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风力机二维翼型的PIV实验研究与数值仿真

太阳能学报 2010年第8期31卷 1055-1059页

作者：郭锐徐惊雷赵辉张堃元南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

通过PIV实验研究和非定常CFD数值计算相结合的办法,对风力机二维翼型(NREL S809)的流动参数和流场结构开展研究。利用PIV系统对在一定的雷诺数、不同攻角下翼型的流场进行测量,获得了丰富的流场信息;同时采用CFD软件对相应的流场进行了... 详细信息

通过PIV实验研究和非定常CFD数值计算相结合的办法,对风力机二维翼型(NREL S809)的流动参数和流场结构开展研究。利用PIV系统对在一定的雷诺数、不同攻角下翼型的流场进行测量,获得了丰富的流场信息;同时采用CFD软件对相应的流场进行了数值模拟,实验值与计算值吻合很好。该文着重比较了在不同攻角下实验和计算所获得的速度矢量图以及升力和阻力等气动参数,并结合实验数据分析了不同攻角下涡的分布及附面层的分离现象。

关键词： PIV CFD 失速升力系数阻力系数速度矢量图涡附面层分离

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非对称槽道中涡旋波的特性研究

力学学报 2005年第6期37卷 682-688页

作者：刘凤霞刘志军李丰郅红虹史启财周集体大连理工大学化工机械系大连116012

利用PIV流场显示技术,对振荡流体在非对称槽道中涡旋波的产生、发展和消失的规律进行了实验研究和分析,测得了涡旋波流场的速度矢量图,阐明了涡旋波流场周期性变化的特点.结合涡动力学方程,深入分析并揭示了做周期性运动的流体能在槽道... 详细信息

利用PIV流场显示技术,对振荡流体在非对称槽道中涡旋波的产生、发展和消失的规律进行了实验研究和分析,测得了涡旋波流场的速度矢量图,阐明了涡旋波流场周期性变化的特点.结合涡动力学方程,深入分析并揭示了做周期性运动的流体能在槽道中产生波的特性这一规律,从中发现:流体周期变化的非定常性和不对称的槽道结构是形成涡旋波流动的主要因素.本文对涡旋波流场中各个旋涡的速度分布和涡量进行了测量和计算,分析了涡旋波强化传质的机理,并研究了Re数对涡旋波流动的影响.

关键词：振荡流涡旋波 PIV Re数速度矢量图涡量

采用PIV对大尺寸模型冷态流场测量方法的探索

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锅炉技术 2005年第2期36卷 47-49页

作者：臧丹丹肖军陆勇宋亚强章名耀东南大学热能工程研究所洁净煤发电与燃料技术教育部重点实验室江苏南京210096

建立大尺寸低NOx 锅炉冷态模型,采用PIV对流场进行测量。通过示踪粒子的合理选择,长焦镜头的运用,以及激光器加收缩镜的方法,克服了用PIV对大尺寸模型测量的困难。燃烧器冷态流场流线图和速度矢量图的测量结果表明,提出的PIV应用于大尺... 详细信息

建立大尺寸低NOx 锅炉冷态模型,采用PIV对流场进行测量。通过示踪粒子的合理选择,长焦镜头的运用,以及激光器加收缩镜的方法,克服了用PIV对大尺寸模型测量的困难。燃烧器冷态流场流线图和速度矢量图的测量结果表明,提出的PIV应用于大尺寸模型的测量方法是可行的。

关键词： PIV 示踪粒子长焦镜头流线图速度矢量图

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太阳能电池板捕光及除尘系统

实验技术与管理 2013年第8期30卷 30-34页

作者：张玮杨景发邹鹏飞李文静侯国栋苏安阁河北大学物理科学与技术学院河北保定071002 保定市第一中学河北保定071002

通过对地球绕太阳运行规律的讨论,实验比较了追踪/不追踪太阳对照度,以及对电池板的开路电压和短路电流的影响,计算描绘出保定地区地球绕日运行轨迹图;在电池板两侧安装反光铝板,实现了对太阳光的聚光收集;设计的"电池板专用调角盘"实... 详细信息

通过对地球绕太阳运行规律的讨论,实验比较了追踪/不追踪太阳对照度,以及对电池板的开路电压和短路电流的影响,计算描绘出保定地区地球绕日运行轨迹图;在电池板两侧安装反光铝板,实现了对太阳光的聚光收集;设计的"电池板专用调角盘"实现了电池板安装倾角的手动精确定位;设计的"跟踪装置"实现了电池板平行于地轴的"定点定角单轴追踪";利用fluent软件模拟通风管内风场,比较了气体喷管的开口形状与孔数目对出风的速度矢量图和速度云图影响,基于单片机实现电池板的高压风力除尘。提高了电池板的采光效率和光透过率,进而提高电池板的光电转化效率。

