漂浮取水泵叶片几何参数优化数值模拟

为了优化漂浮取水泵叶片几何参数,基于Pro/E建立了不同参数叶片内部流场模型,利用FLUENT进行数值模拟,探讨了不同叶片数、包角度数、叶片厚度对漂浮取水泵的外特性、内部流场、叶片受力和速度分布的影响。结果表明:叶片数越大,叶片表面相同位置液流速度越大;叶片数对流量功率曲线影响较大,对效率曲线影响不显著;包角度数应适中,过大会导致叶片表面出现局部低压,过小会导致叶片出口压力积聚;随着包角的增大,效率曲线驼峰特性越显著,高效区向流量减小方向移动;叶片厚度对外特性曲线影响不明显。研究结果可为优化叶片几何参数、改善内部流场分布以及提高泵的效率提供一定参考。     

叶轮背叶片形状对熔盐泵性能的影响

为了研究叶轮背叶片形状对熔盐泵外特性、轴向力、内部流场的影响,以一台立式高温熔盐泵为研究模型,采用Creo建立了背叶片前弯叶片、后弯叶片、倾斜叶片以及径向直叶片等4种结构不同的叶轮背叶片盖板模型,并采用标准k-ε湍流模型对4种方案下泵外特性、内流场以及轴向力进行了数值模拟,重点分析了叶轮背叶片形状对泵轴向力的影响.结果表明:设计工况下,叶轮背叶片形状对熔盐泵的外特性影响较小;前弯叶片在叶片外侧出现了明显的低压区;前弯叶片和后弯叶片对熔盐泵内的水力损失影响较小;背叶片对平衡轴向力有重要的作用,4种形状的背叶片在叶片数为6时平衡轴向力的效果均较好,最多可平衡48%的轴向力.从提高效率方面考虑,熔盐泵叶轮背叶片可采用后弯叶片;从平衡轴向力方面考虑,可采用径向直叶片.     

基于烟线法的直线翼垂直轴风力机静态流场可视化试验

为探明直线翼垂直轴风力机自起动性能与风力机叶片迎风角度的关系,设计制作了一台具有3枚NACA0018翼型叶片的直线翼垂直轴风力机模型。通过风洞试验测试了直线翼垂直轴风力机在不同风速下自起动性与叶片迎风角度的关系;利用烟线法对风力机的静态流场进行了可视化试验,获得了不同叶片迎风角度下风力机周围流场的流迹线图像;分析了风力机自起动性与叶片翼型、叶片个数、叶片受力情况和周围流场的关系。     

风力发电机叶片动态载荷分析

阐述了风力发电机叶片动态栽荷的研究现状和存在的主要问题,研究了叶片的基本载荷并给出了相关计算公式。重点分析了叶片动态载荷引起的振动,并对其进行了模态分析。同时．叶片的屈曲分析、强度校核内容也进行了一定的探讨。风力发电机叶片动态载荷分析的结果,为叶片气动设计和结构设计奠定了理论基础。     

风筛式清选装置离心风机气流场仿真分析

利用Gambit软件建立了四种风机模型。四叶片有倾角模型、四叶片无倾角模型、六叶片有倾角模型和六叶片无倾角模型,并通过FLUENT软件对四种模型风机内部气流场进行了数值模拟。模拟过程中滑移网格采用了非定常计算,通过改变风机叶片数和叶片倾角,讨论了风机叶片数和倾角对风机特性的影响。比较了四种模型下出风口中层沿风机轴方向的风速值,得出风机叶片数为六片且无倾角时,风速的变异性系数最小,即该层上横向气流分布相对比较均匀。     

小麦叶片力学性能及其微观结构研究

测定了小麦成熟期叶片的力学性能,研究了叶片的“应力-应变”规律;实验观察了叶片的微观组织结构,得到了叶片扫描电镜下的解剖构造图像;分析了小麦叶片承载能力与微观组织结构之间的相互关系,建立了叶片横截面的力学模型。结果表明：小麦叶片是一种典型的多相、筛状、不连续、不均匀、各向异性的复合材料,叶片具有一定的强度和良好的弹性,其承载能力取决于厚壁机械组织的厚度和维管束组织的数量,以及各组织及其细胞之间的连接形式和连接强度,其纵向拉伸强度口6—3．52～5．48MPa、横向撕裂强度盯6—0．30—0．58MPa。     

基于UG和VERICUT的汽轮机叶片加工工艺和仿真的研究

本文通过对汽轮机叶片进行CAM编程、仿真加工和叶片检测并成功试制出合格的叶片。针对四轴联动精加工叶片型面时加工效率不高和加工质量较低,采用3+1轴加工方式提高了叶片型面的加工效率和质量;使用VERICUT软件创建了叶片仿真加工环境,可以有效检查刀具碰撞和过切情况;针对叶片型面检测难问题,采用逆向工程生成叶片逆向模型与设计模型进行校核比对的方法,可以有效检测叶片型面是否符合公差要求。     

