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全被动式海流能量采集系统水动力学机理

浙江大学学报（工学版） 2013年第10期47卷 1784-1789,1804页

作者：邓见戴滨邵雪明郑耀浙江大学航空航天学院浙江杭州310027

采用计算流体力学方法研究基于振荡水翼的海流能量采集系统.该系统包含俯仰与升沉两自由度运动,升沉方向包含阻尼器,俯仰方向包含扭转弹簧,基于流致振荡的原理在均匀来流中形成周期性的能量采集状态.提出该能量采集系统的目的是为了缓... 详细信息

采用计算流体力学方法研究基于振荡水翼的海流能量采集系统.该系统包含俯仰与升沉两自由度运动,升沉方向包含阻尼器,俯仰方向包含扭转弹簧,基于流致振荡的原理在均匀来流中形成周期性的能量采集状态.提出该能量采集系统的目的是为了缓解传统采集方式对海洋环境的破坏.在传统的基于旋转叶片的水轮机海流能量采集器中,高速旋转的叶片在叶尖形成高速流动,由此产生的噪音及高速流影响了海洋鱼类的迁徙.对转轴位置与弹簧刚度这2个参数进行研究.结果表明,在(b,kα)相空间中存在4种基本工作状态:1)水翼随着时间演化回到初始状态;2)周期性的俯仰与升沉运动;3)在0°角附近小幅度俯仰振荡而升沉方向沿某一方向漂移;4)由于不规则振荡及升沉方向的大位移,计算发散.其他结论包括:1)最大能量采集效率接近20%;2)与前人研究相比,能够在更大的参数范围内采集到稳定能量.

关键词：海流能量采集流致振荡计算流体力学

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高速列车受电弓空气动力学对弓网受流的影响

浙江大学学报（工学版） 2013年第3期47卷 558-564页

作者：刘星邓见郑耀潘国峰浙江大学航空航天学院浙江杭州310027

为了研究高速列车弓网受流特性,考虑受电弓平均稳态与非稳态气动力影响,基于受电弓的非稳态空气动力学模型,采用均匀来流假设,运用计算流体力学(CFD)方法得到受电弓各部件的气动升阻力.将非稳态气动力时间平均,得到平均稳态气动力,并将... 详细信息

为了研究高速列车弓网受流特性,考虑受电弓平均稳态与非稳态气动力影响,基于受电弓的非稳态空气动力学模型,采用均匀来流假设,运用计算流体力学(CFD)方法得到受电弓各部件的气动升阻力.将非稳态气动力时间平均,得到平均稳态气动力,并将具有一定脉动的受电弓非稳态气动力及平均稳态气动力分别加载至弓网动力学模型中,对比了2种气动力加载情形下弓网动力学.仿真结果表明:在受电弓三质量块模型下,受电弓平均稳态与非稳态空气动力学对弓网受流的影响差别不大.进一步从受电弓非稳态气动力激励的振幅与频率两方面研究了其对弓网受流的影响,当外部激励振幅较大或频率与弓网系统频率接近时,弓网受流特性会受到显著影响.研究结果为将来考虑非均匀来流、横风等复杂气动条件下的弓网受流特性研究提供了基础.

关键词：非定常空气动力学计算流体力学高速列车弓网动力学

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圆球绕流场的尾涡分析和升阻力研究

空气动力学学报 2004年第3期22卷 303-308页

作者：邹建锋任安禄邓见浙江大学玉泉校区力学系浙江杭州310027

采用自编的分块算法程序模拟了雷诺数在20～1000之间的圆球绕流场。在Re=25时捕捉到流动分离,与试验结果一致。对Re=250时稳态非对称尾流区内流体的输运情况进行研究,证实圆球绕流场中纵向对称面的存在。对于非稳态流动,主要研究了阻力... 详细信息

采用自编的分块算法程序模拟了雷诺数在20～1000之间的圆球绕流场。在Re=25时捕捉到流动分离,与试验结果一致。对Re=250时稳态非对称尾流区内流体的输运情况进行研究,证实圆球绕流场中纵向对称面的存在。对于非稳态流动,主要研究了阻力和横向力的时间变化规律,并分析了频谱特征。计算发现横向合力主要在横截面上两个很窄的区间内偏移。经过几种不同涡定义方法的优劣测试,本文采用Hunt等人介绍的Q-定义方法对非稳态绕流场的尾涡结构进行了直观描述。

