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风沙运动中magnus效应的数值研究

中国沙漠 2010年第3期30卷 498-504页

作者：张树胡赞远吕志咏北京航空航天大学流体力学教育部重点实验室北京100191

：在风沙运动中，跃移沙粒一般都会伴随高速旋转，同时引起一种升力效应，即magnus效应。采用数值模拟的方法计算了0．1〈Re〈400，转速ω为100～1000rev·s^-1范围时均匀来流中单个球形沙粒受到的magnus力，并与Rubinow和Keller推导的M... 详细信息

：在风沙运动中，跃移沙粒一般都会伴随高速旋转，同时引起一种升力效应，即magnus效应。采用数值模拟的方法计算了0．1〈Re〈400，转速ω为100～1000rev·s^-1范围时均匀来流中单个球形沙粒受到的magnus力，并与Rubinow和Keller推导的magnus力公式进行了比较。计算结果表明，在0．1〈Re〈200范围内，升力和沙粒的旋转速度成正比，随雷诺数的增大而减小。同时，magnus效应和固定沙粒在均匀来流中的流动结构也有关系，即计算结果和magnus力公式的升力系数比K在沙粒流动是附体的时随Re数增加逐渐减小，在Re=20～30时达到最小值，然后在沙粒流动是对称分离的时K随着Re数增加逐渐增大。当雷诺数继续增大到超过200时，沙粒本身流动状态非对称所引起的升力超过magnus效应产生的升力，但magnus效应的作用也不可以忽略。根据计算结果，对magnus力公式进行了修正。另外，还发现流场速度梯度与magnus效应并没有耦合作用，速度梯度对升力的影响可以和magnus效应线性叠加。

关键词： magnus效应流动结构非对称升力公式修正速度梯度

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magnus效应动力演示仪

物理实验 2018年第2期38卷 31-33页

作者：王仿李昊英模王志鹏王四海北京邮电大学软件学院北京100876 北京邮电大学信息与通信工程学院北京100876 北京邮电大学计算机学院北京100876 北京邮电大学理学院北京100876

自制实验装置演示了magnus效应,3D打印转子,转涵道风扇模拟自然风,遥控转速和风速控制magnus力.采用控制变量法研究了风速、转速以及压力的关系.实验结果表明:当风速或者转速增加到一定程度,压力反而会减小.

关键词： magnus效应空气动力伯努利方程 3D建模

基于magnus效应的旋转圆柱实验教学平台设计

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实验室研究与探索 2020年第8期39卷 27-29,106页

作者：韩阳王于郭春雨王超孙聪哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

为了研究基于magnus效应的旋转圆柱升阻力特性,设计了一套基于magnus效应的旋转圆柱实验教学平台。该实验平台对不同形式的圆柱模型进行受力研究,能分析圆柱长径比、来流速度、转速比、不同表面形状等因素对旋转圆柱产生升阻力的影响,... 详细信息

为了研究基于magnus效应的旋转圆柱升阻力特性,设计了一套基于magnus效应的旋转圆柱实验教学平台。该实验平台对不同形式的圆柱模型进行受力研究,能分析圆柱长径比、来流速度、转速比、不同表面形状等因素对旋转圆柱产生升阻力的影响,该平台系统搭载于循环水池试验系统上,可以开展不同表面形状的旋转圆柱实验。学生在实验教学开展过程中不仅可以学习观察实际的科学问题,而且可以学习先进的实验技术。

关键词： magnus效应升阻力旋转圆柱

基于magnus效应的摆动旋转圆柱实验教学平台

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实验技术与管理 2020年第9期37卷 54-57页

作者：韩阳王于郭春雨王超孙聪哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了研究基于magnus效应的摆动旋转圆柱升阻力特性,让学生直观地理解学习基于magnus效应的摆动旋转圆柱产生升力的过程,设计了一种基于magnus效应的摆动旋转圆柱实验教学平台。该实验平台设计目的在于巩固学生基础理论知识,同时激发学... 详细信息

为了研究基于magnus效应的摆动旋转圆柱升阻力特性,让学生直观地理解学习基于magnus效应的摆动旋转圆柱产生升力的过程,设计了一种基于magnus效应的摆动旋转圆柱实验教学平台。该实验平台设计目的在于巩固学生基础理论知识,同时激发学生的学习兴趣,培养学生动手能力,提高创新能力,为未来科研探索奠定良好的基础。该实验平台对不同形式的圆柱模型进行受力研究,分析了圆柱摆动速度、摆动角度、转速比、不同表面形状等因素对摆动旋转圆柱产生升阻力的影响,该平台系统搭载循环水池试验系统,可以开展不同表面形状的摆动旋转圆柱实验。学生在实验教学开展过程中不仅可以学习观察实际的科学问题,而且可以学习先进的实验技术。

关键词： magnus效应升阻力摆动旋转圆柱实验教学

基于magnus效应的共水平轴海流涡轮机的性能研究

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基于Magnus效应的共水平轴海流涡轮机的性能研究

作者：汪辉华北电力大学

学位级别：硕士

海流能是指具有一定轨迹、流速平稳的海水运动时所包含的动能。海洋中的海流能储量丰富,开发利用潜力巨大,其获能装置及其性能研究,特别是改进海流涡轮机的现有技术,使其能充分利用低流速海流能是研究的热点和难点。单叶轮的水平轴海流... 详细信息

