采用商用FLUENT软件,基于雷诺时均模型,以JL/G1A-630/45同心绞线为对象进行二维CFD数值计算,在网格和时间步长无关性检查的基础上,分析网格离散方式和不同雷诺数下输电线的气动力系数及Strouhal数。研究结果表明:为保障CFD数值计算的结果合理性,需开展网格和时间步长的无关性检查;结构网格较非结构网格能更好的模拟绞线的气动力;Re≤1.65×105时,具有绞凸的输电线气动力系数CFD模拟结果随雷诺数的变化规律与等参数的光圆圆截面模拟结果相似,但输电线和圆截面气动力间的数值差异随雷诺数的变化而变化;在常规导线的缩尺状态(500

关键词： 输电线 绞凸 数值模拟 气动力 雷诺数 点击下载

斜拉索的大幅振动问题,例如风雨振、干索驰振,是桥梁设计和研究人员关注的问题之一。为了防止风雨振的发生,在斜拉索表面设置螺旋线是一种常见措施。而在进行螺旋线直径、间距选取时,只关注其对风雨振的影响,未考虑对干索驰振的影响。为了明确不同螺旋线参数组合对风雨振、干索驰振振动特性的影响,通过风洞试验的方法,在风速6 m/s^50 m/s范围内,在有、无人工模拟降雨环境下对不同螺旋线参数组合斜拉索进行测振试验,得到斜拉索模型振幅随螺旋线参数的变化规律。研究结果表明:总体而言,设置螺旋线后,斜拉索振幅减小,但斜拉索的振幅并非随螺旋线直径单调改变,呈现先增大后减小的趋势,螺旋线直径增大到某一数值时,振幅最大,工程应用中应慎重选择螺旋线的直径;随着螺旋线间距的增大,斜拉索振幅逐渐减小,设置螺旋线后,干索驰振的振幅明显...

斜拉索作为斜拉桥的重要受力构件,其风荷载设计在桥梁抗风设计中具有重要意义。斜拉索在生产、运输和安装过程中有可能受到损伤,针对不同程度表面损伤的斜拉索,利用风洞测力试验,研究了亚临界、临界和超临界雷诺数区域损伤程度对斜拉索气动阻力的影响,并得到了表面损伤斜拉索气动阻力的计算方法。结果表明:在一定的风向范围内,斜拉索表面损伤对其气动阻力影响显著,在亚临界区,表面损伤模型阻力系数大于光滑模型;进入临界区后,表面损伤模型的阻力系数则小于光滑模型;在超临界区,二者又比较接近。随着划痕的加深,临界区起始雷诺数提前,且在临界雷诺数区,随着雷诺数的增大,阻力系数减小。对不同损伤程度斜拉索的阻力系数进行拟合,得出相应的计算公式,以方便斜拉索气动阻力的估算。

太阳能无人机"超高空、超长航时"的设计方向给螺旋桨的气动设计带来了极大挑战。根据某太阳能无人机总体方案,使用多点多目标优化方法改进设计桨叶翼型,合理布置叶宽分布与桨距,设计出低雷诺数工作环境下的高效螺旋桨,并利用叶素理论对该设计方案进行性能评估。结果表明:本文设计的螺旋桨在全飞行包线内均可保持较高的气动效率,各项指标满足设计要求。

由于新设计的仿生海鸥无人机机翼展弦比较大,机翼的振动和变形的气动力影响明显。为此,分别采用传统CFD方法和格子玻尔兹曼流固耦合方法对平直机翼和仿生机翼进行数值模拟,结果表明采用流固耦合方法分析机翼的气动弹性优势明显。在相同的计算条件下通过气动力、流场和结构响应对比找出仿生机翼的优势和不足。

为快速求解尾流引起的叶片气动力，提出了基于谐波平衡法的尾流激励的叶片气动力降阶模型方法。对该气动力降阶模型方法进一步的研究发现:小扰动情况下，尾流谐波引起的叶片气动力谐波振幅和尾流谐波振幅的比例系数只与尾流频率有关。基于这一发现，进一步提出了尾流激励下的叶片气动力快速分析方法。该方法首先得到若干谐波尾流引起的叶片气动力谐波振幅与谐波尾流振幅的比例系数，并拟合出这些比例系数与尾流谐波频率的关系曲线;对任意尾流通过该曲线插值出该尾流各谐波对应的比例系数，得到叶片气动力谐波振幅，再由气动力降阶模型求得尾流激励的叶片气动力。算例结果表明:提出的气动力快速分析方法可以快速准确的估计任意尾流激励下的叶片气动力，而无需对不同频率尾流反复的进行CFD气动力计算。

马赫数0.3处于传统意义的低速与亚音速之间,处于高速风洞试验可用风速的最小边缘,流场品质难以保证,因此一般很难直接通过风洞试验获得。本文选择某低速流场品质相对较好的风洞,以某型飞机为例,开展相关风洞试验,并对风洞试验数据进行修正,得到某飞机Ma0.3时的升阻特性数据。通过对修正后的风洞试验数据进行分析,得到Ma0.3附近飞机的气动力特点,分析结果可用于优化后续风洞试验。

针对现有气动式机器人力控末端执行器存在力控精度低和响应慢等缺点,提出一种非对称气电混合式力控末端执行器,采用变参数PID控制器对非对称气缸的气动力与永磁直线同步电机的电磁力进行协调控制,实现机器人连续接触式作业中接触力的实时补偿与精确控制.通过对气动系统、永磁电机和控制器等进行建模与仿真分析,研究其控制特性与力-位移特性.仿真结果表明,相比气动力控系统,气电混合式力控系统可有效消除摩擦力与跟随误差等引起的滞环和爬行现象,控制特性最大误差由9.2 N(2倍最大静摩擦力+动静摩擦力差值)减小至1 N,其力-位移特性最大误差由9.6 N(2倍动摩擦力+气动力波动)也减小至1 N,提高了力控精度,可提升机器人连续接触式作业质量.

大型飞机采用超临界机翼,并具有尺度大、飞行雷诺数高等特点,其研制中必须解决好高升阻比机翼、翼身组合体设计,推进系统/机体一体化设计,抖振特性、静气动弹性特性预测及超临界机翼流动控制等高速气动力问题.要解决这些关键气动力问题,必须进行一系列相关的大型高速风洞试验,以及解决相应的试验技术问题.

本文采用数值模拟方法计算了煤粉颗粒所受的Ｍａｇｎｕｓ力，考察了颗粒的旋转速度、流动Ｒｅ数对Ｍａｇｎｕｓ力的影响，并且给出了相应的关系公式．通过比较煤粉颗粒在运动过程中所受到的Ｍａｇｎｕｓ力与气动力的大小，得出：当煤粉颗粒的旋转速度为１８００转／分时，其大小约为气动力的１％，因此在实际的煤粉颗粒受力分析中是完全可以忽略该力的。