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Optimized Design of Bio-Inspired Wind Turbine Blades
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作者 Yuanjun Dai Dong Wang +1 位作者 Xiongfei Liu Weimin Wu 《Fluid Dynamics & Materials Processing》 EI 2024年第7期1647-1664,共18页
To enhance the aerodynamic performance of wind turbine blades,this study proposes the adoption of a bionic airfoil inspired by the aerodynamic shape of an eagle.Based on the blade element theory,a non-uniform extracti... To enhance the aerodynamic performance of wind turbine blades,this study proposes the adoption of a bionic airfoil inspired by the aerodynamic shape of an eagle.Based on the blade element theory,a non-uniform extraction method of blade elements is employed for the optimization design of the considered wind turbine blades.Moreover,Computational Fluid Dynamics(CFD)is used to determine the aerodynamic performances of the eagle airfoil and a NACA2412 airfoil,thereby demonstrating the superior aerodynamic performance of the former.Finally,a mathematical model for optimizing the design of wind turbine blades is introduced and a comparative analysis is conducted with respect to the aerodynamic performances of blades designed using a uniform extraction approach.It is found that the blades designed using non-uniform extraction exhibit better aerodynamic performance. 展开更多
关键词 airfoil wind turbines blade design CFD
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Influence of Surface Ice Roughness on the Aerodynamic Performance of Wind Turbines
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作者 Xin Guan Mingyang Li +2 位作者 Shiwei Wu Yuqi Xie Yongpeng Sun 《Fluid Dynamics & Materials Processing》 EI 2024年第9期2029-2043,共15页
The focus of this research was on the equivalent particle roughness height correction required to account for the presence of ice when determining the performances of wind turbines.In particular,two icing processes(fr... The focus of this research was on the equivalent particle roughness height correction required to account for the presence of ice when determining the performances of wind turbines.In particular,two icing processes(frost ice and clear ice)were examined by combining the FENSAP-ICE and FLUENT analysis tools.The ice type on the blade surfaces was predicted by using a multi-time step method.Accordingly,the influence of variations in icing shape and ice surface roughness on the aerodynamic performance of blades during frost ice formation or clear ice formation was investigated.The results indicate that differences in blade surface roughness and heat flux lead to disparities in both ice formation rate and shape between frost ice and clear ice.Clear ice has a greater impact on aerodynamics compared to frost ice,while frost ice is significantly influenced by the roughness of its icy surface. 展开更多
关键词 wind turbine icing blade surface roughness aerodynamic characteristics airfoil
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Analogy Theory and Application of Pressure Difference of Wind Turbine Blade Profile
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作者 Zhaohuang Zhang Aqeel Muhammad +3 位作者 Jun Zhang Qing Liu Weiwei Li Yuwang Song 《Journal of Harbin Institute of Technology(New Series)》 EI CAS 2020年第6期72-82,共11页
This paper aims to design an optimized blade for Horizontal Axis Wind Turbine(HWAT).Since airfoil is a basic component of blade design,an optimized airfoil(referred as SJX)was proposed based on the line theory through... This paper aims to design an optimized blade for Horizontal Axis Wind Turbine(HWAT).Since airfoil is a basic component of blade design,an optimized airfoil(referred as SJX)was proposed based on the line theory through the weight analogy to pressure distribution of air flow.Its lift,drag,lift⁃to⁃drag ratio were compared with those NACA2409⁃34,NACA2410,and RK40 airfoils by using Profili software at fixed wind velocity and under different angles of attack.The NACA2409⁃34 airfoil was found to be greatly similar with the SJX airfoil.Based on the Wilson method,blades using SJX and NACA2490⁃34 airfoils were developed and different performance parameters such as velocity distribution,pressure distribution,and power were compared under variable wind velocities and different angles of attack ranging from-4°to 6°at different radius from the center of rotor using computational fluid dynamics(CFD)in ANSYS FLUENT.Results of the study suggested that the performance of the SJX based airfoil and blade was much more optimized. 展开更多
关键词 wind turbine blade analogy theory of pressure difference airfoil profile lift to drag ratio airfoil design
