针对风力机不断向大型化发展的趋势,导致结构柔度增加,气弹耦合特性和振动增强,研究了大型风力机高效精确的气弹响应分析方法。为了更准确模拟大型风力机气流沿叶片展向的三维流动现象,采用螺旋尾涡升力线模型代替传统叶素动量理论,建立了叶片气动载荷分析模型,进而结合风力机多体系统动力学模型,构建了机组的气弹耦合动力学方程和数值求解方法。以某10 MW风力机叶片为例,研究了稳态风况下不同风速的叶片气动性能,以及有效攻角、切向力等沿叶展方向的分布特点,并与采用修正叶素动量理论的气弹分析程序(HAWC)对比,结果表明,升力线理论无需引入经验修正模型即能获得叶素动量理论经修正后的分析精度。最后,通过非稳态风况下风力机的气弹响应分析,证明本文方法对大型风力机气弹耦合分析的有效性和准确性。

密封圈的寿命影响整个液压缸的工作寿命,从而影响以液压能为转换形式的波浪能发电的发展。本文根据环形间隙润滑与密封机理,提出一种新型端头密封和活塞密封的方法。考虑到狭小间隙内近壁面剪切应力的影响,建立了环形间隙流场数学模型,以求解间隙密封液压缸的泄漏量、功率损失、摩擦力为目标。数值模拟与实验分析的结果表明该间隙密封方法能够提高高频动作液压缸的工作寿命和效率。

为探究低温等离子体对甲烷/氧反扩散火焰的影响,通过对同轴式喷注器环缝甲烷射流施加介质阻挡放电产生甲烷等离子体,综合采用多种测量手段实验研究了多种工况下该低温等离子体特性及火焰关键参数的变化。结果显示,放电击穿电压随混合比增大而减小,电流脉冲数量和幅值则随混合比增大而先增加后减小;甲烷等离子体呈灰白色,低电压下提高气体流量则放电有所减弱;受等离子体气动效应作用,放电后甲烷射流角有所增大,且电压越高射流角越大,增幅则逐渐减小,过高激励强度下射流发生失稳;等离子体通过改变燃料和氧化剂的掺混而影响甲烷/氧反扩散火焰的形态,使得火焰中心高度总体有所下降,特征长度缩短,释热强度则有所增加,其中小流量、低混合比条件下作用效果更明显;喷注器功率则随混合比上升而先增大后减小。

液压式波浪能发电技术因成熟度高、输出稳定,是目前发展较好的波浪能发电技术之一。介绍了液压式波浪能发电装置的三大元件和液压式波浪能发电系统最新的研究进展,提出了液压式波浪能发电系统现阶段存在的不足,展望了液压式波浪能发电技术未来的发展趋势。