卷翼型风扇清选装置在联合收割机上的应用

目前各种谷物联合收割机上采用的清选风扇叶片大多是平直叶片,外形采用简易矩形结构（切角或不切角）。该结构风扇由于叶片形状的原因,在实际使用中气流有较大的撞击损失,而且噪音大,清选损失大,越来越无法满足谷物联合收割机在清选方面的使用要求。     

对称翼型转轮双向竖井贯流泵装置

为了使转轮具有相同的正向和反向性能,可采用压力面和吸力面相同的翼型即对称翼型.针对城市水环境治理工程中超低扬程双向抽水的要求,对基于对称翼型转轮的双向竖井贯流泵形式的装置,研究了其水力性能.运用三维数值模拟技术优化获得了泵装置进、出水流道型线和控制尺寸.依据国家相关试验方法和规程,基于高精度水力机械试验台,从大流量到小流量依次测试了正反向工况下各5个叶片角度下的水力性能.模型试验结果表明,该装置形式可以获得较好的正反向能量特性.根据莫迪公式换算的原型性能结果表明,裴家圩泵站中采用的对称翼型转轮双向竖井贯流泵装置,可以保证正反向工况下均能高效运行,运行效率均超过了60%.该研究成果对同类双向超低扬程泵站的选型和设计有着重要参考价值.     

机翼型涡轮流体仿真分析

涡轮发电机是常见的井下供电电源之一,目前已成为诸多测井系统的井下主电源.建立了井下涡轮发电机中的机翼型涡轮的数值模拟模型,并对模拟的机翼型涡轮在转子旋转不同角度时所对应的定子压降、转子压降、总压降以及转子扭矩的变化规律进行了分析.仿真分析表明,转子的最优旋转角度范围为20°～160°;当转子旋转角度为90°时,转子的扭矩最小值为17.43N·m,可以满足工程实际需要.该设计对其他同类型的机翼型涡轮的机械设计具有参考价值和指导意义.     

翼型表面磨损破坏试验和流场PIV测试

在收缩-扩散形试验段中对铝制翼型进行了沙粒磨损破坏试验。采用扫描电镜观测翼型上表面各位置磨损破坏的微观形貌,采用PIV对无固相流场进行了测试。根据磨损破坏微观形貌,将破坏模式分为楔入、犁耕及切削3类,结合PIV测试结果分析不同位置所产生破坏形貌的流场原因。研究认为,微观破坏形貌取决于作用在该位置处沙粒的运动特征,而破坏总体分布及程度依赖于流场中沙粒随流体运动的规律,无固相流场PIV能为沙粒破坏模式的分析提供支持。研究结论对开展水力机械过流表面磨损研究有积极意义。     

近壁面网格尺寸对风力机翼型数值计算结果影响研究

采用3种不同的网格划分策略,在雷诺数Re=3.0×106的条件下,基于雷诺时均方法对NACA4415翼型进行了数值分析,研究了不同攻角下采用k-ωSST(Shear Stress Transport)湍流模型时近壁面网格尺寸对翼型气动性能的影响,并将数值计算结果与实验结果进行了比较。研究表明:翼型近壁面网格的y+值和网格纵横比对翼型升阻力系数和表面压力分布有较大影响,且大攻角下,网格纵横比的影响更加明显。     

对称翼型导叶的轴流泵数值模拟

针对农业灌溉中对轴流泵性能的要求,为了更深入的研究该轴流泵的性能特性,研究了NACA0006对称翼型导叶的轴流泵性能,利用计算流体动力学软件Fluent,采用RNG k-ε湍流模型和SIMPLEC算法对该轴流泵进行数值模拟。通过对其进行数值计算和对比分析表明,设计工况下的数据值不仅与Fluent软件模拟的数据值相对误差为1.9%,并且应用Fluent软件模拟计算得到泵的性能曲线与性能实验的结果吻合较好,证明了在轴流泵导叶设计中,NACA0006翼型不仅结构简单、适用性良好,而且取得了更高的效率。     

深水充气增氧机叶轮的设计

叶轮是深水充气增氧机的重要零件，它的工况好坏对增氧机的性能影响较在硒文根据深水充气增氧机的工况要求，参照轴流泵叶轮的设计方法对１．５ｋＷ深水充气增氧机叶轮进行设计计算。     