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基于哨兵函数和S变换的风力机叶片材料损伤特性研究
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作者 廖力达 舒王咏 +3 位作者 张芝铭 刘亮 冯飞 陈为强 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期656-663,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 风力机叶片 复合材料 声发射 损伤特性 哨兵函数 s变换
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Numerical simulation of icing effects on static flow field around blade airfoil for vertical axis wind turbine 被引量:2
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作者 Li Yan Chi Yuan +2 位作者 Han Yongjun Li Shengmao Tagawa Kotaro 《International Journal of Agricultural and Biological Engineering》 SCIE EI CAS 2011年第3期41-47,共7页
Icing on blade surface of the straight-bladed vertical axis wind turbine(SB-VAWT)set in cold regions is a serious problem.To study the performance effects of icing on SB-VAWT,numerical simulations were carried out on ... Icing on blade surface of the straight-bladed vertical axis wind turbine(SB-VAWT)set in cold regions is a serious problem.To study the performance effects of icing on SB-VAWT,numerical simulations were carried out on the ice accretion on NACA 0015 airfoil which was always used for blade airfoil of SB-VAWT by CFD methods based on 2D steady incompressible N-S Equation.The morphology and procedure of icing on blade airfoil were obtained under different wind speeds,attack angles of blade and water flow flux in wind.The static flow fields,especially the static pressure fields around blade airfoil with or without icing on it were computed.The aerodynamic characteristics including the lift and drag force coefficients of blade airfoil were also calculated.The results indicated that icing caused the static pressure field changed greatly and led to the increasing of drag force and reducing the aerodynamic performance. 展开更多
关键词 vertical axis wind turbine(VAWT) ICING blade airfoil static flow field numerical simulation
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基于改进YOLOX-s的风机叶片表面缺陷检测
6
作者 张龙 吕鹏远 +1 位作者 兰金江 董鹏辉 《自动化与仪表》 2024年第11期69-73,78,共6页
提出一种改进YOLOX-s的缺陷检测方法。主要工作包括以下3个方面:第一,通过Imgaug数据增强策略重新构建了风机叶片缺陷数据集,弥补真实场景下的数据量不足;第二,采用模型压缩策略,对骨干网络的部分模块进行删减,并引入深度可分离卷积,提... 提出一种改进YOLOX-s的缺陷检测方法。主要工作包括以下3个方面:第一,通过Imgaug数据增强策略重新构建了风机叶片缺陷数据集,弥补真实场景下的数据量不足;第二,采用模型压缩策略,对骨干网络的部分模块进行删减,并引入深度可分离卷积,提升模型的推理速度,重构CBS卷积块为DSCBM模块,用于稳定网络性能;第三,引入GiraffeNeck融合机制和CA坐标注意力机制,提高模型对不同尺度特征的融合能力以及对缺陷目标的检测能力,对Head层进行改进,删减部分冗余的卷积块,进一步提升检测速度。实验结果表明,与YOLOX-s模型相比,mAP值提升2.6%,检测速度提高39帧/s。 展开更多
关键词 风机叶片 深度学习 注意力机制 轻量化 YOLOX-s
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Analysis of Coupled Vibration Characteristics of Wind Turbine Blade Based on Green's Functions 被引量:6
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作者 Liang Li Xuanling Zhang Yinghui Li 《Acta Mechanica Solida Sinica》 SCIE EI CSCD 2016年第6期620-630,共11页
This paper presents the analysis of dynamic characteristics of horizontal axis wind turbine blade, where the mode coupling among axial extension, flap vibration (out-of-plane bend- ing), lead/lag vibration (in-plan... This paper presents the analysis of dynamic characteristics of horizontal axis wind turbine blade, where the mode coupling among axial extension, flap vibration (out-of-plane bend- ing), lead/lag vibration (in-plane bending) and torsion is emphasized. By using the Bernoulli-Euler beam to describe the slender blade which is mounted on rigid hub and subjected to unsteady aero- dynamic force, the governing equation and characteristic equation of the coupled vibration of the blade are obtained. Due to the combined influences of mode coupling, centrifugal effect, and the non-uniform distribution of mass and stiffness, the explicit solution of characteristic equation is impossible to obtain. An equivalent transformation based on Green's functions is taken for the characteristic equation, and then a system of integrodifferential equations is derived. The nu- merical difference methods are adopted to solve the integrodifferential equations to get natural frequencies and mode shapes. The influences of mode coupling, centrifugal effect, and rotational speed on natural frequencies and mode shapes are analyzed. Results show that: (1) the influence of bending-torsion coupling on natural frequency is tiny; (2) rotation has dramatic influence on bending frequency but little influence on torsion frequency; (3) the influence of bending-bending coupling on dynamic characteristics is notable at high rotational speed; (4) the effect of rotational speed on bending mode is tiny. 展开更多
关键词 wind turbine blade mode coupling dynamic characteristics Green's function.
