强风作用下输电塔线体系连续性倒塌分析

为分析强风作用下输电塔线体系连续性倒塌的过程,将已发生破坏的输电塔作为薄弱塔,采用等效位移的方式考虑薄弱塔倒塌对挂线点空间位置的影响,计算相邻输电塔(目标塔)在薄弱塔多组倒塌特征变量组合工况下的响应和破坏特征,确定对目标塔具有最大影响的薄弱塔倒塌特征变量.结果表明:在发生连续性倒塌时,目标塔的破坏包括近薄弱塔侧的塔身破坏和塔头破坏2种形式;目标塔近薄弱塔侧背风面主材应力比最高,斜材应力比一直较低;塔身下部斜材失稳与主材应力的持续增大是目标塔整体倒塌的最直接原因;薄弱塔的倒塌过程持续时间是目标塔是否破坏的主要控制变量.

实验所得栅前平均Ma准确性的数值模拟研究

为了探究实验所得栅前平均Ma的准确性,即与中间截面真实的栅前平均Ma的差异,以某平面叶栅风洞实验段为模型,使用数值模拟技术对叶栅实验器进行全场模拟,得到实验所得栅前平均Ma是不准确的;表现在:使用实验方法得到的栅前平均Ma变化的没有中间截面处直接得到的栅前平均Ma剧烈,而且使用实验方法得的栅前平均Ma低于中间截面处的栅前平均Ma。

高负荷平面叶栅风洞流场品质改进措施数值研究

为研究不同改进措施对平面叶栅风洞流场品质的改进效果与机理,以高负荷扩压叶栅为研究对象,利用数值模拟方法研究了试验器进口段上下侧壁抽吸措施、出口导流尾板措施、抽吸与尾板组合措施对叶栅风洞流场品质的改进效果。研究结果表明:上下侧壁抽吸减小了进口段的静压梯度,减弱了上下侧壁附面层对进口流体流向的影响;导流尾板减弱了外界大气对上侧壁附近通道的影响;抽吸与尾板组合措施结合了侧壁抽吸与导流尾板的优点,使得进口静压分布均匀,通道间压差阻力差异减小,对叶栅试验段流场品质的改进效果优于其他方案。在当前马赫数工况下可使叶栅进口64%的通道范围马赫数误差<0.01,冲角误差<0.5°,有三个连续通道出口周期性较好,并且轴向密流比<1.15。

直接空冷凝汽器加装导流叶栅的性能分析

直接空冷凝汽器换热性能易受环境风的影响。以某600 MW机组中单列空冷单元为例,建立了环境风对直接空冷凝汽器换热性能影响的数值分析模型,得到了加装导流叶栅后空冷单元的流场特性,计算了加装导流叶栅对空冷凝汽器换热性能的影响。结果表明,加装导流叶栅明显缩小了空冷单元风机入口处负压区的范围,进而提升了风机效率,当风速为6 m/s时,a1单元风机效率提高了17.5%;加装导流叶栅还能降低各空冷单元风机入口平均温度,当风速为12 m/s时,a1单元风机入口平均温度下降了3.7℃。因此,加装导流叶栅使得各空冷单元的换热性能得到大幅提升,当风速为12 m/s时,整列空冷单元的换热效率升高了14%。所得结论为改善环境风工况下直接空冷凝汽器的性能提供了参考。

基于遗传算法的压气机叶型优化设计

建立了一套将遗传算法和流场数值模拟技术相结合的压气机叶型优化设计系统,针对进口高亚音的压气机叶型进行优化。通过准三维叶栅通道计算程序进行流场数值模拟,评估叶型气动性能。选取了与叶型形状和气动性能密切相关的三个变量作为优化参数,按照可控扩散叶型的设计标准构造了优化目标函数。数值计算结果表明优化叶型的气动性能有了明显提高。对优化前后的叶型进行了叶栅吹风实验对比,进一步验证了优化效果。

锦屏二级水电站深埋隧洞渗控研究

用降雨入渗渗流有限单元法对锦屏二级水电站深埋隧洞最大埋深断面渗流场的水头分布进行了数值模拟。结合工程的现拟渗控措施经多种计算方案的求解，较详细地综合分析了各计算方案的渗控情况与特点，并获得了该断面隧洞支护上的外水压力及最优的渗控方案。

叶栅风洞试验段与收缩段间二维收缩型面曲线的选择

采用数值模拟方法研究沈阳航空航天大学高速叶栅风洞试验段流场,由于试验段上下壁板间的垂直高度是随着叶栅攻角的改变而变化的,这就造成了过渡段上下壁收缩曲线的不对称,这其中的气流流场是不均匀的,通过对CFD数值模拟计算结果的比较和分析,最终选择合适的过渡区上下壁面收缩曲线,使得叶栅试验段处得到均匀稳定的流场,达到预期的效果,使得由上下壁面型面曲线不对称而引起的气流不均匀问题得到很大改善。