关键词：绕流涡结构流场尾流定义方法对称横截面流动分离雷诺数阻力

下游圆柱涡致振动的升阻力特性及涡脱落模态分析

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浙江大学学报（工学版） 2005年第8期39卷 1254-1259页

作者：陈文曲任安禄邓见浙江大学力学系浙江杭州310027

采用分块耦合方法结合任意拉格朗日-欧拉法数值求解非定常二维不可压缩N-S方程和Poisson方程,分析了下游圆柱涡致振动的涡脱落模态以及升阻力特性.圆柱振荡频率比值为0.30～1.49.分析了各种模态之间相互转化的跃迁点、升力与振幅间相位... 详细信息

采用分块耦合方法结合任意拉格朗日-欧拉法数值求解非定常二维不可压缩N-S方程和Poisson方程,分析了下游圆柱涡致振动的涡脱落模态以及升阻力特性.圆柱振荡频率比值为0.30～1.49.分析了各种模态之间相互转化的跃迁点、升力与振幅间相位和模态间转化的关系,以及初始涡量形成的差异与模态间转化的关系,研究了当涡脱落向下游移动时的演化和重组现象.研究发现,涡的横向和流向间距以及涡街的大小随频率比的变化而变化;存在3种典型的涡脱落模态, 即2P、2S 和 P+S模态,各种模态之间相互竞争从而促进了流体与结构间相互作用的发展.

关键词：任意拉格朗日-欧拉方法涡致振动涡脱落模态

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串列布置双转子海流机水动力性能预测

浙江大学学报（工学版） 2011年第7期45卷 1227-1231页

作者：辛小鹏邵雪明邓见李伟浙江大学流体工程研究所浙江杭州310027 浙江大学流体传动与控制国家重点实验室浙江杭州310027

为了预测串列布置双转子海流机(MCT)的水动力性能,采用大涡模拟(LES)和Spalart-Allmaras(SA)单方程湍流模型对单转子海流机在设计工况下的流场进行模拟,分析单转子海流机的水动力性能,与实验结果进行对比验证.结果表明,LES大涡模拟和SA... 详细信息

为了预测串列布置双转子海流机(MCT)的水动力性能,采用大涡模拟(LES)和Spalart-Allmaras(SA)单方程湍流模型对单转子海流机在设计工况下的流场进行模拟,分析单转子海流机的水动力性能,与实验结果进行对比验证.结果表明,LES大涡模拟和SA模型都能较好地预测海流机的水动力性能.采用LES方法研究串列布置双转子海流机的水动力性能,获得转子间距对海流机性能的影响规律.结果表明,对于该海流机,在5倍叶轮直径的间距内,处于下游海流机的性能受到较大影响,要保证串列布置的双转子海流机的输出性能,间距须达到30倍的叶轮直径.

关键词：海流机水动力性能双转子大涡模拟

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基于沉浸边界法的二维拍动翼数值模拟

空气动力学学报 2008年第4期26卷 419-424页

作者：潘定一邓见邵雪明浙江大学力学系流体传动及控制国家重点实验室浙江杭州310027

运用沉浸边界法对二维拍动翼流场进行了数值模拟,系统地分析了最大俯仰角、拍动频率和升沉俯仰运动的相位差等参数对拍动翼流场的影响。结果显示:当达到一定条件时,尾流出现反卡门涡街,使机翼得到正的推力而产生逆流前行的趋势。在本文... 详细信息

运用沉浸边界法对二维拍动翼流场进行了数值模拟,系统地分析了最大俯仰角、拍动频率和升沉俯仰运动的相位差等参数对拍动翼流场的影响。结果显示:当达到一定条件时,尾流出现反卡门涡街,使机翼得到正的推力而产生逆流前行的趋势。在本文的研究范围内发现,拍动翼的平均推力系数随最大俯仰角的增大先增大后减小,随着频率的增大而增大,同时,拍动翼的推进效率随最大俯仰角的增大而增大,随拍动频率的增大而减小,且当升沉俯仰运动的相位差在90°～100°之间时,存在着最大推进效率。本文所得结果为进一步研究鸟类飞行和鱼游等仿生力学提供了理论基础。

