海上浮式10 MW级垂直轴风机气动特性

海上浮式垂直轴风机未来在向深远海、大型化、集群化发展的道路上具有广阔的发展前景。文章通过Fluent软件计算出NACA0018和NACA0020共2种翼型的升阻力系数,并对-180°~180°范围内的攻角进行了升阻力系数外推。基于双盘多流管模型和叶素动量理论,分析了叶片的翼型,风轮的高径比、实度,浮台的倾斜程度对垂直轴风机气动性能的影响;确定了10MW级垂直轴风机的初始设计参数。结果表明:翼型是决定风机气动性能的基础,NACA0018翼型具有更优异的气动性能;高径比为1.61,弦长为5.5m的风轮可满足设计需求;浮台倾斜程度增大,风轮功率系数峰值增大、功率峰值降低。

拉伸载荷下PBX-9501裂纹产生的数值模拟

高聚物黏结炸药(Polymer Bonded Explosive,PBX)是由占极大体积分数的单质炸药颗粒与少量高聚物黏结剂组成的多相复合材料,其中颗粒与黏结剂的界面脱粘以及细观结构是影响材料力学性能的重要因素。可以通过将随机模拟方法与Voronoi方法相结合,建立细观尺度下PBX材料的代表性体积元进行分析。但当颗粒为多级配时,该方案生成的模型大颗粒周围的颗粒呈条状散射形状,因此本研究在Voronoi方法的基础上改进了PBX细观结构的建模方法。首先根据PBX-9501颗粒与黏结剂的细观界面特性,采用三阶段黏结界面本构关系,对PBX-9501材料在静态拉伸下颗粒与黏结剂界面的损伤演化进行数值模拟,获得的PBX-9501宏观力学性能与实验数据比较吻合,其次对使用有限元隐式静力分析时的收敛性与代表体积元尺寸之间的关系进行讨论,结果表明代表体积元尺寸越大则模拟界面脱粘的收敛性越差。