油菜叶片图像中主叶脉快速去除方法

油菜叶片图像中主叶脉的去除是进行油菜叶片氮营养诊断的基础。经典的植物叶片叶脉提取算法由于不同程度地利用了叶片表面细节特征,不适合于实时性要求较高的油菜叶片营养诊断处理。为此,提出了一种基于RGB颜色空间的快速去除油菜叶片图像主叶脉的快速截留超绿—超红新算法。实验结果表明,提出的快速截留超绿—超红算法不仅能够准确、有效、完整地清除出油菜叶片的叶脉部分,同时能够有效地去除叶面上的污点、黄化部分以及虫咬痕迹。通过油菜叶色特征与叶片SPAD值相关性分析发现,清除主叶脉后的油菜叶片图像颜色特征对油菜叶片氮营养诊断更有效。     

基于叶面叶绿素分布特征的黄瓜叶片氮钾元素亏缺诊断

利用高光谱图像技术无损表征黄瓜叶片的叶绿素分布特征,并将其作为N、K元素亏缺诊断依据。采集黄瓜叶片的高光谱图像数据,利用高效液相色谱法分析黄瓜叶片的叶绿素含量,利用遗传算法建立叶片高光谱图像信号与叶绿素含量的对应关系,进而实现黄瓜叶片叶绿素分布图的无损检测。与对照组叶片的叶绿素分布图相比,缺N叶片主要表现为叶片中心区域叶绿素含量偏低,而缺K叶片主要表现为叶片边缘的局部区域叶绿素含量偏低。据此分别提取缺N、缺K叶片及对照组叶片的叶绿素及其分布特征(叶片中心区域所有像素点的叶绿素含量均值、叶片边缘区域叶绿素含量偏低的像素点数量),并借助提取的特征参数建立了N、K元素亏缺诊断方法,其正确诊断率为95%。研究结果表明,叶绿素叶面分布特征可有效实现黄瓜植株N、K元素的亏缺诊断。     

基于Android手机的植物叶片面积快速无损测量系统

基于Android手机平台构建了一种植物叶片面积快速无损测量系统。获取包含被测植物叶片与已知面积的参照物图像,经图像灰度化、图像平滑、图像二值化、图像几何校正和连通区域标记等处理,根据参照物和被测植物叶片面积比得到植物叶片的面积。基于Android编程技术对系统的功能和界面进行了设计,对图像的几何失真问题提出了几何校正方法。以三叶草、木槿、腊梅、枫树、银杏、樱花等多种植物叶片为对象进行面积测量。试验结果表明,系统不受叶片形状的限制,面积测量的相对误差在-2.9%~2.7%,能够有效测量植物叶片面积。     

玉米叶片黄化原因及防治对策

通过对玉米叶片黄化原因的全面系统分析,总结了玉米叶片黄化的原因、类型及症状表现,有针对性地提出了玉米叶片黄花防治对策。     

双旋涡轮叶片不同参数下外流场模拟分析及优化

【目的】研究搅拌器中双旋涡轮叶片的外流场特性与叶轮参数之间的关系。【方法】采用叶轮设计理论分析、模拟与优化等方法,研究双旋涡轮叶片数、叶片开孔、中心轴开孔这3个影响因素对外流场的影响结果,对模型进行分析和整体优化,与传统斜叶涡轮叶片对比研究。【结果】叶片数量、叶片开孔及中心轴开孔的分析情况中,叶片数目为6时外流场的循环环流明显,环流强度较大,即搅拌效率最高;叶片开孔与中心轴开孔的情况,在一定程度上破坏了循环环流,降低了搅拌效率,即无孔方案更佳;在对流场的模拟分析中,叶片数量对外流场影响最大。【结论】在3个不同影响因素下,叶片数量在3个影响外流场的因素中作用最大;叶片有孔相较于无孔降低了搅拌效率;中心轴开孔相较于无孔,在一定程度上降低了搅拌效率模拟分析中最佳方案为6叶片无孔涡轮叶片。上述模拟分析结果,在涡轮叶片的分析中有一定的参考作用,为以后搅拌器的叶轮分析研究提供了相关理论依据。     

果园风送喷雾机风机叶片模态分析——基于ANSYS Workbench

以果园风送喷雾机的轴流风机叶片作为研究对象,利用CAD/CAM软件Pro/E建立叶片三维模型图,考虑几何结构、材料、约束等因素,采用有限元分析软件ANSYS Workbench进行模态有限元分析。分析结果表明:通过轴流风机叶片固有频率与外界的激励频率的校核,叶片有效地避免了共振的发生。轴流叶片的主要振动是弯曲、扭转振动以及两者的融合振动,设计时应加强叶片的弯曲强度。研究结果为提高果园风送喷雾机的性能及风机叶片的设计优化提供了依据。     

风电叶片用芯材的应用进展

芯材是风电叶片的关键材料之一,主要用于风电叶片的壳体、腹板和叶根中,为叶片提供刚度和抗剪切作用,提高整个叶片的抗载荷能力。风电叶片作为大型构件,因此芯材需要具有良好的机械性能,另外还需具有良好的工艺性能。针对目前风电叶片所采用的芯材,国内外研究机构及制造商对叶片夹芯材料的应用研究,着重综述了目前应用较多的四种风电叶片芯材(轻木、PVC材料、PET材料、SAN材料)在材料性能方面和加工应用方面的研究进展。     