关键词：沉浸边界法仿生力学反卡门涡街拍动翼

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垂直交叉双圆柱绕流数值模拟及涡结构分析

空气动力学学报 2005年第1期23卷 29-34页

作者：邓见任安禄邹建锋浙江大学力学系浙江杭州310027

用分块耦合方法数值模拟了垂直交叉双圆柱绕流 ,两圆柱间距为圆柱直径的 5倍 ,所取雷诺数为 2 0 0。在交叉结构的中心流场比较复杂 ,用λ2 方法准确地描述了其中的三维涡结构 ,发现上游圆柱规则的卡门涡街被下游圆柱截断成复杂的缠绕结... 详细信息

用分块耦合方法数值模拟了垂直交叉双圆柱绕流 ,两圆柱间距为圆柱直径的 5倍 ,所取雷诺数为 2 0 0。在交叉结构的中心流场比较复杂 ,用λ2 方法准确地描述了其中的三维涡结构 ,发现上游圆柱规则的卡门涡街被下游圆柱截断成复杂的缠绕结构。与串列双圆柱相比 ,垂直交叉双圆柱绕流上下圆柱的升阻力特性、Strouhal数等都呈现出许多不同的特点 ,下游圆柱升力振幅小于上游圆柱 ,阻力平均值大于上游圆柱。

关键词：圆柱绕流涡结构交叉柱相比卡门涡街耦合方法缠绕结构间距复杂阻力特性

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垂直交叉双圆柱绕流强迫振动数值模拟

空气动力学学报 2006年第2期24卷 194-199页

作者：邓见任安禄邹建锋浙江大学力学系流体工程研究所浙江杭州310027

采用虚拟体法数值模拟了平面单圆柱绕流强迫振动,以及空间垂直交叉双圆柱绕流下游圆柱强迫振动流场。验证了单圆柱强迫振动中的锁定状态以及相位突变现象,从而证实了该数值方法模拟振动流场的可靠性。研究了在雷诺数Re=150、间距为5倍... 详细信息

采用虚拟体法数值模拟了平面单圆柱绕流强迫振动,以及空间垂直交叉双圆柱绕流下游圆柱强迫振动流场。验证了单圆柱强迫振动中的锁定状态以及相位突变现象,从而证实了该数值方法模拟振动流场的可靠性。研究了在雷诺数Re=150、间距为5倍圆柱直径、下游圆柱按正弦曲线振动时,对尾流场的影响。下游圆柱两端尾流场在振动的作用下,涡的横向间距增大,而中心尾流场由于受上游圆柱尾流的影响而保持原先的状态。下游圆柱在锁定区的振动使尾流场变得稳定,表现在流向二次涡结构的减少,以及尾流场的速度场频谱趋向单一化。

关键词：虚拟体法垂直交叉双圆柱绕流强迫振动

双圆柱绕流诱发振动的数值模拟(Part I横向振动)

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空气动力学学报 2005年第4期23卷 442-448页

作者：陈文曲任安禄邓见浙江大学流体工程研究所浙江杭州310027

采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法数值模拟圆柱在尾流中的流体诱发振动特性。重点分析了圆柱的动力学响应特性,包括升阻力、位移振幅、拍和锁定等现象;另外也详细分析了圆柱的尾涡结构。研究结果表明,在串列下,大质量比时,圆柱的振动会... 详细信息

采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法数值模拟圆柱在尾流中的流体诱发振动特性。重点分析了圆柱的动力学响应特性,包括升阻力、位移振幅、拍和锁定等现象;另外也详细分析了圆柱的尾涡结构。研究结果表明,在串列下,大质量比时,圆柱的振动会受到抑制,小质量比时,圆柱的振动则会被放大;较之孤立柱的情形,圆柱共振发生在低于且接近于1.0的频率比带内且不易随质量比的变化发生偏移;小质量比下圆柱振幅及共振带都要比大质量比下的大得多;不同频率比和间距比下,圆柱的动力学特性存在明显的差异,相应的涡脱落模态呈现出2P、P+S和2S模态甚至是2P+S模态,各种模态之间互相竞争促进流固耦合的不断变化发展,导致涡间距和涡街宽度的变化。

关键词：双圆柱绕流 ALE 流体诱发振动动力学响应特性涡模态