直升机旋翼的建模与仿真分析

旋翼叶轮式空气动力学的工程应用非常广泛。本文以直升机旋翼为研究对象,参照直升机旋翼设计基本理论,研究设计某小型直升机的旋翼半径、桨叶数目、桨叶宽度和桨叶各个剖面安装角度等。基于CFD原理利用相关软件对小型直升机在不同飞行状态下的旋翼流场进行数值仿真模拟计算,得到其气动性能状态。

弹性力学与流体力学基本方程的统一性

本文将流体微元看成固体微元的特殊情况,并结合流体静止时无切应力的性质,首先利用弹性力学的柯西公式得到流体静压强的概念,其次利用弹性力学的平衡微分方程得到流体静力学的欧拉方程。然后通过考虑弹性体与不可压缩流体的共性及差异,利用弹性体动力学的基本方程直接推导出流体动力学中不可压缩黏性流体的N–S方程。本文方法避开了流体力学基本方程的传统推导方法,证明了流体力学与弹性力学的基本方程具有高度的统一性。利用该研究结果可以进一步改善力学课程的教学内容,加深理解力学基本原理,有效提高力学课程教学水平。

垂直轴升阻型风力发电机启动特性的优化

针对传统垂直轴风力发电机(VAWT)启动风速较大导致使用条件受限的问题,将NACA0012翼型外型截去部分,使得H型扇叶可以在升力型和阻力型中进行切换。分析NACA0012翼型得到,当偏转角度为6°时其升阻比最大,根据S型扇叶125°启动力矩系数最低及偏转角度为6°时H型扇叶升阻比最大的两个条件进行设计。相较传统S型VAWT,混合型VAWT启动力矩系数峰值提高26.6%,最小值提高了27.4%;初始启动角于125°时,启动力矩系数提高了10.1%;在一个周期内,混合型VAWT平均启动力矩系数相较传统S型VAWT提高了7.7%。研究结果:表明该结构的VAWT的启动性能得到了优化,并对混合型VAWT提供了结构优化设计的依据。