关键词：太阳能电池板单轴追踪速度矢量图速度云图高压风除尘

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双吸涡轮桨式搅拌釜的设计与数值模拟

双吸涡轮桨式搅拌釜的设计与数值模拟

作者：王自强淮阴工学院

学位级别：硕士

多相流搅拌器广泛应用于石油、化工等领域。化工机械体积庞大生产成本高,在运转过程中常常出现磨损、断裂等失效形式。因此,需要对搅拌釜的关键部件进行受力分析以及强度校核。传统的气液固多相流搅拌器大多采用通气式和表面更新式,但... 详细信息

多相流搅拌器广泛应用于石油、化工等领域。化工机械体积庞大生产成本高,在运转过程中常常出现磨损、断裂等失效形式。因此,需要对搅拌釜的关键部件进行受力分析以及强度校核。传统的气液固多相流搅拌器大多采用通气式和表面更新式,但存在内部气体分布不均匀的问题。本文设计了一款双吸涡轮桨式搅拌釜,利用ANSYS软件对关键部件自吸式搅拌轴、搅拌器、支腿的结构进行设计并改进,利用CFD软件对内部流场进行数值模拟并与普通搅拌釜进行对比。(1)按照扭转强度和扭转变形计算设计了直径为100mm,壁厚为14mm的自吸式搅拌轴,通过对设计的搅拌轴进行有限元分析,结果表明自吸式搅拌轴的吸气口处的最大应力为110.85MPa大于搅拌轴材料的105MPa。在吸气口处设计加强环,对改进后的自吸式搅拌轴进行优化分析,结果表明改进后自吸式搅拌轴的吸气口处最大应力为56.3MPa,满足材料工作强度要求。对自吸式搅拌器进行模态分析,通过分析1～10阶的模态振型,确定自吸式搅拌器采用悬挂式安装在搅拌釜内。(2)针对桨叶弯曲角度参数a、b,当a(28)45°搅拌桨叶由外边缘向搅拌器中心处的强度变化趋势低。分析当b=30°45,°60,°下,b(28)30时,叶片焊接部位应力值最小,桨叶由外边缘向搅拌器中心处的强度变化趋势低不易发生断裂,搅拌桨叶的角度a(28)45°,b(28)30。搅拌釜采用支腿进行支撑,对支腿进行疲劳分析,确定应力主要集中在支腿与搅拌釜连接处,在支腿连接处设计加强筋有效缓解了连接处的疲劳磨损。(3)借助CFD软件对搅拌槽内部的混合性能进行模拟仿真,结果表明双吸涡轮桨式搅拌釜具有良好的速度分布和固液悬浮性能,湍动能和湍动能耗散分布合理。分析不同转速下的搅拌器压力分布图结果表明不同搅拌转速下,转速增加,搅拌器背液面受到的压力减小,迎液面受到的压力增加。(4)将双吸涡轮桨式搅拌釜内的物料混合效果与普通搅拌釜内进行对比分析。结果表明双吸涡轮桨式搅拌釜物料混合效果更好。当转速为350r/min时,普通搅拌槽的功耗达到了98w,双吸涡轮桨式搅拌釜的功耗只有53w。因此双吸涡轮桨式搅拌釜在功耗方面大大降低。

关键词：自吸式搅拌轴多相流搅拌器 CFD 临界转速速度矢量图压力分布图

风力发电机平面翼型流场的PIV实验测量及数值计算

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风力发电机平面翼型流场的PIV实验测量及数值计算

作者：郭锐南京航空航天大学

学位级别：硕士

风能作为一种可再生的清洁能源,近年来风能的使用越来越受到各国家和政府的重视。本文针对其中的关键部件——风力发电机的叶片,以实验研究为主,结合数值模拟,就攻角变化及雷诺数的变化对水平轴风力机翼型NREL S809流场的影响进行了较... 详细信息

