基于改进直线涡元诱导速度模型的旋翼自由尾迹计算方法

通过设置涡核模型的角度条件,使涡核模型在极限状态下仍保持收敛,进而改进了利用Biot-Savart定律计算直线涡元对空间任意一点诱导速度的模型;桨叶气动模型采用Weissinger-L升力面理论模拟;自由尾迹的求解采用PIPC松弛迭代算法结合具有二阶精度的CB2D时间步进算法.利用上述模型和算法对某型号旋翼的尾迹进行数值计算,结果显示:利用改进涡核模型计算的桨尖涡径向位移收缩更加明显,这与实际情况更加接近;利用改进涡核模型得到的自由尾迹结果与实验数据吻合的更好.上述结论可以证明,新建立的旋翼自由尾迹模型提高了原有模型的准确性.

1980～1994年台湾海峡两岸的地热涡与降水季度预报初探

利用１９８０～１９９４年大陆３．２ｍ深度和台湾３．０ｍ深度的地温资料，分析了１５ａ来的逐季地气图，统计了台湾海峡两岸的地热涡活动，发现平均每季有１个地热涡活动，其水平尺度比大陆内部的地热涡要小，生命史也要短，进入台湾地区的地热涡绝大多数是从西方和北方进入，其移动速度比大陆内部的要快得多。９０％以上的地热涡在同期有多雨区与其对应，热涡中心与多雨中心相距在１００ｋｍ以内者占６８％。最后给出了一个季度降水的定性预测方案，其步骤为：预报地热涡的中心位置、强度和水平尺度；推算降水正距平区的水平尺度、中心位置和强度；根据本区发生的地震等情况进行预报订正。

准平直长路径与多折向路径东移高原涡的环境场特征

利用1998—2018年NCEP/NCAR全球最终分析数据、大气观测资料、青藏高原低涡切变线年鉴,采用合成方法分析了准平直长路径和多折向路径东移高原低涡的环境场特征,探讨了低涡折向的主导因素。结果表明:准平直长路径低涡、多折向路径低涡长时间活动的共同环境场特征是有明显影响低涡活动的天气系统,副热带高压(简称副高)位于高原低涡东南方,高原低涡以北上空伴有东、西段急流;低涡有正涡度平流输入,高原低涡上空为辐散区,高空高位涡下传到低涡。同时,二者环境场特征存在明显差异,多折向路径低涡伴有较强的热带低压活动,是在副高、西风带天气系统、热带低压相互作用的环流背景下,高原涡东移受阻而折向;准平直长路径低涡是在西风带天气系统为主导的环流背景下向东移动;准平直长路径低涡受冷空气、西南气流与高空锋区的影响比多折向路径低涡强,造成了准平直长路径低涡的正涡度平流、位涡、斜压性、高空辐散比多折向路径低涡强。多折向路径低涡折向的主导因素是环境场条件使低涡在减弱、东移受阻的情况下高空高位涡中心在低涡西部上空,高位涡下传使低涡加强的强正位涡异常区出现在低涡西部,低涡移向低涡加强的区域。

基于RNG k-ε模型的竖板绕流数值模拟

作为薄矩形柱类高层建筑绕穿流动的基础研究之一,采用简化的直通道内置竖板二维平面空气绕流模型为研究对象。基于有限体积法和RNG k-ε湍流模型,对不同风级作用下的长宽比D/B=0.1的竖板流动进行非定常数值模拟。计算结果揭示了竖板空气绕流尾涡的形成、脱落及消失的周期性过程。在Re=4.42×104和Re=4.62×104区间尾涡无明显脱落,当雷诺数大于或等于4.62×104时,出现尾涡的生成及脱落消失过程。计算并分析了竖板表面不同位置的压力分布和风载体型系数,计算结果与相关文献结论进行了对比。

