气动翼型涡流发生器与风力机翼型同步优化设计

针对目前风力机叶片翼型与涡流发生器相互独立的串行设计方法,导致不能最大限度的设计出气动性能最佳的风力机新叶片加装新型涡流发生器。这里提出带气动翼型的涡流发生器与风力机叶片翼型同步设计方法,利用B样条函数分别表达叶片翼型与涡流发生器气动形状,以最大升阻比及失速前最大升力系数为多目标函数建立优化数学模型,结合CFD技术与粒子群算法对原始叶片翼型DU97-W-300与CLARKY翼型涡流发生器进行同步优化,优化结果表明:相比原始叶片翼段加装CLARKY翼型涡流发生器,优化后的升力系数为2.378,提高了9.3%,升阻比为63.335,提高了7.5%;且对优化前后的流线图及涡量云图进行了对比分析,说明优化后叶片加装涡流发生器翼型可产生更大的诱导涡,能够有效抑制叶片表面流体分离。这里研究对于叶片与涡流发生器的设计及应用具有很好的参考与借鉴意义。

基于哨兵函数和S变换的风力机叶片材料损伤特性研究

利用声发射检测技术研究玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的损伤特性,在此过程中,采用哨兵函数来表征该材料的损伤程度,并通过S变换和模糊C均值(FCM)聚类来分析声发射信号,从而获得材料的损伤特征。三点弯曲实验结束后对试件断口进行扫描电子显微镜(SEM)拍照来验证,可得:通过对SEM照片的分析得到基体开裂、纤维脱粘、分层破坏、纤维断裂4种损伤模式;对整个声发射事件进行哨兵函数分析,观察到试件在弯曲过程中哨兵函数曲线呈明显下降趋势;对依据哨兵函数划分的不同阶段的信号进行VMD降噪处理,然后采用S变换进行时频分析得到不同损伤的特征频率,最后采用FCM聚类进行验证。结果表明:哨兵函数值的突变可作为材料断裂的预警信号,材料损伤类型的识别可依据S变换的频率分布结果进行确定。

基于相干性传递率函数的风机叶片损伤识别

风机叶片在长期运行和恶劣环境等因素的影响下,很容易出现损伤或故障。利用振动传递率函数针对风机叶片开展了损伤识别研究。介绍了基于振动传递率函数的损伤识别理论,并提出采用信号相干性来确定传递率损伤指标计算频率范围的方法。基于Workbench平台对不同位置单损伤、多损伤以及单处不同损伤程度的工况进行数值模拟,分析频段选择和测点布置对损伤识别效果的影响,并结合风机叶片模型试验验证所提出方法的可行性。结果表明,该方法可以对风机叶片的损伤进行有效识别、定位和评估,特别是采用基于信号相干性确定的高相干频段作为计算频段时,对局部损伤识别效果更佳。

风力机叶片强迫振动的格林函数解

利用Euler-Bernoulli梁模型和Greenberg表达式构建了风力机叶片弯曲-弯曲-扭转耦合强迫振动方程。基于振动方程将位移分解为准静态位移和动态位移,通过Laplace变换和叠加原理得到风力机叶片强迫振动的Fredholm积分方程组,通过对方程组离散,最终求得风力机叶片弯曲-弯曲-扭转耦合强迫振动的Green函数半解析解。通过数值计算,将所得的解与现有文献的解进行比较,验证了解的准确性。研究表明,无量纲阻尼系数的大小只对叶片一阶固有频率峰值影响较大,并且叶片在挥舞振动下的隔振区域出现在二阶固有频率之后,而摆振下的隔振区域出现在一阶和二阶固有频率之间;叶片的入流角和转速对叶片振动响应的影响不容忽视,叶片的耦合振动会导致叶片的准静态位移显著增加。

多室连续混合设备桨叶设计参数优化

为优化多室连续混合设备的设计参数,开展多室连续混合设备桨叶多目标优化研究。以混合室单位体积功耗和混合室轴截面有效混合面积为目标函数,峰值剪切应力为约束变量,建立了基于径向基函数的多目标优化模型,采用正交试验设计和遗传算法对桨叶进行了参数优化,并对优化结果进行了CFD仿真和试验验证。结果表明,多室连续混合设备特性参量的显著影响因素为桨叶外径、桨叶-壁面间隙以及桨叶转速。相对于初始设计,优化后单位体积功耗降低了14.90%,混合室轴截面有效混合面积增加了4.10%,二者乘积降低了11.47%,峰值剪切应力降低了21.28%,在混合能力降低较少的情况下安全性获得了较大的提升,证明了基于径向基函数的多目标遗传算法在多室连续混合设备性能优化上的可行性。

