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风电叶片涡流发生器的作用与参数设计

热力发电 2024年第6期53卷 48-57页

作者：张照煌杨方超李魏魏华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

为抑制叶片表面流动分离,提升叶片气动性能,提出在叶片表面安装涡流发生器的设计方案。以DU97-W-300叶片段设置涡流发生器为研究对象,采用正交实验设计方法,探究该叶片段涡流发生器高度、长度、安装角、弦向安装位置、间距、节距对叶片... 详细信息

为抑制叶片表面流动分离,提升叶片气动性能,提出在叶片表面安装涡流发生器的设计方案。以DU97-W-300叶片段设置涡流发生器为研究对象,采用正交实验设计方法,探究该叶片段涡流发生器高度、长度、安装角、弦向安装位置、间距、节距对叶片气动性能的影响,从而确定涡流发生器参数设计基本规律。研究结果表明:影响叶片气动性能大小的涡流发生器参数依次为涡流发生器间距、节距、长度、高度、弦向安装位置、安装角;最优涡流发生器参数组合规律为高度0.75ξ(ξ为叶片边界层厚度)、长度1.60ξ、安装角20.0°、弦向安装位置10%叶片弦长、间距1.60ξ、节距0.80ξ,可以使该叶片最大升力系数增大40%,最大失速攻角增大9.5°。

关键词：涡流发生器正交实验气动性能风电叶片

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风电NACA63418翼型参数化建模及优化

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热力发电 2024年第2期53卷 86-92页

作者：张照煌王丙申贾晓娜华北电力大学能源动力与工程学院北京102206

风力发电机的风轮气动效率与优良翼型的气动性能密切相关。以风力机传统翼型为研究对象,结合翼型参数化建模及自适应遗传算法,寻优搜索得到高性能优化翼型。比较了CST法和改进的Hicks-Henne型函数法对于NACA63418传统翼型的拟合精度,进... 详细信息

风力发电机的风轮气动效率与优良翼型的气动性能密切相关。以风力机传统翼型为研究对象,结合翼型参数化建模及自适应遗传算法,寻优搜索得到高性能优化翼型。比较了CST法和改进的Hicks-Henne型函数法对于NACA63418传统翼型的拟合精度,进而选用Hicks-Henne型函数法对NACA63418翼型进行参数化建模。通过自适应遗传算法和XFOIL软件耦合实现翼型气动特性的自动计算,提高翼形的设计效率,为翼型的理论设计拓宽了思路。

关键词：翼型气动性能参数化建模自适应遗传算法

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盘形滚刀三维刀间距数值模拟与分析

矿山机械 2024年第6期52卷 9-16页

作者：张照煌兰越韩佳霖许成发苏翠霞贾连辉赵宏华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 中国铁建重工集团股份有限公司湖南长沙410100 北方重工集团有限公司辽宁沈阳110141 中铁工程装备集团有限公司河南郑州450016

刀间距是全断面岩石掘进机(TBM)盘形滚刀布置的重要参数,对TBM破岩作业效能影响较大,因此,一直是TBM刀盘上盘形滚刀布置研究的难点。但对刀间距的研究,国内外通常采用盘形滚刀线性滚压破碎岩石的试验方法,这与盘形滚刀实际圆形滚压破碎... 详细信息

刀间距是全断面岩石掘进机(TBM)盘形滚刀布置的重要参数,对TBM破岩作业效能影响较大,因此,一直是TBM刀盘上盘形滚刀布置研究的难点。但对刀间距的研究,国内外通常采用盘形滚刀线性滚压破碎岩石的试验方法,这与盘形滚刀实际圆形滚压破碎岩石的作业机制相比,有较大局限性。因此采用ABAQUS软件,建立了盘形滚刀圆形滚压破碎岩石的数字模型,并进行了数字模拟仿真,深入研究了盘形滚刀安装半径、贯入度与最优刀间距之间的关系,建立了盘形滚刀在刀盘上安装布置的三维刀间距理论。工程模拟应用发现,采用三维刀间距理论布置盘形滚刀的TBM,其刀盘推力、转矩和破岩比能分别降低7.4%、9.5%和10.2%。

关键词： TBM 盘形滚刀最优刀间距

H-VAWT翼型的抛物线翼型理论及气动特性研究

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可再生能源 2022年第10期40卷 1358-1364页