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Effects of Offset Blade on Aerodynamic Characteristics of Small-Scale Vertical Axis Wind Turbine 被引量:1
8
作者 LI Yan ZHAO Shouyang +2 位作者 QU Chunming FENG Fang KOTARO Tagawa 《Journal of Thermal Science》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第2期326-339,共14页
A new way of connecting blade to rotor shaft named offset blade method was proposed for straightbladed vertical axis wind turbine(SB-VAWT) in this study. In order to invest the efficiency of this method and effects of... A new way of connecting blade to rotor shaft named offset blade method was proposed for straightbladed vertical axis wind turbine(SB-VAWT) in this study. In order to invest the efficiency of this method and effects of main parameters including offset length and blade airfoil on improving the output power performance and static starting characteristics, numerical simulations and wind tunnel tests were carried out. Four kinds of blade airfoil including NACA0012, NACA0018, NACA0024 and S809 were selected to analyze the influence of blade thickness and symmetry on SB-VAWT with offset blade. Numerical simulations were firstly carried out on output power for the rotor with 6 kinds of offset length for each airfoil. Wind tunnel tests were also carried out to compare with the results of simulations. The flow fields of rotor with different offset lengths were simulated and the effects of offset blade were analyzed. The optimum offset length among all studied for output power performance was found. Furthermore, the static starting torque and aerodynamic force characteristics of the rotor with optimum offset length were researched. According to the results, appropriate offset length can improve the output power characteristics and smooth the fluctuations of the static torque during one rotational period. The best offset length varies with the airfoil. 展开更多
关键词 vertical axis wind turbine(VAWT) OFFsET blade airfoil numerical simulations wind tunnel tests
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基于Wilson法风力机叶片设计及试验研究 被引量:11
9
作者 贺玲丽 汪建文 +1 位作者 刘雄飞 张立茹 《可再生能源》 CAS 北大核心 2013年第2期10-14,共5页
基于MATLAB平台,采用Wilson方法设计了1台300W水平轴风力机,通过筛选选择某S翼型进行叶片设计,并对其气动性能进行了计算。计算结果表明,S翼型风轮有效尖速比范围较宽,功率系数Cp值在0.3以上的区域所对应的尖速比入为4~10.5,整... 基于MATLAB平台,采用Wilson方法设计了1台300W水平轴风力机,通过筛选选择某S翼型进行叶片设计,并对其气动性能进行了计算。计算结果表明,S翼型风轮有效尖速比范围较宽,功率系数Cp值在0.3以上的区域所对应的尖速比入为4~10.5,整体的功率系数变化平缓;最大推力系数G在高尖速比时变化平稳;有效转矩系数GM为3~12.3,S翼型叶片气动性能较好。自制风力机样机在低速风洞中进行试验,试验结果表明,在风速为4~14m/s时,与市场上某300W传统翼型风力机相比,S翼型风力机功率平均提高了30.76%,尤其在风速为4~6m/s时,S翼型风力机功率提高较大,可以更好地利用中低风速。通过计算和试验研究可知,该S翼型适用于小型风力机叶片的设计。 展开更多