喷管安装偏差对叶栅试验器风洞出口流场均匀性影响分析

通过数值模拟的方法,研究了某叶栅风洞喷管有横向偏差时,叶栅试验器空风洞的端壁边界层、栅前流场均匀性。得到偏差对叶栅出口流场均匀性的影响情况。

基于抽吸的亚声速平面叶栅风洞流场品质控制研究

为提升平面叶栅风洞流场品质,获取高质量、低不确定性的试验结果,设计了位于试验段上侧壁不同位置处的两种抽吸方案,采用数值模拟方法研究了抽吸槽位置以及抽吸流量对平面叶栅风洞流场品质的控制效果。研究结果表明:在试验段上侧壁进行抽吸能够提升靠近上侧壁的三个叶栅通道的均匀性和周期性,使进口马赫数偏差<0.01,进气角偏差<0.5°;在可移动上侧壁和叶栅首叶片之间进行抽吸(Cavity A)对叶栅进口均匀性提升较大,但对出口周期性提升很小;在叶栅首叶片吸力面中后部进行抽吸(Cavity B)能够同时提升进口均匀性和出口周期性;Cavity A抽吸方案比Cavity B具有更好的工程应用性,但临界抽吸流量增加了两倍。

某叶栅风洞栅前流场的分析与改进

为了探究造成叶栅风洞栅前测点处流动不稳定性的主要原因,以某平面叶栅风洞实验段为模型,使用数值模拟技术对叶栅实验器进行全场仿真,考察影响栅前测点处流动不均匀性的主要因素。结果表明,实验器上部角区产生的严重的流动分离会引起栅前测点来流产生大的偏转,通过加装叶片和测点下移的方法使得栅前测点处的流动得到很大改善。

导流泄洪洞射流-旋流梯级内消能工设计与数值模拟

导流泄洪洞在水利工程中应用十分广泛,本文以辽宁丹东梨树园子水电站为例,针对导流洞改建泄洪洞中的消能问题提出了一种射流-旋流梯级内消能工,并对其可行性和有效性进行数值模拟研究。结果显示,设计的射流-旋流梯级内消能工具有良好的消能效果,建议在工程设计中采用。

抽吸对平面叶栅流场品质改善作用数值研究

为改善平面叶栅风洞实验中叶栅流场品质,并明确上下侧板抽吸相关参数和了解侧板抽吸对流场的影响规律,采用数值模拟方法研究抽吸缝宽度与抽吸背压对流场品质的改善效果。研究结果发现:通过合理改变抽吸变量可有效改善叶栅中下部连续3个通道栅前流场均匀性与栅后流场周期性,使得进出口马赫数误差<0.01,气流角误差<0.5°,同时出口以T_(5)通道为参照在相同误差范围内具有较好的周期性,从而明确对于栅前监控点位置的选择应位于T_(4)~T_(6)通道之间;抽吸缝为20 mm、抽吸背压为80 kPa时可以取得较好的流场品质且满足工程需求。

PIV技术在暂冲式风洞高亚音速平面叶栅流场测量中的应用

针对PIV技术在暂冲式风洞高亚音速平面叶栅流场测量中遇到的示踪粒子投放问题,本研究通过采用高压雾化式粒子发生器以及安装在稳压段前的撒播器,有效地使示踪粒子均匀地与主流混合,并成功对某扩压叶栅在设计攻角下的叶栅流道及尾迹速度场进行测量,获得了进口马赫数从0.3至0.73的二维速度矢量场。为了验证PIV试验结果的可靠性,对叶栅流场进行了数值模拟。结果对比表明:采用PIV技术测得的叶栅中截面二维速度矢量场合理地反映了叶片槽道及尾迹的流动结构,与数值模拟结果较为接近;对于跨、超音速或大攻角下叶栅流场,需考虑是示踪粒子壁面污染对测量的影响。本研究提出的PIV测量技术可应用于基于吸附式、合成射流等流动控制技术的高亚音速叶栅流场的测量。

基于大涡模拟及实验的压气机叶栅角区分离研究

为了研究叶栅内部的流动特性,以及不同攻角下的角区分离模式,对压气机叶栅流场进行了分析。针对两种攻角条件下的平面叶栅模型,采用瞬态雷诺时均(URANS)以及大涡模拟(LES)湍流模型进行了数值模拟研究,并结合叶栅风洞实验验证了数值模拟结果的准确度。对比研究了零攻角以及10°攻角下的叶栅出口流场,叶栅、端壁表面极限流线,以及角区分离结构。研究结果表明:LES能够较好地对角区、尾迹损失进行预测,但URANS在大攻角下的模拟则与实验偏差较大;零攻角下吸力面出现层流分离泡、转捩以及再附现象,而大攻角下吸力面前缘未出现层流分离,而是直接发生转捩以及再附现象;与零攻角相比,10°攻角下的角区分离在展向范围未发生明显变化,在横向范围有小幅度增加,但吸力面附面层分离导致尾迹范围扩大了接近130%,同时总压损失系数提高了接近135%,即大攻角下的主要损失是由吸力面附面层分离以及尾迹损失带来的,而非角区分离。