作者：张照煌胡德鹏高迪华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

具有良好气动特性的翼型是风力机高效获能的关键。为提高H型垂直轴风力机(H-VAWT)的获能效率,文章提出了空气重量比拟空气压差建立H-VAWT抛物线对称翼型设计理论。随着常数C增大,抛物线翼型母线的相对厚度先迅速增大到25%后逐渐减小至1%... 详细信息

具有良好气动特性的翼型是风力机高效获能的关键。为提高H型垂直轴风力机(H-VAWT)的获能效率,文章提出了空气重量比拟空气压差建立H-VAWT抛物线对称翼型设计理论。随着常数C增大,抛物线翼型母线的相对厚度先迅速增大到25%后逐渐减小至1%,最大厚度位置从45.8%弦长处逐渐靠近前缘至26.1%弦长处。将选取的抛物线翼型母线等比为与NACA4系列对称翼型厚度相对应的翼型,利用XFOIL进行数值模拟和对比研究。结果表明:当C=10.21时,抛物线PWX0007MX-xx系列翼型的气动性能最高,其中分别等比为t/c=9%,t/c=12%,t/c=15%,t/c=18%和t/c=21%时,相较于常用NACA00XX系列同厚度翼型,最大升阻比分别提高了9.45%,5.56%,6.59%,6.59%和2.42%,最大升力系数分别提高了10.59%,9.79%,8.32%,8.65%和7.90%。

关键词：风力机 H型垂直轴抛物线翼型气动性能

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全断面岩石掘进机盘形滚刀布置规律研究

工程力学 2011年第5期28卷 172-177页

作者：张照煌乔永立华北电力大学能源与动力工程学院北京102206

全断面岩石掘进机刀盘上盘形滚刀的布置理论和布置规律是全断面岩石掘进机研制的理论基础。通过对全断面岩石掘进机盘形滚刀破岩运动的深入分析和研究,提出了盘形滚刀在刀盘上布置的基本原则,探讨了盘形滚刀破岩的垂直力、切向力、侧向... 详细信息

全断面岩石掘进机刀盘上盘形滚刀的布置理论和布置规律是全断面岩石掘进机研制的理论基础。通过对全断面岩石掘进机盘形滚刀破岩运动的深入分析和研究,提出了盘形滚刀在刀盘上布置的基本原则,探讨了盘形滚刀破岩的垂直力、切向力、侧向力和惯性力并给出了其理论计算式;探讨了这些力对刀盘的作用特点,从而提出了全断面岩石掘进机破岩工作时的刀盘受力平衡理论,建立了基于刀盘平衡的盘形滚刀在刀盘上布置的数学力学模型,深入研究了该模型的结构,给出了其求解方法和求解步骤。以某引进型号全断面岩石掘进机盘形滚刀在刀盘上的布置为案例进行了对比验证分析,证明所建立的数学力学模型及其求解方法、求解步骤和结果是正确的,从而为全断面岩石掘进机刀盘上盘形滚刀的布置提出了切实可行的方法。

关键词：全断面岩石掘进机刀盘盘形滚刀数学力学模型布置规律极径极角

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计算域尺寸对风力机翼型数值模拟的影响

可再生能源 2023年第5期41卷 637-643页

作者：张照煌高迪李羽童胡德鹏华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

计算域尺寸的选取对风力机翼型数值模拟至关重要,文章通过建立13种不同尺寸的计算域模型,采用雷诺时均N-S方程和SST k-ω湍流模型,在雷诺数为3×10^(6)的条件下,分析不同计算域尺寸对NACA63-418翼型升力系数、阻力系数、压强系数和流场... 详细信息

计算域尺寸的选取对风力机翼型数值模拟至关重要,文章通过建立13种不同尺寸的计算域模型,采用雷诺时均N-S方程和SST k-ω湍流模型,在雷诺数为3×10^(6)的条件下,分析不同计算域尺寸对NACA63-418翼型升力系数、阻力系数、压强系数和流场分布规律的影响。计算结果与实验结果的对比表明,风力机翼型数值模拟的计算域最小尺寸推荐为距离翼型前缘14倍弦长,距离翼型后缘27倍弦长,距离两侧边界15倍弦长。