关键词 水平轴风力机 s翼型 叶片设计 试验研究
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CAS风力机叶片外侧翼型粗糙敏感性分析与优化 被引量:5
10
作者 黄宸武 杨科 +3 位作者 刘强 白井艳 张磊 徐建中 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期562-567,共6页
以最大升力系数下降率为评价指标,针对自主研发的风力机叶片外侧专用翼型CAS-W1-150/180/210进行粗糙敏感性核算和试验分析,并通过调整CAS-W1-210翼型前缘半径、尾缘厚度和上表面厚度以及采用S型后加载下表面尾形的方法,改善了翼型表面... 以最大升力系数下降率为评价指标,针对自主研发的风力机叶片外侧专用翼型CAS-W1-150/180/210进行粗糙敏感性核算和试验分析,并通过调整CAS-W1-210翼型前缘半径、尾缘厚度和上表面厚度以及采用S型后加载下表面尾形的方法,改善了翼型表面的压力分布,有效降低了此翼型的粗糙敏感性,优化得到了粗糙敏感性更低、气动性能更优的新翼型CAS-W2-210。 展开更多
关键词 风力机 叶片 翼型 气动性能 粗糙敏感性
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CAS风力机叶片薄翼型气动性能实验与分析 被引量:3
11
作者 黄宸武 杨科 +3 位作者 刘强 张磊 白井艳 徐建中 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期573-580,共8页
CAS-W1-150/180/210薄翼型是设计用于风力机叶片外侧的翼型,以它的风洞实验结果为基础,分析重复性测量精度与各因素对气动性能影响的趋势,并与国外同类翼型进行比较。分析两次不同时间的测量数据,结果表明升力系数重复精度相对较高,而... CAS-W1-150/180/210薄翼型是设计用于风力机叶片外侧的翼型,以它的风洞实验结果为基础,分析重复性测量精度与各因素对气动性能影响的趋势,并与国外同类翼型进行比较。分析两次不同时间的测量数据,结果表明升力系数重复精度相对较高,而阻力系数的重复精度相对较差,原因可能是尾迹排管中被测压力的波动及阻力的量级较小所致。与国外同类翼型比较表明:CAS翼型最大升力系数优于国外同类翼型,升阻比除CAS-W1-180翼型不好判断外,其他至少与国外同类翼型相当。另外,依据本实验和国外同类翼型的实验结果,分析雷诺数、粗糙度和几何参数对翼型升力特性的影响,尤其提出评价薄翼型粗糙度影响的合理指标,得到一些有参考价值的结论。 展开更多
关键词 风力机 叶片 翼型 气动性能 升力系数 粗糙度
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S系列新翼型风力机叶尖近尾迹区域流场数值计算与分析 被引量:4
12
作者 代元军 汪建文 +2 位作者 吴伟民 张立茹 赵宏宇 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期195-201,共7页
以S系列新翼型为例,针对设计风速最佳攻角含有叶尖涡的复杂流动,提出一种采用分区域过渡层网格的方法来改善叶尖涡模拟的新网格生成策略。这种利用过渡层网格从叶片的贴体网格区域向中部加密网格区域中捕捉叶尖涡形成的位置和大小,通过... 以S系列新翼型为例,针对设计风速最佳攻角含有叶尖涡的复杂流动,提出一种采用分区域过渡层网格的方法来改善叶尖涡模拟的新网格生成策略。这种利用过渡层网格从叶片的贴体网格区域向中部加密网格区域中捕捉叶尖涡形成的位置和大小,通过控制网格梯度变化能获得高精度计算结果。数值计算和分析表明:该网格能合理捕捉到S系列新翼型叶尖涡的细节变化信息以及叶轮表面压力分布的细节变化特性,发现了风力机叶尖涡在初期向内迁移的现象。证明该网格生成策略合理有效。 展开更多
关键词 风力机 s系列新翼型 NACA系列传统翼型 叶尖涡 过渡层网格 网格梯度
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基于Ansys与nCode联合仿真的风力机叶片疲劳分析 被引量:11
13
作者 蔡新 常鹏举 +1 位作者 郭兴文 林世发 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1342-1346,共5页
为了研究风力机叶片疲劳破坏问题,文章建立了某1.5 MW商用叶片模型,通过Ansys与nCode软件联合仿真,对其进行了疲劳寿命分析。为进一步研究叶片疲劳损伤规律,对叶片在各个疲劳载荷工况下的损伤进行了分析,结果表明:疲劳损伤主要位于叶根... 为了研究风力机叶片疲劳破坏问题,文章建立了某1.5 MW商用叶片模型,通过Ansys与nCode软件联合仿真,对其进行了疲劳寿命分析。为进一步研究叶片疲劳损伤规律,对叶片在各个疲劳载荷工况下的损伤进行了分析,结果表明:疲劳损伤主要位于叶根前缘和前缘与主梁连接处,并且主要出现在风速较大、发生次数较多、纵向湍流强度较强的工况;叶片总体疲劳寿命约为24.5 a,满足疲劳强度设计要求。 展开更多
关键词 风力机叶片 有限元分析 nCode s-N曲线 疲劳寿命
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S809风力发电机叶片翼型雾凇覆冰程度及气动性能模拟
14
