典型叶根褶皱对风电叶片强度影响的初步研究

选取大型复合材料风电叶片叶根为研究对象,利用有限元方法,初步研究典型叶根褶皱对风电叶片强度的影响。首先建立含褶皱复合材料平板模型,探讨褶皱位置对构件强度的影响。选取某2 MW叶片,建立含褶皱叶根有限元模型,分析受压状态下,褶皱层数、宽度、高宽比等因素对风电叶片强度的影响。计算结果表明:构件越薄,靠近中间位置褶皱对叶片强度的影响越大;随着褶皱宽度、层数和高宽比的增加,叶片强度有不同程度的降低。研究所得到的初步结论为风电叶片褶皱类缺陷处理提供参考,并为进一步深入研究打下基础。

仿生波浪前缘叶片在核电汽轮机中的应用

采用数值模拟的方法研究了仿生波浪前缘对某型核电汽轮机高压末级变工况特性的影响,分析了蒸汽在仿生波浪前缘叶栅内的流动机理。通过研究发现,在所研究的汽轮机级输出功率变化范围内,具有波浪前缘改型动叶栅的核电汽轮机末级相比原型具有更高的相对内效率。并且,随汽轮机级输出功率的降低,级效率提升幅度相应增大。当级负荷降低至12.5%时,级效率可提高3%。经流动可视化分析,发现动叶栅波浪前缘形成的流向涡结构是造成效率提高的主要原因,在涡结构的生长、延伸、耗散过程中,促进了叶片边界层内流体与主流间的能量交换,从而减小边界层损失。

核电高压末级仿生叶片的正交优化

在小流量工况下,汽轮机叶片特别是末几级将出现失速,将大大削弱汽轮机做功能力。为寻求改善方案,利用仿生原理对叶型进行优化。模仿座头鲸鳍,在核电高压末级叶片的前缘添加一列凸起结构和内陷结构的波浪前缘,用以提高汽轮机在小流量下的做功能力。同时,使用正交优化方法,通过分析凸起结构和内陷结构的4个控制参数对做功能力和气动性能的影响,确定各参数的最佳值。结果表明:凸起结构和内陷结构虽在参数设置上相同,但参数的影响不同;仿生叶型通过优化得出最佳参数配置,整体单支动叶产生的轮周功率较原始叶型提升了7.8%。

分布式波浪前缘静子叶片对单级轴流风扇单音噪声影响的数值研究

为了适应逐年严苛的适航噪声标准,改善飞机噪声环境,突破航空发动机降噪技术的瓶颈,有必要开发新的降噪手段以指导叶轮机械降噪设计。采用URANS与FW-H方程混合方法,通过将波浪前缘构型运用在叶片流动损失较大、声源强度较强的部分后,进一步观察其气动性能和降噪效果。研究表明:与基准叶片相比,分布式波浪前缘静子叶片可以在1BPF(Blade Passing Frequency)时降低风扇入口声功率级0.67~1.9dB,2BPF时降低风扇入口声功率级1.87~4.18dB,3BPF时降低风扇入口声功率级2.4~6.8dB,同时,总压比最高提升0.027%,等熵效率最高提升0.28%。因此,分布式波浪前缘静子叶片在叶轮机械降噪方面有很好的运用前景。

波浪形前缘降低后掠叶片宽频噪声实验研究

为了研究波浪形前缘对后掠叶片湍流干涉噪声的影响,通过放置于叶片上游的倾斜圆柱产生尾迹,圆柱尾迹为各向异性的湍流,之后湍流与叶片相互干涉产生干涉噪声。实验采用的叶型后掠角度为30°,截面为NACA0012翼型。在气流来流速度v分别为30,40,60,70m/s的情况下(基于叶片弦长的雷诺数为3×105~7×105),使用31个麦克风线阵列测量了基准后掠叶片与波浪形前缘叶片对应的叶片湍流干涉噪声。采用Clean-SC算法处理数据,得到不同幅值与波长下后掠叶片前缘噪声信息。实验结果表明,波浪形前缘幅值与波长对总声压级降噪量均有影响,使用最大幅值和最小波长的波浪形前缘降噪效果最好;不同气流速度下,采用相同的波浪形前缘,使用斯特劳哈尔数表征的噪声频谱图变化规律相似。

铜曲刃戈形器造型来源及年代试析

本文通过分析成都平原出土铜曲刃戈形器的形态、尺寸、重量、细部特征、出土环境、使用状况等,并将其与考古出土的曲刃玉/石戈、曲刃玉斧形器相比较,提出铜曲刃戈形器是对玉/石质地曲刃戈的大量复制,是宗教、礼仪等相关活动中使用的器具,约创制于公元前13世纪,流行年代下限约至公元前9世纪。

波浪前缘静子叶片对高速轴流风扇单音噪声的影响

航空发动机压气机噪声与大型风洞压缩机噪声问题日益凸显,相关研究机构迫切需求新的降噪手段以指导大型叶轮机械降噪设计。为了探索波浪前缘静子叶片在大型叶轮机械降噪中的应用前景,采用非定常雷诺平均NavierStoke(URANS)方程与FW-H方程混合方法对基准静子叶片和3种波浪前缘静子叶片的降噪效果进行了数值模拟,研究对象静子来流平均马赫数约为0.49,基于静子叶片弦长的雷诺数约为1040000。数值预测结果显示:波浪前缘静子叶片可以显著降低高速轴流风扇单音噪声,但会对风扇的气动性能产生少许不利影响;相较于基准静子叶片,3种波浪前缘静子叶片可以在1BPF时降低风扇入口声功率级0.97~1.5dB,2BPF时降低风扇入口声功率级2.89~4.9dB,3BPF时降低风扇入口声功率级3.32~4.72dB;同时,总压比降低0.1%~0.8%,等熵效率降低0.1%~0.3%。进一步研究表明:不同频率下声源振幅和相位关系是风扇单音噪声强度的主要影响因素,总的来说,幅值的增加会降低声源强度,然而通过改变声源相位关系的降噪方式则需要兼顾径向模态与波长两个方面。

波浪前缘降低后掠叶片前缘噪声数值模拟研究

采用大涡模拟(LES)结合Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)方程研究了波浪前缘对后掠叶片前缘宽频噪声的降噪效果。通过放置于叶片上游的圆柱产生各向异性的湍流,湍流与后掠叶片相互干涉产生宽频噪声。气流流速设置为40m/s,基于叶片弦长和基于圆柱直径的雷诺数约为400000和26000。在该研究中,研究对象为直前缘后掠叶片和波浪前缘后掠叶片。结果表明:当来流为各向异性的湍流时,波浪前缘可以降低叶片干涉噪声,并且在各个远场方位角下均能降低噪声总声压级而不改变其指向性,添加波浪前缘叶片降噪量约为2.3~3.4 dB。通过分析计算流场发现,波浪前缘可以改变后掠叶片前缘周围气流的流动方式,降低叶片前缘周围的压力脉动和叶片的不稳定载荷。