关键词：风力机翼型计算域数值模拟升阻力系数流场分布

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前倾安装和传统安装盘形滚刀破岩前锋点位移量和弧长的对比分析

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应用基础与工程科学学报 2016年第4期24卷 749-757页

作者：张照煌孙飞华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 华北电力大学外国语学院北京102206

全断面岩石掘进机盘形滚刀与岩石的相互作用一直是领域学者研究的热点和难题.代表性研究成果是Ozdemir等学者通过盘形滚刀线性滚压破碎岩石的试验建立的盘形滚刀破岩力——推压力和滚动力计算公式,这与实际破岩过程中盘形滚刀和岩石的... 详细信息

全断面岩石掘进机盘形滚刀与岩石的相互作用一直是领域学者研究的热点和难题.代表性研究成果是Ozdemir等学者通过盘形滚刀线性滚压破碎岩石的试验建立的盘形滚刀破岩力——推压力和滚动力计算公式,这与实际破岩过程中盘形滚刀和岩石的相互作用有较大差异,为此,本文通过建立盘形滚刀实际破岩运动模型,应用微位移矢量分析方法,导出了前倾安装盘形滚刀、传统安装盘形滚刀实际破岩运动中破岩点的位移,尤其是侧向位移和破岩点弧长的解析式.通过某实际工程用全断面岩石掘进机盘形滚刀算例发现:在盘形滚刀贯入度相同的条件下,前倾安装盘形滚刀破岩点侧向位移和破岩点弧长均小于传统安装盘形滚刀破岩点侧向位移和破岩点弧长,从而揭示了前倾安装盘形滚刀破岩力对岩石的作用效果明显好于传统安装盘形滚刀破岩力对岩石的作用效果.

关键词：全断面岩石掘进机盘形滚刀前倾安装

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破岩机械垂直破岩力的设定理论研究

水利学报 2003年第6期34卷 61-64,71页

作者：张照煌袁昕叶定海华北电力大学(北京)机械系北京100085 华北水利水电学院机械工程系河南郑州450008

通过盘形滚刀侵入岩石的压痕试验得出岩石的跃进破碎参数。基于这些破碎参数建立破岩机械器具的垂直推力的预测公式及破岩机械工作点的设定理论 ,提高了刀具垂直破岩力预测的精确性 ,同时为减轻破岩机械的振动、噪音、粉尘的产生及破岩... 详细信息

通过盘形滚刀侵入岩石的压痕试验得出岩石的跃进破碎参数。基于这些破碎参数建立破岩机械器具的垂直推力的预测公式及破岩机械工作点的设定理论 ,提高了刀具垂直破岩力预测的精确性 ,同时为减轻破岩机械的振动、噪音、粉尘的产生及破岩刀具的磨损提供了理论基础。

关键词：隧洞工程施工岩石

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盘形滚刀作用下岩石应变计算方法的探讨

工程力学 2010年第1期27卷 179-182页

作者：张照煌刘莎莎华北电力大学能源与动力工程学院北京102206

全断面岩石掘进机盘形滚刀破岩机理是全断面岩石掘进机研制和应用领域研究的热点和难点。通过对盘形滚刀压痕试验、线性切槽试验和盘形滚刀滚压岩石的圆槽试验发现,盘形滚刀破岩方式不同,岩石剥落状况也不同。以此为研究基础,以盘形滚... 详细信息

全断面岩石掘进机盘形滚刀破岩机理是全断面岩石掘进机研制和应用领域研究的热点和难点。通过对盘形滚刀压痕试验、线性切槽试验和盘形滚刀滚压岩石的圆槽试验发现,盘形滚刀破岩方式不同,岩石剥落状况也不同。以此为研究基础,以盘形滚刀弧刃域与岩石的相互作用为研究对象,以盘形滚刀已有一定切深、逐步到达一定切深和盘形滚刀线性切槽为研究内容,探讨了盘形滚刀与岩石不同作用方式下的盘形滚刀弧形刃域相应点岩石位移和应变的计算理论和计算方法,导出了相应的计算公式,从而为盘形滚刀破岩机理的研究及其物理方程的建立奠定了基础。

关键词：全断面岩石掘进机盘形滚刀破岩机理岩石位移应变