林木采育机多密实度蜂窝辊的径向压缩响应

  目的  针对为林木采育机而设计的蜂窝进料辊,研究其在采伐时夹紧和翻转工序的模拟工况下,密实度差异对压缩响应的影响。  方法  将15套蜂窝辊按照密实度划分为3种等级,经由理论模型和模拟仿真分析,对多密实度下的力学和吸能特性的变化做量化探究。选出其中3套制备试件,进行线弹性阶段内的径向压缩试验,利用数字图像相关技术对压缩过程中试件的变形进行监测,比较微观上塑性铰处的结点变形,同时对比仿真与试验的结果,进而总结双V附翼蜂窝进料辊的变形模式。  结果  仿真结果显示:平台阶段下随着密实度增长约10%,蜂窝辊的等效应力上升幅度处于2 MPa以内,但吸能量则提升了近乎6倍。试验结果表明:线弹性阶段下相同幅度的密实度提升,虽然导致质量增大约59.78%,但接触力却获得约3.4倍的提升。变形观测后提出准静态压缩下的V型变形模式,在离散系数低于6%的情况下获得了验证。  结论  蜂窝辊在密实度为0.25 ~ 0.40范围内的压缩响应表现为:以壁厚和层数为主要变量的密实度分别与等效应力和吸能量均具有显著非线性的正相关关系;在近似密实度下,增加壁厚,有助于获得更高的抗压强度,减少层数则促进了吸能特性的提升;双 V附翼蜂窝进料辊在周向的变形机制显露出不均匀的拉胀现象。      

791翼型水动力性能的多目标遗传优化

首先采用贝塞尔曲线参数化翼型背面型线,控制翼型的厚度变化规律;其次,通过均匀试验设计方法和人工神经网络建立背面型线控制点与翼型性能参数之间的近似模型;最后通过多目标遗传算法优化791翼型的背面型线,获得具有较好绕流特性下的厚度变化规律.以791翼型的升阻比F最大化和阻力F_D最小化为优化目标,以贝塞尔曲线的控制点为优化变量进行计算.优化结果表明:单纯地以翼型升阻比和阻力为优化目标时,优化后翼型阻力最大减小了4.17%,升阻比最大增加了15.33%,“失速”冲角增大;优化后翼型的最大厚度的位置更加靠近来流方向,出现在弦长约0.390处,最大厚度增加,约为弦长的0.090;当改变优化目标时,该多目标优化策略可也以较好地优化翼型的结构,提高翼型的绕流性能,可为其他流体机械的优化方法研究提供一定的参考.     

考虑粗糙度敏感位置的钝尾缘翼型气动性能研究

针对考虑粗糙度敏感位置的风力机翼型钝尾缘改型前后的气动性能进行研究,揭示钝尾缘改型对表面粗糙翼型增升效果的影响规律。基于k-ωSST湍流模型,计算表面光滑与粗糙的S822翼型的升、阻力系数,并与试验结果进行比较;采用坐标旋转变换与缩放横纵坐标系数相结合的方法,建立钝尾缘改型型线数学表达式,分析对称钝尾缘改型増升效果得到S822翼型的最佳尾缘厚度;研究吸力面和压力面布置粗糙度时翼型的气动性能,获得上、下翼面的粗糙度敏感位置;对具有粗糙度敏感位置的翼型按最佳尾缘厚度进行钝尾缘改型,计算改型前后翼型的升、阻力系数和升阻比,并分析尖、钝尾缘翼型的粗糙度敏感性。结果表明:翼型进行钝尾缘改型的最佳尾缘厚度为2%弦长;吸力面和压力面的粗糙度敏感位置分别为距前缘1%弦长和5%弦长处;钝尾缘改型使升力系数和最大升阻比均明显升高,显著改善了表面粗糙翼型的气动性能,且尖、钝尾缘翼型的粗糙度敏感性综合指标值为10.68%和8.15%,降低了翼型对粗糙度位置的敏感性。研究结论可为表面粗糙风力机叶片翼型的设计和优化提供指导。