改进YOLOv8算法在风机叶片缺陷检测上的应用

风力发电机叶片,作为风力发电系统的核心组件,其健康状况直接关乎整个发电效率与运行安全。针对叶片缺陷检测的挑战,深入研究了YOLOv8n网络,并创新性地提出了高效多尺度卷积模块(EMSConv),该模块有效替代了传统残差块中的卷积层,通过分组卷积技术显著降低了冗余特征对检测结果的干扰,从而提升了检测的精确性。此外,在检测头部分,融入了Dynamic Head的多元化注意力机制,这些自注意力机制协同工作,跨越不同特征层,实现了对目标尺度、空间位置及检测任务的精准感知,极大地增强了目标检测模块的综合能力。还创新性地整合了Inner-IoU、Wise-IoU与MPDIoU,创造性地提出了Inner-Wise-MPDIoU,以替代传统的CIoU损失函数,这一举措不仅提高了网络的检测精度,还加速了收敛过程。在针对自制风机叶片缺陷数据集的测试中,YOLOv8-EDI展现出了卓越的性能,其mAP50值高达81.0%,相比原始YOLOv8n提升了2.3%;召回率也达到了76.8%,提升了3.7%。该模型在提升检测效果的同时,还实现了计算量的降低,降幅达5.5%,充分满足了工业环境下对风机叶片进行高效、准确、大批量检测的需求。

脱细胞异体真皮联合自体刃厚皮移植修复功能部位创面中的应用效果

目的探讨脱细胞异体真皮联合自体刃厚皮移植修复功能部位创面中的应用效果。方法回顾性分析2021年1月-2023年12月在皖南医学院第一附属医院收治的功能部位创面患者86例临床资料,依据创面修复方法不同进行分组,即采用脱细胞异体真皮联合自体刃厚皮移植修复的患者40例纳入A组,采用单纯自体刃厚皮移植修复的患者46例纳入B组。比较两组并发症发生情况、拆包时间、住院时间、皮片存活率、VSS评分以及患者满意度评分。结果A组拆包时间、住院时间均明显短于B组(P<0.05),A组VSS评分明显低于B组(P<0.05),A组满意度明显高于B组(P<0.05)。结论脱细胞异体真皮联合自体刃厚皮移植修复功能部位创面效果更好,可更快促进患者功能部位恢复,促进瘢痕愈合,还可提高患者满意度。

不同手术治疗髋部骨折的疗效及对患者髋关节功能、骨代谢指标的影响

目的 比较不同手术治疗髋部骨折的疗效及对患者髋关节功能、骨代谢指标的影响。方法 采用随机数字表法将108例髋部骨折患者分为内固定组和置换组,各54例。内固定组以股骨近端髓内钉-螺旋刀片内固定治疗,置换组予以人工关节置换术治疗,2组术后均随访6个月。比较2组临床疗效、本体感觉平衡功能相关指标、骨代谢指标、髋关节功能、并发症。结果 术后6个月,置换组优良率高于内固定组(P <0.05);与术前比较,术后6个月2组血清骨钙素(BGP)、甲状旁腺激素(PTH)、骨碱性磷酸酶(BALP)水平、Harris髋部评分、髋部功能恢复量表(FRS)评分升高,置换组高于内固定组(P <0.05);2组Berg平衡量表评分升高,但置换组Berg平衡量表评分低于内固定组(P <0.05);置换组骨密度升高,且高于内固定组(P <0.05);随访期间,置换组总并发症发生率低于内固定组(P <0.05)。结论 股骨近端髓内钉-螺旋刀片内固定可改善髋部骨折患者平衡能力,但人工关节置换术可有效改善患者骨代谢指标,促进其髋关节功能恢复,降低并发症的发生,疗效相对更好。

风力机叶片数学模型及叶片函数化设计法探讨

为实现叶片的函数化设计,经过对翼型函数进行坐标变换、扭角旋转变换和数学推导等步骤,建立了叶片的通用数学模型,且给出了具有2个参变量(翼展位置、弦长位置)的显式参数方程组;提出了叶片函数化设计法的初步设想,用叶片函数生成了叶片三维立体图像,给出了两组示例。研究表明,叶片数学模型由翼型函数、弦长函数和扭角函数3个子函数组成,且可用显式方程组表示;通过调整叶片子函数的结构或其中的常数值,可以方便、迅速地修改设计,且可随时显示最终效果图,在叶片函数与叶片图像之间可建立一一对应的随动关系,能方便设计分析工作。

