利用DDES延迟分离涡模拟研究了半球状的涡流发生器尾迹区域的流动特性,包括了速度场以及涡量场,研究发现尾迹区域的速度场,涡量场呈现出不同的发展趋势,速度场在初始角度尾流开始分离,随着角度的增加,由流动分离再趋向于整体,尾迹区域的宽度与长度的变化经历了加速下降区,相对缓慢加速区,以及平缓过渡区三区域,涡量场整体趋向于分离状态,随着角度增加脱落的漩涡越来越大,涡量保持区的长度变长。涡量场与速度场在总体上呈现出不同的流体动力特征。

随着风电机组叶片长度和单机容量的增加,以及叶片轻量化设计要求的提出,采用大厚度的翼型成为叶片设计的趋势。为了改善采用大厚度翼型的风电机组的气动性能,在叶片表面安装涡流发生器是一种有效手段。建立了某型号风电机组的仿真模型,对采用计算流体力学(CFD)仿真分析方法得到的仿真结果与风电机组仿真软件GH-Bladed的计算结果进行了对比;然后对该风电机组叶片安装涡流发生器前、后的气动性能进行了仿真分析,并对比了叶片变桨前典型工况下安装和未安装涡流发生器的风轮轴功率。研究结果表明CFD仿真结果与GH-Bladed计算结果基本一致,验证了CFD仿真分析方法的准确性;在风速较高、风轮转速较大时,安装涡流发生器可使风轮轴功率提升1.94%,证明安装涡流发生器可以有效提升风电机组的气动性能,从而提高风电机组的发电效率,该方式可以在实际...

叶片作为风力机获取风能的关键零部件,其气动性能直接影响风力机的实际应用效率。而叶片外形是其基本构成要素,会在很大程度上影响叶片性能。该文基于叶片相关参数和理论基础,采用增加涡流发生器和扰流板的组合方式优化叶片外形,提高风机做功总量和产出效率。采用CFD分析方法,分别研究了增设涡流发生器和扰流板对叶片升力系数和发电功率的影响。通过实地采集的数据可以看出增功组件的安装对风机叶片效率提升效果较为明显,主要风速段的功率均出现明显提升,部分风速段功率下降。企业可以参考该组合设计方式来提高风机的运行效率。

为了更好地控制压气机静叶角区分离,结合翼刀和涡流发生器的流动控制思想,提出一种在通道前缘端壁处设置小叶片的新型流动控制方法。以某高负荷轴流压气机叶栅为研究对象,基于数值方法深入分析了不同周向位置和安装角的小叶片对流场的影响。结果表明小叶片存在提升叶栅气动性能的最佳周向位置和安装角范围。在近失速工况附近,小叶片可减缓角区分离,提高全叶高的扩压能力,但会不可避免地增加中间叶高位置处的流动分离和气动载荷;小叶片可减少角区分离损失和尾迹损失,提高各流向位置处的静压系数;小叶片能阻碍马蹄涡压力面分支发展,减缓叶栅前缘附近的横向二次流动;从小叶片叶顶泄漏的诱导涡可将马蹄涡压力面分支推向流向,带走端壁和角区附近的低能流体,从而削弱通道涡强度。

为阐明涡流发生器的安装角对翼型气动特性的影响,采用数值计算方法,以三维DU91-W2-250翼型段为研究对象,分析了大攻角状态下,涡流发生器的安装角对翼型表面压力、升阻力特性和流场特性的影响。结果表明随着涡流发生器安装角的增大,阻力系数呈现增大的趋势,升力系数和升阻比均呈现先增大后减小的趋势。

为降低微型轴流风扇叶根端壁区域二次流所引起的损失,根据涡流发生器的流动控制思想,提出一种在叶根前缘压力面侧设置微型直板的新型流动控制方法;以某微型轴流风扇为研究对象,采用数值模拟结合实验的方法,重点分析了不同安装角的涡流发生器对轴流风扇气动性能及内部流场的影响;研究结果表明涡流发生器存在提高风扇静压与静压效率的最佳几何安装角,涡流发生器会对叶轮内部流场产生影响,由涡流发生器所形成的诱导涡与压力侧马蹄涡分支进行掺混,会削弱马蹄涡的强度,在一定程度上抑制了由马蹄涡参与演变成的通道涡的发展,使叶轮流道中流体进行再分配;在宏观方面,结构匹配的涡流发生器可提高风扇的气动性能,当涡流发生器安装角度为15°时,在风扇高效运行区间内同原型风扇相比,安装涡流发生器的风扇其静压最多提高8%,静压效率最大可...

涡流发生器作为一种有效的流动控制方法之一,已被成功应用于改善风电叶片的气动特性,众多研究表明,涡流发生器的使用可以有效延迟气流分离,提高升阻比。为了深入了解加装涡流发生器的增升减阻特性,本文以NACA63-415翼型为研究对象,通过数值模拟方法研究分析了不同形状、不同弦向安装位置和多个攻角下涡流发生器对风力机叶片气动特性的影响,结果表明:在不同形状、不同安装位置及攻角下涡流发生器均可有效抑制风力机叶片边界层分离、提高升阻比,其中20%翼型弦向处安装的涡流发生器增升减阻效果最好。

为了解涡流发生器对重型厢式货车气动减阻特性的影响,以某国产重型厢式货车为研究对象,基于计算流体动力学的数值模拟,研究涡流发生器的形状、布置位置、高度以及间隙比对厢式货车的减阻效果,并分别从速度流线结构、湍动能分布和压力分布等方面探讨其减阻原因。结果表明:涡流发生器的形状、布置位置、高度以及间隙比对重型厢式货车气动阻力的影响较大。其中叉形涡流发生器位于货厢后端时的气动阻力系数最小,其值为0.6996,相对于货车原始模型的减阻率为11.7%,因此叉形涡流发生器是最佳的涡流发生器造型。加装涡流发生器减小了货车尾部涡流区的面积和强度,使尾部气流延迟分离,进而减小了货车前后压差阻力。

为推迟翼型的边界层分离,改善叶片的气动性能,提出一种在H型垂直轴风力机对称翼型NACA0012叶片表面上加装涡流发生器的设计方案。利用FLUENT软件对翼型进行三维流体力学仿真,采用正交试验设计法,研究涡流发生器的高度、安装角度和安装位置这3个设计参数对翼型气动性能的影响。研究结果表明:最佳的涡流发生器高度为6.5 mm、安装角度为18°、安装位置为0.1c(c为叶片弦长),过大或者过小的涡流发生器高度和安装角会降低翼型的升力系数和升阻比;安装位置靠近翼型前缘可增大翼型的临界攻角,但会给翼型带来较大阻力;加装涡流发生器后,对称翼型叶片失速区范围减小40.3%。

通过建立起液压分流阀的数学模型，从理论和实验两方面对其静态性能进行了研究，对影响同步误差的主要因素进行了探讨，并对其动态性能进行了仿真计算。