作者 李震 万涛 +1 位作者 郝宇超 于跃 《内蒙古科技大学学报》 CAS 2021年第2期162-167,共6页
模拟S809风力发电机叶片翼型冬季结冰现象,将笛卡尔坐标系下的覆冰外形转换至极坐标,并拟合此范围内的覆冰增长公式.模拟及公式拟合结果表明:在一定温度范围内,拟合公式可以有效预测覆冰增长量,对比冰厚比表达方式,此方法可以更准确表... 模拟S809风力发电机叶片翼型冬季结冰现象,将笛卡尔坐标系下的覆冰外形转换至极坐标,并拟合此范围内的覆冰增长公式.模拟及公式拟合结果表明:在一定温度范围内,拟合公式可以有效预测覆冰增长量,对比冰厚比表达方式,此方法可以更准确表征覆冰程度;气动特性对比结果显示在一定攻角范围内叶片结冰将导致叶片气动性能提升. 展开更多
关键词 风力发电机叶片 翼型 覆冰 s809 气动特性
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S形叶片空气阻力系数的仿真计算 被引量:3
15
作者 袁猷 张玉华 《安徽工业大学学报(自然科学版)》 CAS 2011年第3期246-249,共4页
为确定双叶片立轴风力机的性能参数,根据S形叶片结构和运动特点,建立S形叶片与流场的有限元模型,对给定位姿叶片周围的流场进行CFD仿真计算与分析,揭示S形叶片周围流场的速度和压力分布规律。基于叶片迎风面和背风面的压力分布曲线,给... 为确定双叶片立轴风力机的性能参数,根据S形叶片结构和运动特点,建立S形叶片与流场的有限元模型,对给定位姿叶片周围的流场进行CFD仿真计算与分析,揭示S形叶片周围流场的速度和压力分布规律。基于叶片迎风面和背风面的压力分布曲线,给出叶片凹、凸面的空气阻力系数的计算方法。根据模拟结果对不同风速下叶片凹、凸面的空气阻力系数进行分析和比较,得出该叶片气动性能随风速变化的规律。 展开更多
关键词 立轴风力机 s形叶片 空气阻力系数 CFD
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基于Theodorsen理论的新型动态失速预测模型及其应用
16
作者 李治国 高志鹰 +2 位作者 张雅静 张立茹 汪建文 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期409-414,共6页
风力机叶片动态失速时的非定常气动特性及严重的迟滞现象使得风力机功率实测值严重偏离其静态预测值。鉴于此,基于Theodorsen理论、基尔霍夫势流理论,在忽略低阶附加质量引起的下洗气流加速度项及状态变量转换后,提出一种包括翼型附着... 风力机叶片动态失速时的非定常气动特性及严重的迟滞现象使得风力机功率实测值严重偏离其静态预测值。鉴于此,基于Theodorsen理论、基尔霍夫势流理论,在忽略低阶附加质量引起的下洗气流加速度项及状态变量转换后,提出一种包括翼型附着流和后缘动态分离流的新型动态失速模型。利用该模型分析NREL 5 MW海上风力机叶片6种翼型的非定常动态失速特性得出:通过翼型的气流在完全附着流与完全分离流之间不断转换,受附着流脱落尾诱导的动态下洗气流影响及边界层动态分离产生的压力滞后的双重作用,动态升力系数变化曲线和静态升力现象曲线偏差较大,6种翼型动态升力系数变化曲线均呈非常明显的迟滞环现象。DU40、DU35、DU30、DU25、DU21和NACA64这6种翼型动态升力系数增幅明显,分别达17.6%、60.9%、60.7%、55.1%、63.7%和40.8%。动态失速攻角极大地超过静态失速攻角,分别增大到36.53°、21.40°、20.20°、17.68°、16.97°和21.42°。6种翼型动态失速预测结果与公开实验数据结论一致,证实所提出的动态失速气动模型计算结果准确可信,具有较强通用性。 展开更多
关键词 Theodorsen理论 翼型 风力机叶片 升力系数 预测模型
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Impeller modeling and analysis based on UG NX/KF and Fluent 被引量:5
17
作者 王凌云 黄红辉 Rae W.West 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2012年第12期3430-3434,共5页
Parametric modeling of the impeller which drove a small wind device was built by knowledge fusion technology.NACA2410 airfoil blade was created by KF language.Using technology of UG/KF secondary development for the au... Parametric modeling of the impeller which drove a small wind device was built by knowledge fusion technology.NACA2410 airfoil blade was created by KF language.Using technology of UG/KF secondary development for the automatic modeling of wind turbine blade,the program can read in the airfoil data files automatically and the impeller model entity can be generated automatically.In order to modify the model,the