浙江省高产水稻叶片形态研究

测量浙江省粳稻区试所用的12个水稻品系叶片指标,发现水稻株高非常接近,茎叶夹角相似,对照品种杂交籼稻与这12个品种差异较大。采用二次函数建立模型,拟合归一化的叶片形态,建立水稻叶片器官库。归一化处理后品种间叶片大小以及形状表现出一致的规律性,叶位越高,最大宽越偏向于基部,叶位越低,越远离基部。所选13个品种的叶型系数可以统一设置为0.73,但是品种之间和同一品种内部不同位置的叶片叶型系数差异极显著,统计分析表明,同一品种不同位置的叶片叶型系数差异(P=1.95e-11)大于不同品种同一位置的叶型系数(P=4.89e-3),表明目前育种上水稻形态有趋同的趋势。

径向三元叶轮通用直线元成型法

本文给出了径向流动三元叶轮叶片加工的通用直线元成型法,同时给出与三元叶轮流场计算有关的参量计算公式,并介绍了计算方法.本方法已用于某产品设计,使三元叶轮的成型具有加工方便、可调性强和易保证叶型精度的特点.

Bezier函数型弯叶片及其在带遮风罩垂直轴风力机中的应用

引入X弯度与Y弯度2个参数,提出了一种基于Bezier函数思想的叶型几何参数设计方法,通过分析传统垂直轴风力机效率低的原因,在此基础上提出了一种带有遮风罩的垂直轴风力机,并将基于Bezier函数生成的弯叶片应用于该风力机中.通过CFD数值模拟方法,研究了该风力机的气动特性,以及各种叶片的弯曲形式对其气动性能的影响.结果表明:遮风罩可以有效降低因来流对动叶轮吸力面的直接冲击而造成的阻力扭矩,风力机平均扭矩可提高107%;叶片的弯曲程度是由X弯度和Y弯度共同作用的结果,当X弯度与Y弯度在一定范围内具有局部最优值时,所形成叶片的垂直轴风力机的气动性能最佳,与普通半圆形叶片相比,风力机总扭转矩提高了33.8%.

考虑攻角范围的垂直轴风力机叶片翼型优化设计

为解决目前垂直轴风力机叶片翼型都是在单一攻角下进行设计而忽略运行时叶片攻角变化范围大的问题,该研究提出一定攻角范围下垂直轴风力机叶片翼型廓线优化方法。首先采用类函数与B样条函数相结合的方法来表征翼型气动外形,以一定攻角范围下的切向力系数之和作为叶片翼型优化的目标函数。进一步利用粒子群算法和翼型气动性能预测软件RFOIL对H型垂直轴风力机叶片翼型气动外形进行优化设计。最后从功率系数、力矩系数、涡量分布和速度分布这4个方面讨论优化翼型较初始翼型的优越性。结果表明:相比原始垂直轴风力机,优化后的垂直轴风力机翼型能有效提高风力机的力矩系数及功率系数,其最大功率系数为0.362,提高了8.45%。研究结果对于设计高性能垂直轴风力机翼型具有很好的借鉴意义。

基于连续攻角的风力机翼型整体气动性能提高的优化设计

目前风力机翼型都是考虑单点设计攻角而开发出来,以追求局部气动性能的极大值,而忽略了连续设计攻角范围内翼型整体气动性能。结合翼型泛函集成理论及复杂型线表面曲率光滑连续性思想,提出连续攻角情况下风力机翼型廓线设计新方法,以解决翼型优化设计中其气动力难以收敛这一关键问题,并实现翼型整体气动性能的提高。将连续攻角情况下设计出来的WQ-B翼型与单点攻角情况下设计出来的WQ-A翼型进行了气动性能对比分析;并将WQ-B翼型系列应用到实际2 MW风力机叶片中。研究表明:相比WQ-A翼型及实际叶片,WQ-B新翼型系列及叶片整体性能均有显著提高。该研究不仅验证了该设计方法的可行性,而且也表明WQ-B翼型系列具有广泛的通用性及可置换性。

基于二次函数环量分配的液力变矩器叶片设计方法

提出了基于二次函数环量分配的液力变矩器叶片设计方法,并给出了应用实例。计算液力变矩器流道过流断面面积及建立三维实体模型后,与传统的等环量分配叶片设计法相比,在同等叶片加厚条件下,新方法设计出的叶形更合理,流道过流面积变化更为平缓。应用CFD软件计算了用2种方法设计叶片的液力变矩器的三维流场,基于三维流场数值解计算出液力变矩器的特性,并与传统设计方法设计的变矩器特性进行了对比分析。

