国家重点基础研究发展计划(2014CB046200)
- 作品数：83 被引量：374H指数：11
- 相关作者：王同光柯世堂曹九发何炎平赵振宙更多>>
- 相关机构：南京航空航天大学上海交通大学河海大学更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金江苏高校优势学科建设工程资助项目更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理理学电气工程建筑科学更多>>
- 平板湍流转捩过程中Λ涡和环状涡的周围流场研究
- 2016年
- 采用高精度湍流直接数值模拟技术,对平板流动转捩过程中的涡系结构,尤其是Λ涡和环状涡附近的流场进行了详细的研究。高分辨率的数值模拟给出了实验手段无法得到的全流场信息,以及雷诺平均纳维斯托克斯方程方法(RANS)无法给出的精细涡结构信息。数值模拟在精确捕捉Λ涡和环状涡等转捩过程中典型涡系结构、上喷和下扫等典型流动现象的同时,发现了一些与传统认识所不同的现象:1)Λ涡并不是当地涡量集中的地方;2)环状涡的附近存在一个速度显著大于远场来流速度的区域。这些现象对传统湍流转捩理论提出了挑战,并引发人们对湍流生成与维持机理的进一步研究。
- 王义乾LIU Chaoqun赵宁
- 关键词：直接数值模拟
- 考虑叶片停机位置大型风力机塔架风-沙致结构响应分析被引量：4
- 2021年
- 强风停机状态下叶片位置会显著影响风力机塔架的绕流及稳定性能,尤其在沙尘暴极端天气条件下,沙粒的附着也会影响风的湍流特征并对塔架产生附加冲击力,现有工作均缺乏风-沙耦合作用对大型风力机体系气动性能及结构响应的探索。以南京航空航天大学自主研发的5 MW水平轴风力机体系为对象,以风-沙双向耦合算法为核心,基于CFD技术分别采用连续相和离散相模型进行典型风场和沙粒组合的同步迭代模拟。考虑叶片单个旋转周期内8个停机位置,对比分析了风力机塔架表面等效压力系数和气动载荷分布特性;结合有限元方法系统探讨了不同停机位置下风力机体系动力特性、风-沙致结构响应和屈曲稳定性能。研究表明:风-沙耦合环境下沙粒在风力机塔架迎风面底部产生的荷载效应最为显著,部分区域沙致压力系数可达0.55,沙粒冲击荷载与风荷载的比值最高可达23.7%;不同停机位下风荷载均对塔架结构响应起主导作用,但沙粒冲击作用在塔架底部的放大效应不可忽视。
- 柯世堂董依帆
- 关键词：CFD数值模拟
- 基于自由涡尾迹方法的大型风力机动态响应和尾迹研究被引量：1
- 2015年
- 针对大型风力机,在当作柔性和刚性风力机时,可以通过气动和结构耦合动力学用来研究两者尾迹和载荷的区别。在设计和校核阶段,需要考虑风力机结构载荷影响的动态特性和气动性能变化。采用非定常自由涡尾迹方法计算尾迹形状和气动载荷。在考虑气动载荷、惯性载荷和重力载荷影响下,分析了叶片挥舞和摆振动态响应。采用模态法建立起风力机解耦动力学方程,并且进行数值求解该方程。结果表明:风力机考虑柔性变形后,对尾迹形状、动态响应和气动性能产生一定影响。这种柔性和刚体风力机的差异表明气动结构耦合效应对风力机的设计和性能计算具有重要意义。
- 曹九发王同光柯世堂
- 关键词：风力机
- 翼型动态风洞试验洞壁效应研究被引量：6
- 2019年
- 翼型动态失速导致气动非线性特征突出,与洞壁效应耦合给风洞试验数据带来极大的不确定性,该文通过试验和数值手段揭示了翼型动态试验洞壁效应产生机理和影响规律,结果表明:相比于静态试验,由于洞壁的存在,动态试验翼型的尾流区的总压和静压分布更不均匀,动态试验翼型在相同迎角下的洞壁干扰更严重,表现为翼型在大迎角段,洞壁干扰导致模型中间截面附近和端部截面附近的速度分布和压力分布差异更明显,且相比于压力面,吸力面流动的二维性变得较差。侧壁干扰抑制了翼型中间截面附近的流向分离,诱导了端部附近的展向分离流。上洞壁和下洞壁的非定常压力系数随翼型实时迎角变化也呈迟滞环曲线,迟滞环方向相反,且脉动一阶主频率与翼型俯仰振荡频率一致。风洞洞壁干扰下,翼型动态失速三维涡结构呈“Ω”型。风洞上下壁干扰使得翼型线性段的升力系数和升力线斜率均增加,诱导翼型提前失速;在负行程,则使得翼型升力系数降低。侧壁干扰在负行程诱导了翼型表面的展向流动、减小了翼型弦向流动速度,引起翼型升力系数减小,正行程范围则影响较小,且翼型失速延迟。FL-11风洞翼型动态试验的上下壁干扰效应为主导因素;但是侧壁干扰不可忽略,特别是在翼型振荡周期的大迎角和负行程范围。
- 李国强李国强张卫国黄霞
- 关键词：翼型俯仰振荡风洞试验洞壁干扰
