考虑非定常气动力影响,利用组内基于流固耦合方法发展的叶片变形程序,研究了叶片反扭对跨音速大涵道比风扇性能的影响。首先,以制造叶片(冷态叶片)为起点,利用ANSYS有限元求解器计算了离心力下叶片变形。然后,通过叶片变形程序计算得到不同气动工况下工作叶片(热态叶片)。最后,分别得到设计叶片和工作叶片的特性线。结果表明气动力引起的叶片反扭对风扇气动性能产生影响。离心力和气动力下叶片位移可相互抵消,不同气动力工况下抵消程度不一。不同气动力工况下叶片反扭角有差异,其导致叶片安装角不同。热态叶片堵塞点流量比设计叶片少4kg/s,失速点流量对设计叶片稍多。

随着海上风电产业的快速发展,大型浮式风机逐渐从概念设计走向工程应用,但仍面临较大的挑战。一方面,在风、浪等环境载荷的作用下,浮式风机的气动载荷和水动力响应之间存在明显的相互干扰作用;另一方面,风力机大型化使得叶片细、长、薄的特点愈发突出,叶片柔性变形十分显著,这会影响到浮式风机的耦合性能。基于两相流CFD求解器naoe⁃FOAM⁃SJTU,结合弹性致动线模型和等效梁理论,建立了浮式风机气动—水动—气弹性耦合响应计算模型,并对规则波和剪切风作用下Spar型浮式风机的气动—水动—气弹性耦合响应进行了数值模拟分析。结果表明,风力机气动载荷使得叶片挥舞变形十分显著,而叶片的扭转变形会明显降低风力机的气动载荷。此外,风力机气动载荷会增大浮式平台的纵荡位移和纵摇角,同时,浮式平台运动响应会导致风力机气动载荷产生大幅...

为了提高航空发动机叶片动态可靠性分析的计算精度与计算效率,提出了一种极值响应面法。综合考虑温度载荷、机械载荷的共同作用,通过确定性分析找到叶片的最大变形点。然后,以叶片的材料密度、转速、温度、气动压力作为输入随机变量,随机小批量抽取输入随机变量样本,并对每个样本求解有限元基本方程,得到对应的变形在分析时域内的动态输出响应。取各组动态输出响应在分析时域内的全部最大值及其对应的输入随机变量作为新的样本点,构造极值响应面函数(ERSF)。最后,应用蒙特卡罗法对输入随机变量进行大批量抽样并带入ERSF计算输出响应,获得叶片的动态可靠性指标。通过方法对比表明,ERSM有很高的计算精度与计算效率。