aerodynamic characteristics of the impeller were analyzed for getting aerodynamic parameters by Fluent.The maximum force torch and best parameters of impeller were calculated.A physical prototype impeller was manufactured and the correctness of the design was verified,and the error of force torch between simulation and experimental results is about 10%.Parameterization design of the impeller model greatly improves the efficiency of modeling and flexibility of the CAD system. 展开更多
关键词 knowledge fusion airfoil wind turbine blade parametric design CAD/CAE
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USST高性能水平轴风力机翼型族
18
作者 张倩莹 伊鹏辉 +1 位作者 刘兆方 黄典贵 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期289-295,共7页
结合层流翼型与钝尾缘的特性,通过Hicks-Henne型函数对翼型参数化修型,基于多岛遗传算法及Xfoil气动分析,针对大型水平轴风力机翼型进行多目标函数、多设计工况、多约束条件下的优化设计,得到适用于大型风力机的高性能翼型族(USST翼型族... 结合层流翼型与钝尾缘的特性,通过Hicks-Henne型函数对翼型参数化修型,基于多岛遗传算法及Xfoil气动分析,针对大型水平轴风力机翼型进行多目标函数、多设计工况、多约束条件下的优化设计,得到适用于大型风力机的高性能翼型族(USST翼型族)。其升阻比在大多数攻角下均高于同厚度的FFA、DU系列等现有风力机翼型族,且在同样的升力系数下具有更大的升阻比。最后为考核优化设计得到的翼型族,采用数值模拟方法对优化结果进行验证,证明设计得到的新型风力机翼型族具有优越的气动性能。 展开更多
关键词 风力机 水平轴 翼型 钝尾缘 气动性能 叶片优化
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基于ANSYS的PVC芯材剪切性能仿真分析与应用研究 被引量:4
19
作者 张振聪 黄辉秀 +1 位作者 陈礼贵 刘卫生 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2020年第9期68-73,共6页
根据当前复合材料用芯材的通用表面处理方式,基于ANSYS建立的芯材仿真模型,预测其面外剪切模量,使用复合材料力学的经典薄片模型理论计算结果与之校核,两者吻合良好。利用仿真模型的计算结果进一步讨论芯材表面处理的不同因素水平对芯... 根据当前复合材料用芯材的通用表面处理方式,基于ANSYS建立的芯材仿真模型,预测其面外剪切模量,使用复合材料力学的经典薄片模型理论计算结果与之校核,两者吻合良好。利用仿真模型的计算结果进一步讨论芯材表面处理的不同因素水平对芯材剪切模量的影响,结果表明选用孔径为2 mm,深槽宽度为1.2 mm,深槽留底高度为2 mm和浅槽高度为3 mm时,芯材具有较高的剪切模量,将试验结果与之对比发现,两者误差为1.74%,在可接受范围内;实现了"理论模拟,试验校核"的设计理念,高效、节时、省力。同时,将模拟结果与王耀先半经验公式对比发现,当P=2.047时,两者误差不超过0.97%,吻合度较好;可使用该经验公式预测简单形式的芯材剪切模量。 展开更多
关键词 风电叶片 复合材料 薄片模型理论 ANsYs PVC芯材 剪切性能 王耀先半经验公式
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固定转捩对不同系列及厚度翼型气动性能的影响研究
20
作者 李春曦 吴英明 +1 位作者 苏顺龙 叶学民 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期513-522,共10页
为探究翼型表面污染对其气动性能的影响,基于SST k-ω模型对DU、NACA44XX系列的不同厚度翼型的气动性能进行数值模拟,确定两系列翼型的固定转捩敏感位置,分析固定转捩对两系列及不同厚度翼型气动参数、失速特性及内流特征的影响。结果表... 为探究翼型表面污染对其气动性能的影响,基于SST k-ω模型对DU、NACA44XX系列的不同厚度翼型的气动性能进行数值模拟,确定两系列翼型的固定转捩敏感位置,分析固定转捩对两系列及不同厚度翼型气动参数、失速特性及内流特征的影响。结果表明:不同的气动外形会明显改变翼型的转捩敏感位置,但相对厚度的变化不会对其产生影响,DU和NACA44XX系列翼型吸力面和压力面上的转捩敏感位置分别位于1%c、5%c处及1%c、9%c处;NACA44XX翼型受固定转捩的影响相较于DU翼型更大,并随厚度的增大其影响更加显著;相对厚度增大导致固定转捩位置附近的高涡量区和整体涡团尺寸进一步增大,气动外形和相对厚度对固定转捩敏感度的影响主要体现在尾缘处的分离涡。 展开更多
关键词 风力机 风电叶片 翼型 粗糙度 相对厚度 气动性能 失速
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