- 考虑土-结相互作用大型风力发电结构风致响应分析被引量：27
- 2015年
- 以南京航空航天大学自主研发的某5MW大型风力发电结构为研究对象,建立考虑叶片离心力的"叶片-机舱-塔架-基础"一体化有限元模型,并通过在基础和土体交界面上设置质量弹簧和阻尼器来考虑土-结相互作用(简称SSI)效应;然后基于谐波叠加法和改进的叶素-动量理论模拟考虑旋转和相干效应的风力发电结构脉动风场;最后进行风力发电结构的风致响应分析。结果表明考虑SSI效应的大型风力发电结构风振响应具有多振型响应和多模态耦合特性,叶片和塔架的风致背景、共振响应及其耦合项作用机理不同。研究认为SSI效应对大型风力发电结构的风致响应影响明显。
- 柯世堂王同光曹九发赵林葛耀君
- 关键词：风致响应
- 风雨下考虑偏航效应风力机流场及气动载荷被引量：4
- 2019年
- 为了研究狂风暴雨环境中大型风力机在复杂工况下的流场特性和气动性能,以南京航空航天大学自主研发的5 MW风力机塔架-叶片体系为例,采用计算流体动力学(CFD)技术开展最不利叶片停机位置下考虑6个偏航角(0°、5°、10°、20°、30°和45°)影响的风力机风场模拟,添加离散相模型(DPM)开展风-雨耦合同步迭代计算,对比研究不同偏航角对风力机周围风场和雨场特性的影响规律.建立不同偏航角下的风-雨等效压力系数新模型,给出相应的公式,针对风雨作用下的不同偏航角工况塔架和叶片表面等效压力系数进行系统分析.研究结果表明,附加雨荷载效应对该类风力机叶片迎风面和塔架迎风面两侧各40°区域内压力的影响不容忽视.
- 柯世堂余文林徐璐杜凌云余玮杨青
- 关键词：风力机流场特性气动载荷
- 基于转捩模型Phase VI风力机气动特性数值计算被引量：11
- 2017年
- 采用γ-Reθt转捩和SST湍流模型,从来流风速7、10、13、15、20和25m/s六个工况,分别模拟计算Phase VI风轮的转矩、叶片表面压力系数以及表面流线,并与S?rensen计算结果、风洞试验数据进行对比。转矩对比结果表明,转捩模型计算结果与试验值吻合良好,最大误差为7.8%;SST湍流模型最大误差为24.3%;S?rensen计算最大误差为33.4%,误差主要发生在叶片失速风速区域。在大部分叶片截面,转捩模型的表面压力系数结果与试验值更加吻合。从叶片表面流线看出,转捩模型可以反映出叶片表面转捩现象,而湍流模型无法体现。
- 赵振宙曾冠毓王同光李涛汪瑞欣钱思悦郑源
- 关键词：转捩模型PHASE
- 基于CFD方法的低雷诺数下NACA4412翼型升、阻力系数图谱被引量：4
- 2018年
- 在浮式风力机模型试验中,采用重新设计模型叶片的方式满足模型尺寸下风力机空气动力性能相似。所选用翼型在低雷诺数条件下升、阻力系数的准确性是叶片优化设计过程中的关键。文章以NACA4412翼型为例,对比常用的翼型升、阻力系数计算方法,得出XFOIL软件计算快、准确度低,而基于Fluent的2D RANS方法准确度高、时间长的结论。考虑不同雷诺数、不同攻角下升、阻力系数计算工作量大,文章提出基于CFD方法的NACA4412翼型在低雷诺数下升、阻力系数图谱。利用图谱可以在短时间内得到准确度高的升、阻力系数,为基于NACA4412翼型的单翼型模型叶片优化设计提供技术资料。
- 陈哲陈哲郭子伟孟龙何炎平
- 关键词：模型试验翼型FLUENT
- p-y法中桩身单元设置对计算海上风电单桩基础水平位移的影响被引量：2
- 2019年
- p-y曲线法较好地反映了桩土相互作用的变形特性,是应用最广泛的水平受荷桩非线性分析方法。然而对于p-y曲线法中桩身单元数量和间距的最优设置,一般根据经验定性给出,缺乏足够的定量研究。鉴于此,本文通过有限差分法推导了p-y曲线法的非线性解答过程,并将解答方法编制成MATLAB程序;然后针对砂性土地基,在不同相对密实度、桩径和深径比的条件下,分析桩身单元数量和间距对桩身水平位移的影响。根据研究结果得出桩身单元数量和间距最优设置的拟合公式,为海上风电单桩基础设计提供技术支撑。
- 齐凯马宏旺
- 关键词：海上风电单桩基础桩-土作用P-Y曲线MATLAB
- 风力机翼型动态失速等离子体流动控制试验研究
- 针对大型风力机叶片动态失速引起的翼型气动性能恶化的问题,利用小型化的激励电源和介质阻挡放电等离子体激励器,借助动态压力测量和外触发式粒子图像测速等手段开展了翼型动态失速等离子体流动控制试验研究。研究表明,等离子体气动激励...
- 李国强； 张鑫； 常智强； 陈立；
- 关键词：翼型动态失速等离子体介质阻挡放电风洞试验
- 文献传递