混流式水轮机大负荷压力脉动模型试验研究

混流式水轮机涡带压力脉动是引起水电机组剧烈振动的主要水力因素之一,其关注重点是低负荷偏心涡带,对大负荷直涡则研究较少。但是,在部分水电站大负荷压力脉动很严重,有的甚至引起尾水管底板撕裂、转轮掉块等问题,严重影响电站运行安全。本文重点介绍了某混流式模型水轮机进行大负荷压力脉动试验的方法及结果。试验过程中,在测量压力脉动的同时观测记录了尾水管内流态,并选择部分大负荷工况进行了变空化系数试验。试验发现,在混流式水轮机大负荷工况,尾水管涡带均为直涡;单位流量越大,涡带空腔直径越大,压力脉动幅值越大;单位转速越高,涡带空腔直径越小,压力脉动幅值却越大;最大幅值多发生在内顶盖测点。随空化系数降低,涡带空腔直径增大,压力脉动幅值增加,低空化系数的峰值可达能量工况幅值的10多倍。本文还应用空化空腔危害水力机械稳定性理论及自由涡原理分析了尾水管涡带在大负荷工况均为直涡的原理,并结合观测结果论证分析了叶道涡对高单位转速、大流量工况压力脉动的影响,指出直涡和叶道涡是造成大负荷压力脉动幅值攀升的两个关键因素。

涡街流量计的应用

针对涡街流量计安装中应注意的几个问题进行了阐述,为更好地安装涡街流量计提供了一些指导,同时对涡街流量计在流量测量中的误差产生原因进行了分析,并提出一些处理方法,以期提高涡街流量计在实际应用中的测量精度。

单相流作用下圆柱结构振动响应特性研究

圆柱结构在单相流作用下的振动响应特性对于管道流致振动的分析与控制有重要的工程实践意义.以质量比为3.94的直圆柱管和弯圆柱管结构为研究对象,在水流流速为0.45~2.5 m/s范围内测试两种圆柱管结构在不同来流速度下的横流向、顺流向振动响应,分析两种圆柱管结构在单相流作用下的振动特性异同.研究表明,在湍流抖振阶段,直圆柱管与弯圆柱管振动幅值差异较小;在漩涡脱落阶段,两种圆柱管结构的横流向振幅出现“初始分支”且漩涡脱落对直圆柱管的作用更加明显.当雷诺数为7500~42000时,直圆柱管和弯圆柱管结构的漩涡脱落频率均随流速增大而增大,且在相同流速条件下直圆柱管漩涡脱落频率较低;直圆柱管和弯圆柱管在横流向未出现“锁频现象”,而顺流向的振动频率“锁定”在固有频率附近,且直圆柱管出现该现象的流速范围较小.

梳棉重定量工艺在涡流纺生产中的实践

为了在涡流纺生产中试验和推广优势重定量纺纱工艺,提高成纱质量、减少前纺机台配置并降低生产成本,以涡流纺生产R 19.7 tex纱为例,详细介绍各工序工艺配置要点并优化相关参数;通过优化前后成纱质量对比,说明:清花工序柔和开松,可减少纤维损伤;梳棉工序实现了生条重定量条件下的“柔性梳理”;并条工序采用低并合、小牵伸、慢速度,实现了“柔性牵伸”并提升了纤维的伸直平行度。指出:采用优势重定量工艺后,纱线指标明显改善,半制品定量增加25%时,VORTEX 870 EX型涡流纺纱机速度达540 m/min,生产效率达99%以上。

一种小行程导轨垂直度测量方法

基于平行光束的远场干涉衍射原理,经涡旋位相板编码的激光光束可在中央产生干涉暗斑,且暗斑的中心位置只由涡旋位相板中心点决定,不随光束漂移变化。采用暗斑作为扫描光斑,具有比传统扫描光斑更大的扫描范围和更精确的定位,通过记录扫描过程中暗斑的中心位置,对两导轨轨迹进行直线拟合并计算垂直度。实验得到X导轨拟合直线方程为y=0.139 5x+0.142 8,拟合系数R2=0.999 4,Y导轨拟合直线方程为y=-17.17x-0.061 26,拟合系数R2=0.999 9。两直线的夹角为85.4°,垂直度误差大小约为4.6°。误差主要是由环境振动和所用CCD像素切割的垂直度所引起。理论分析和实验结果证明了该方法具有比传统扫描光斑更大的扫描范围和更精确的定位,是一种可行的垂直度测量方法。

喷嘴结构对涡流管性能影响的研究

以喷嘴形状为研究对象,分别对4流道螺旋喷嘴涡流管和直流喷嘴涡流管的流场及能量分离效应进行数值模拟分析,并将其结果进行对比。研究结果表明:配有螺旋喷嘴的涡流管能获得更大的切向速度与轴向速度;在一定范围内,涡流管冷端温差随着冷流率的增大而减小,热端温差随着冷流率的增大而增大;当冷流率为0.4时,涡流管单位制冷量与制热量都达到最大值。相比于直流喷嘴,配有螺旋喷嘴的涡流管能获得更好的能量分离效果。