功能性构音障碍患者舌尖中音异常的语音特点及康复训练

目的探讨功能性构音障碍（functional articulation disorders,FAD）患者舌尖中音异常的语音特点和康复训练方法。方法从194例FAD患者中选择4～25岁的舌尖中音构音障碍患者150例（男119例,女31例）为研究对象,根据舌尖中音汉字评估表分析其舌尖中音异常的语音特点;另从中选取4～17岁的患儿30例,针对 舌尖中音（/d/、/t/、/n/、/l/）开展2～6周的构音训练、送气练习、功能训练,采用计算机语音工作站于训练前和最后一次训练后对患儿进行录音,评估训练效果。结果FAD患者舌尖中音异常的检出率为77.32%（150/194）;/l/音错误频率最高（82.0%,123/150）,其后依次为/t/音（72.67%,109/150）、/d/音（60.0%,90/150）、/n/音（16.67%,25/150）;/d/音主要置换为/j/,/t/音主要置换为/q/、/d/,/l/、/n/音均主要表现为脱落。构音置换病例男性占82.35%（98/119）,女性占80.65%（25/31）,构音脱落病例男性占80.67%（96/119）,女性占90.32%（28/31）。语音训练后,患者舌尖中音构音错误字数由训练前的50.60±9.04个减少到训练后的6.30±2.72个,差异有统计学意义（Z=-4.875,P〈0.05）,构音错误字数与年龄呈负相关（r=-0.736,P〈0.01）。结论 FAD患者舌尖中音异常语音主要发生于/d/、/t/、/l/,主要的构音错误类型为置换和脱落;FAD患者舌尖中音异常语音训练的疗效明显。

刃针针刺结筋病灶点联合西药治疗髂腰肌劳损临床研究

目的:观察刃针针刺结筋病灶点联合西药治疗髂腰肌劳损的临床疗效。方法:选取60例髂腰肌劳损患者,按随机数字表法分为观察组和对照组各30例。对照组给予塞来昔布胶囊、盐酸乙哌立松片治疗,观察组在对照组基础上联合刃针针刺结筋病灶点治疗。比较2组临床疗效、日本骨科协会评估治疗分数(JOA评分)、视觉模拟评分法(VAS)评分及不良反应发生率。结果:治疗后,观察组总有效率100%,对照组总有效率86.67%,观察组临床疗效优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。2组JOA评分均较治疗前升高,VAS评分均较治疗前降低,差异均有统计学意义(P<0.05);观察组JOA评分高于对照组,VAS评分低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。治疗期间,观察组不良反应发生率10.00%,与对照组6.67%比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:刃针针刺结筋病灶点联合西药治疗能改善髂腰肌劳损患者的腰椎功能、减轻疼痛,临床疗效优于单纯使用西药治疗,安全性较好。

基于质量功能分配的大型水轮机叶片铸件制造工艺研发决策

应用质量功能分配(QFD)技术,将大型水轮机转轮叶片铸件制造过程中的铸件形状尺寸、化学成分、力学性能、残余应力、机械加工量、铸件内部和外部无缩孔或缩松、焊补量、零缺陷或少缺陷等质量要求按相关度与各工序建立联系,并利用质量屋技术对各工序进行质量要素分析,进而将质量屋信息转化为制造工艺设计的技术路线,包括冶炼过程热力学分析及微量元素控制、CAE指导下的木模制造、铸造过程、热处理过程。为大型水轮机叶片铸件提供了制造工艺的研发决策。

基于Bezier曲线和弯度函数的翼型优化设计

为了提升风电叶片气动效率,提出了一种基于Bezier曲线和弯度函数的翼型优化设计方法。以翼型弯度函数的Bezier拟合曲线控制点作为优化设计变量,采用遗传算法对翼型进行优化设计求解。将N ACA3320翼型作为初始翼型优化得到新的翼型,并利用Xfoil程序对翼型气动特性进行对比分析。结果表明:在5°~10°攻角范围内,优化翼型的气动性能比原始翼型有显著提升,特别是在攻角6°的条件下,优化翼型的升力系数提高了63.9%,升阻比提高了29.8%。该设计方法能够减少优化设计变量并提升翼型优化设计速度。

考虑攻角、落后角的反方法叶型设计优化技术

使用势流函数法进行反方法叶型设计,采用了一种非线性优化速度分布的方法分别针对吸、压力面的初始速度分布采用不同的优化手段,可以有效的调节口十型的厚度。并且在设计中可以自由给定攻角、落后角,通过速度分布的优化得到符合工程应用要求的叶型。并依据探索出的速度分布优化准则,设计出了某型压气机第一级静子尖、中、根三个典型截面的叶型。