海流能是指具有一定轨迹、流速平稳的海水运动时所包含的动能。海洋中的海流能储量丰富,开发利用潜力巨大,其获能装置及其性能研究,特别是改进海流涡轮机的现有技术,使其能充分利用低流速海流能是研究的热点和难点。单叶轮的水平轴海流涡轮机研究已经相对成熟,其优点是可以在商业流速下持续性的取得较高的获能效率,而magnus效应涡轮机却可以在低流速条件下获能,研发利用magnus效应的涡轮机,充分利用低速海流能具有极其重要的意义。基于magnus效应的共水平轴海流涡轮机获能装置由两部分组成,分别是上游的钝尾缘变截面弯扭叶片叶轮与下游的magnus圆柱叶轮。课题组前期理论研究得到影响“一种基于magnus效应的海流能发电装置”运行性能的关键,分别是magnus叶轮在海流作用下的水动力学特性以及圆柱叶轮绕自身轴自转的旋转角速度,与magnus叶轮海流涡轮机有关的某些重要理论问题亟待深入研究与探讨。文章采用理论分析和数值模拟相结合的方法研究基于magnus效应的共水平轴海流涡轮机的水动力学特性。首先基于叶素动量理论对变截面弯扭叶片进行了设计和优化,通过CFD软件模拟分析得到优化叶片的各项水动力学特性,其次对旋转圆柱进行了模拟分析,得出magnus圆柱叶轮的受力和获能特性,然后将钝尾缘变截面弯扭叶片叶轮与magnus圆柱叶轮结合起来,形成基于magnus效应的共水平轴海流涡轮机。通过Fluent模拟之后的对比分析,得出性能最佳的获能结构。本文研究了magnus效应共轴双叶轮海流涡轮机上下游叶轮的受力、获能特性,分析了影响magnus效应共轴双叶轮海流涡轮机水动力学特性的一些主要因素,对其参数进行了优化配置。本文研究为基于magnus效应的共水平轴海流涡轮机在海流发电工程中的应用奠定了基础研究,并为magnus叶片与海流间耦合相互作用的动力学特性分析和数值模拟提供一定的方法,这为新型海流涡轮机获能装置的优化设计提供了一定的指导意义。

关键词：钝尾缘变截面弯扭叶片 magnus效应共水平轴水动力学特性数值模拟

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风沙跃移运动中的magnus效应

兰州大学学报（自然科学版） 2001年第3期37卷 19-25页

作者：黄宁郑晓静兰州大学物理科学与技术学院力学系甘肃兰州730000

给出了计及 magnus效应的风—沙耦合跃移运动模型 ,计算了当风沙流达到自平衡状态后 magnus效应对贴地风速廓线、沙粒跃移轨迹的影响 ,指出在 magnus效应影响下 ,沙粒跃移运动对风速廓线的影响类似于粗糙床面对沙粒跃移的影响 ,其粗糙... 详细信息

给出了计及 magnus效应的风—沙耦合跃移运动模型 ,计算了当风沙流达到自平衡状态后 magnus效应对贴地风速廓线、沙粒跃移轨迹的影响 ,指出在 magnus效应影响下 ,沙粒跃移运动对风速廓线的影响类似于粗糙床面对沙粒跃移的影响 ,其粗糙度约为沙粒跃移高度的 0 .8倍 .

关键词：风沙运动跃移 magnus效应气流风沙流

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基于magnus效应风力机叶片的数值模拟

能源与节能 2016年第6期 77-79页

作者：袁孟蕾李仁府王亮华中科技大学中欧清洁与可再生能源学院湖北武汉430074 华中科技大学航空航天研究中心湖北武汉430074

探索magnus效应风力机的气动性能,从二维翼型-旋转圆柱绕流到建立三维叶轮模型,通过数值模拟方法来进一步了解其气动性能,为之后magnus效应风力机设计提供参考。

关键词： magnus效应旋转圆柱绕流风力机数值模拟

基于magnus效应的旋转圆柱PIV实验平台设计

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实验科学与技术 2021年第5期19卷 134-137,153页

作者：韩阳王于郭春雨王超孙聪哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

为了形象具体地展现出基于magnus效应旋转圆柱尾部流场变化情况,让学生直观地去理解学习magnus效应及旋转圆柱尾部流场涡从产生到消失的演化过程,设计了一种基于magnus效应的旋转圆柱PIV实验教学平台。该平台采用了先进的粒子测速图像技... 详细信息

为了形象具体地展现出基于magnus效应旋转圆柱尾部流场变化情况,让学生直观地去理解学习magnus效应及旋转圆柱尾部流场涡从产生到消失的演化过程,设计了一种基于magnus效应的旋转圆柱PIV实验教学平台。该平台采用了先进的粒子测速图像技术(PIV),搭载于循环水池试验系统上,能够研究来流速度、圆柱旋转速度、圆柱类型等对圆柱不同截面尾部流场变化的影响,并且通过尾部流场变化来分析旋转圆柱的水动力性能。通过形象具体的流场图像激发学生的学习兴趣,培养动手能力,提高创新能力,为未来科研探索奠定良好的基础。

关键词： magnus效应旋转圆柱粒子测速图像技术流场

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风沙运动中magnus效应的数值研究

风沙运动中MAGNUS效应的数值研究