高比转数混流泵导叶设计计算

借鉴泵叶轮的反问题设计理论,用Fortran语言编程实现了高比转数混流泵空间导叶的水力设计.提出了采用流线迭代法求解轴面流动,应用逐点积分法进行导叶叶片绘型,在保角变换平面上加厚叶片和修圆叶片头部、尾部的基本理论和方法;讨论了导叶叶片安放角分布规律、叶片出口边位置对设计计算结果的影响.该方法设计计算精度高,能得到光滑的叶片表面、齐全的叶片表面数据,便于数控机床加工制造.     

长短叶片离心泵叶轮内部流动的PIV测量

设计了一副长短叶片各5个间隔布置的离心泵叶轮，应用二维粒子图像速度仪（2D—PIV）成功测试了大流量、设计流量和小流量3种工况下长短叶片同一叶槽内的瞬时流场。测试结果充分揭示了长短叶片叶轮内速度矢量场特征及长叶片吸力面、压力面和短叶片压力面、吸力面相对速度随叶轮半径的变化规律。分析了3种工况下相对速度沿圆周方向的变化规律。     

S型叶片周围复杂流态的研究

在水洞实验台上进行了S型叶片绕流的实验观察与实验数据采集。对不同攻角、不同雷诺数下的S叶片周围流态进行了分析，借助于气泡的形态变化对流态进行了深入探讨。实验中发现：随着攻角的增大，S叶片尾部射流逐渐加强，同时S型叶片正面流态随攻角的增大逐渐失稳；S叶片尾部存在着复杂的加速流、射流与尾涡结构之间的相互作用，随雷诺数增大，这种相互作用变得愈加强烈；可以预测S型叶片易发生空化的区域在前缘处，空化的型式为局部空化。研究结果为新型叶片设计提供了依据，并为使用S型叶片的转轮的流体动力学性能预测提供了参考。     

玉米叶片生理电容与含水率表达模型的研究

为了能对玉米水分亏缺进行准确的判断,进而做出适时适量的灌溉,对玉米电特性与叶片含水率进行了深入的研究。通过叶片非离体和离体实验数据采集及数据分析处理,得到在100Hz、1k Hz、10k Hz3种不同频率下,非离体与离体玉米叶片电容都随着时间推移逐渐变小,非离体玉米叶片电容的变化曲线相对离体玉米叶片的变化曲线更加平缓,且100Hz频率下玉米叶片电容值的变化幅度最大。离体玉米在夜间电容值没有延续之前趋势一直下降,甚至有了提高,这与晚间叶片停止光合作用,叶片会适当吸收空气中的水分有关。通过对叶片电容与含水量实验数据的拟合,拟合检验值R2为0.96327,可以得到叶片含水量与叶片电容呈线性关系。     

风力发电机组风轮的叶片材料

介绍了风力机叶片的材料,分析了各种叶片材料的特点,介绍了国内外风力机叶片的发展概况及发展趋势,提出了我国的差距和未来发展的建议。通过对叶片材料的特性分析比较,可以发现叶片的发展趋势为重量更轻,使用寿命更长,造价更低廉。现在使用的风力机叶片大部分都是采用玻璃纤维增强材料。其它候选材料包括碳纤维增强塑料、混合复合材料、WindStrandTM增强材料等。随着风力机风轮直径的增大,叶片生产材料必然向着强度更大,抗疲劳特性更好的方向发展。在对造价更低、性能更为可靠的材料的追求之下,还会出现其他更加优异的材料。     

采用近似模型和NSGA-Ⅱ遗传算法的旋流泵性能优化研究

旋流泵无叶腔宽度、叶片数和叶片宽度是影响旋流泵性能中最重要的几何参数。【目的】建立旋流泵性能优化方法,为今后的工程提供参考。【方法】采用中心复合的方法对无叶腔宽度L、叶片数Z和叶片出口宽度b2进行了试验设计,使用CFD数值计算获得了样本的性能特性,而后采用Kriging模型建立了几何参数与旋流泵效率和叶片表面剪切应力的关系,最后利用非支配排序遗传算法对几何参数进行多目标寻优并进行了性能预测和对比分析。【结果】研究确定旋流泵最优几何参数L为25 mm、Z为8枚、b2为26.45 mm;优化后旋流泵无叶腔的宽度降低了16.67%,叶轮的叶片数增加了1枚,叶片的出口宽度增加了25.95%。优化后旋流泵的效率显著提高,同时叶片的表面剪切应力降低;在设计工况点,旋流泵的效率提高了1.06%,叶片平均剪切应力从优化前的274.37 Pa减少至204.57 Pa,降低了25.44%;优化后消除了在叶片的前缘处较大的剪切应力;叶片的表面的剪切应力在靠近叶片的出口处得到显著抑制。【结论】通过数值模拟验证了中心复合的方法是可行,提高了旋流泵性能。