改变前后的静态升阻力系数进行了数值模拟计算,分析了翼型改变对升阻力特性和静态特性的影响。

利用自然低温的旋转叶片结冰风洞试验系统设计

为开展风力机旋转叶片结冰风洞试验研究,设计了一种利用寒冷地区自然低温环境的具有可变截面试验段的结冰风洞试验系统。该系统在原有常规结冰风洞的基础上改进了试验段,设置了喷雾区与非喷雾区,风力机叶片实验台可设置在非喷雾区内,而旋转叶片在转至喷雾区时进行结冰测试。为测试该系统的各项参数以及研究系统的可行性,对该试验系统的3个主要环境变量:试验段速度分布、温度分布和液态水含量分布进行了测试和标定。在此基础上,进行了绕轴旋转圆柱和叶片段的结冰试验,对2个系统下的无因次结冰面积及结冰形状进行了对比分析。结果显示该系统各项参数稳定,利用2个系统得到的结冰形状相似度高,结冰面积一致性较好,表明该系统可用于进行旋转机械结冰风洞试验研究。