非嵌入式概率配置点法在后台阶地形流场计算中的应用

为验证非嵌入式概率配置点法的准确性,针对来流速度的不确定性,对后台阶流动进行不确定CFD模拟,分析该方法在后台阶地形流场计算中的应用,并比较计算结果与试验结果,验证了该方法的可靠性与实用性。结果表明,该方法可在较小计算量下得到较高的精度,提高了计算的可信度和参考价值。研究结果为该方法在复杂边界流场中的应用提供依据。

基于满秩概率配置法的叶片安装角不确定性分析

本文采用满秩概率配置(Full Rank Probabilistic Collocation,FRPC)法研究了叶片安装角随机误差(Stochastic Error of Blade Setting Angle, SEBSA)对涡轮叶栅气动性能的影响规律。首先通过测试函数对FRPC法的计算效率及精度进行了验证,然后采用该方法研究了涡轮叶栅中单个叶片、两个相邻叶片及两个相隔叶片存在SEBSA情况下的气动特性.结果表明,静压系数C_p及出口速度对SEBSA敏感,SEBSA对C_p的影响主要表现在叶片的吸力面、尾缘及分离区域等速度梯度大的区域,且对吸力面40%轴向弦长位置的影响最大;随着存在SEBSA的叶片数目的增多及叶片分布的分散,不确定性的影响产生了抵消效应;SEBSA对流场的影响沿负周向方向传播,且其影响范围是负周向二个叶片及正周向一个叶片.

概率信息流安全属性分析

以进程代数作为分析信息流安全属性的工具,将安全进程代数(SPA)扩展到概率系统,形成概率安全进程代数.使用概率安全进程代数对概率系统建模,在弱概率互拟等价的基础上,讨论了概率信息流安全属性,提出了P_PBNDC,S_PBNDC,CP_PBNDC等基于复合的不可演绎的属性,分析了这些安全属性之间的关系,并给出了一个实际的概率系统的例子.

风速不确定性对风力机气动力影响量化研究

风力机气动力学一直是国内外研究的热点课题之一.目前相关研究大都是基于确定性工况条件,但因风力机常年工作在自然来流复杂环境,风速随机波动致使风电系统呈现不确定性,对电网稳定性带来巨大挑战,因此进行不确定风速条件下风力机气动力学研究具有重要意义.为揭示不确定性对风力机流场影响机理并明确其对气动力的影响程度,本文提出一种风力机不确定空气动力学分析方法,基于修正叶素动量理论和非嵌入式概率配置点法,建立水平轴风力机不确定性空气动力学响应模型;以NREL Phase VI S809风力机叶轮为研究对象,基于该模型提取风力机输出随机响应信息,量化不确定风速对风力机风轮功率、推力、叶片挥舞弯矩和摆振弯矩的影响程度;通过分析流动诱导因子不确定性在叶片展长方向上的分布规律,揭示不确定因素在风力机本体上的传播机制,为风电系统设计及应用提供理论依据和重要参考.结果表明,风速波动对风力机功率和气动力影响显著,高斯风速标准差由0.05倍增大至0.15倍均值,功率和推力最大波动幅度分别由13.44%和8.00%增大至35.11%和22.02%,叶片挥舞弯矩和摆振弯矩最大波动幅度分别由7.20%和12.84%增大至19.90%和33.49%.来流风速不确定性导致叶片根部位置气流明显波动,可以考虑在该部分采取流动控制措施降低叶片对风速不确定性的敏感程度.

自然风速下低雷诺数风力机翼型气动特性随机数值分析

为量化随机自然风速条件下风力机翼型气动特性不确定程度,以S809风力机翼型为研究对象,基于非嵌入式概率配置点法和Transition SST转捩方程,建立了低雷诺数风力机翼型气动特性随机数值分析模型,获得了自然风速条件下风力机翼型气动力确定性和不确定性成分比例,并揭示了风速大小和方向随机耦合作用对翼型流场结构、压力系数和摩阻分布及湍动能的影响及不确定传播机制.结果表明,随机风速风向对翼型升阻气动因子不确定度影响显著,在计算攻角范围内S809翼型升阻比3σ置信区间相对不确定度最大为±35.13%;随机风速风向耦合作用下翼型升阻比不确定度分别是单随机因素下的4.76倍和1.08倍;翼型对来流不确定性敏感区域为前缘,可以考虑在翼型前缘部分进行气动稳健性优化设计.

考虑不确定性的超声速双翼气动特性分析

超声速双翼是一种利用激波和膨胀波相互干涉以消除激波阻力的构型。然而,双翼属于单一工作状态设计,为了衡量双翼在设计点附近的稳健性,采用非嵌入式概率配置点不确定性分析方法及Sobol全局灵敏度分析方法,研究双翼在典型工况条件下不确定性扰动对气动特性波动的影响情况。分析了在马赫数和迎角满足特定正态分布的随机扰动下,双翼表面、全流场压强的分布和气动力系数。不确定性分析结果表明,下单翼翼型最大厚度区域的压力脉动是造成气动特性波动的主要原因。灵敏度分析结果表明,马赫数是对双翼气动性能影响最大的因素。