风能作为一种可再生的清洁能源,近年来风能的使用越来越受到各国家和政府的重视。本文针对其中的关键部件——风力发电机的叶片,以实验研究为主,结合数值模拟,就攻角变化及雷诺数的变化对水平轴风力机翼型NREL S809流场的影响进行了较为详细的研究和分析。实验利用PIV系统对翼型NREL S809流场进行测量。通过改变翼型攻角及雷诺数,以便分析这两个因素对流场结构的影响。在雷诺数为5×105下,改变攻角,从实验结果可以得到在攻角小于18°时,流动区域为附着流区域,流场结构稳定。攻角在18°时,翼型达到失速状态,其流场结构发生变化,边界层开始发生分离。攻角在18°～30°时,流动区域为失速区。攻角在大于30°时,流动区域内的流动发生严重地分离。其流动区域为深失速区。在改变雷诺数时,从实验结果可以发现随着雷诺数的增加,翼型的失速角也会随之增大,并且雷诺数的变化对升力系数和阻力系数有很大的影响。数值模拟采用FLUENT软件,对翼型在NREL S809在雷诺数为5×10～5,不同攻角下的气动性能及流场分布进行了初步研究。研究发现翼型升力特性在攻角为20°附近时,数值模拟结果与文献实验值误差较大,其他攻角下计算值和实验值基本一致。而其阻力特性在攻角60°前实验值与数值模拟值拟合较好,60°之后,误差较大。翼型流场结构在18°以前流动基本稳定。随着攻角的增加,边界层开始出现分离,流动开始复杂。

关键词： PIV CFD 失速升力系数阻力系数速度矢量图涡附面层分离

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舰船飞行甲板真实流场特性试验研究

航空学报 2001年第6期22卷 500-504页

作者：顾蕴松明晓南京航空航天大学1201教研室江苏南京210016

介绍了某驱逐舰在实际航行时 ,舰尾飞行甲板进行流场实测的结果。给出了飞行甲板直升机起降区流场的速度矢量图 ,为制定直升机安全起降风限图及流场理论计算的验证提供了依据。试验结果表明 ,用自行开发的适于外场测量的七孔探针测试系... 详细信息

介绍了某驱逐舰在实际航行时 ,舰尾飞行甲板进行流场实测的结果。给出了飞行甲板直升机起降区流场的速度矢量图 ,为制定直升机安全起降风限图及流场理论计算的验证提供了依据。试验结果表明 ,用自行开发的适于外场测量的七孔探针测试系统。

关键词：舰船飞行甲板流场测试测试技术七孔探针速度矢量图直升机流场速度

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新型家用豆浆机流场的数值分析

江南大学学报（自然科学版） 2013年第2期12卷 179-184页

作者：丁慧张裕中江南大学食品与生化装备技术研究中心江苏无锡214122

应用计算流体力学软件FLUENT的标准湍流模型对市面上最新一代的美的豆浆机的流场进行三维数值模拟,得到美的豆浆机在锯齿形刀片和扰流筋的配合下物料的速度矢量图,分析出物料是如何循环粉碎的。另外对美的豆浆机的刀片进行偏心放置,分... 详细信息

应用计算流体力学软件FLUENT的标准湍流模型对市面上最新一代的美的豆浆机的流场进行三维数值模拟,得到美的豆浆机在锯齿形刀片和扰流筋的配合下物料的速度矢量图,分析出物料是如何循环粉碎的。另外对美的豆浆机的刀片进行偏心放置,分析出这种改变后的新型家用豆浆机物料的速度矢量图,与刀片中心放置的流场情况进行对比分析。分析表明,刀片中心放置时形成的流场较为单一,而刀片偏心放置的流场比较紊乱,由此产生更高的剪切率以及湍流强度,对物料的混合、液滴的破碎作用有着更明显的效果。

关键词：新型美的豆浆机数值模拟偏心速度矢量图

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对数据图示化的研究

湖南大学学报(自然科学版) 1988年第2期 66-73页

作者：庄达民湖南大学环境工程系

本文结合传热、流体流动问题探讨了将所得数据转换成等值线和速度矢量线的方法及作图的计算程序。这个方法已被运用到解释复杂的流动现象并得到了良好的效果。这个方法的基本原则也能推广到用计算机数值模拟和计算机控制的测试采样所得... 详细信息

本文结合传热、流体流动问题探讨了将所得数据转换成等值线和速度矢量线的方法及作图的计算程序。这个方法已被运用到解释复杂的流动现象并得到了良好的效果。这个方法的基本原则也能推广到用计算机数值模拟和计算机控制的测试采样所得到的信息或数据处理中去,作为解释物理现象的一种有效手段。

关键词：数值模拟数据分析等值线图速度矢量图