国家自然科学基金(51346006)
- 作品数：14 被引量：55H指数：5
- 相关作者：汪建文侯亚丽魏海姣董波白叶飞更多>>
- 相关机构：内蒙古工业大学教育部中国矿业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金内蒙古自治区自然科学基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理机械工程电气工程更多>>
- 基于遥测技术的风力机叶片动态应变特征实验研究被引量：8
- 2014年
- 采用旋转机械应力应变无线遥测技术,在直流式低速风洞开口段对风力机叶片运行状态中的应力应变特性进行了实验研究,结果表明:在相同尖速比下,叶片各截面沿展向向外位置增加应变值逐渐减小,随着风速的增加,压力面的应变值增加幅度大于吸力面,叶根处应变增加幅度大于叶尖,并在0.55R到0.75R段应变拟合曲线略微凸起,主要是气动力在该截面区作用的效果;在相同风速下,叶片各截面沿展向向外位置增加应变值逐渐减小,且各截面的应变值随着尖速比的增加而增大,叶根较叶尖增加幅值更明显,叶根部位所受离心力增加较快;相同翼面处前缘点的应变值大于后缘点的应变值。为开展大型风力发电机组叶片动态应变检测积累了可鉴借的经验。
- 白叶飞汪建文赵元星贺玲丽侯亚丽
- 关键词：水平轴风力机
- 风轮固有振动频率随工况变化的响应特性被引量：1
- 2014年
- 为了获得风轮1,2阶振动频率随工况变化的敏感性,寻找风力机避振设计的主要途径及准确判别风力机发生疲劳损伤或断裂事故的主要诱因,利用流固耦合分析方法,针对某小型水平轴风力机风轮进行数值模态分析,分别获得了风轮1,2阶振动频率随来流风速和离心力变化的响应曲线,并用试验验证了数值计算结果的可靠性。研究结果表明:离心力对风轮动态振动频率的影响较气动载荷显著;风轮1阶对称振动频率随工况变化最为敏感,其触发的振动应力大于风轮其他1,2阶振动应力,是风轮结构动力学特性设计中最值得关注的参数;风轮1阶动频随气动载荷变化的生长规律呈二次方曲线形式,2阶动频随气动载荷变化的生长规律呈线性。
- 马剑龙汪建文魏海娇董波
- 关键词：风力机风轮固有频率响应特性
- 粗糙度对风力机翼型气动性能影响的模拟研究被引量：5
- 2014年
- 选取几种具有代表性的风力机叶片翼型,探讨在光滑条件与粗糙条件下翼型的空气动力性能。通过在翼型尾缘处添加粗糙带,与原翼型进行对比得到升力系数、升阻比等变化曲线,同时分析不同表面粗糙厚度对翼型气动特性的影响。结果显示:添加粗糙带后,翼型NACA4415,FFA-W3-211的升力系数提高,翼型S822、DU91-W2-250的升力系数下降,4种翼型的升阻比降低。表面粗糙带厚度对翼型气动性能的影响存在差异性,翼型S822最适合运行于低雷诺数下的风沙环境。
- 焦灵燕汪建文贺玲丽
- 关键词：风力机翼型粗糙度数值模拟气动性能
- 风力机叶片动态应变分布特征的研究被引量：4
- 2014年
- 针对风力机叶片动态应变分布规律特性,以NACA4415翼型叶片为模型进行了数值模拟,并与采用旋转遥测技术测试的该风力机叶片动态应变试验结果进行了对比分析。结果表明,数值模拟与试验结果趋势一致;在气动力作用下,风力机叶片的应变主要集中在叶片的中部略靠后的位置,其根部及叶尖附近的应变与中部相比较小,前缘部分的应变值与后缘部分相比较大,压力面应变值大于吸力面相应位置的应变值;在气动力的基础上施加重力和离心力后,叶根处应变值增加迅速,同时叶片中部应变值保持在较大的水平,主要是离心力和气动力共同作用所致。
- 白叶飞汪建文赵元星魏海姣张立茹侯亚丽
- 关键词：水平轴风力机数值模拟
- 风轮结构动力学参数优化改进方法研究
- 2014年
- 提出三种风轮结构动力学性能改进方法,在风轮实际挂机安装条件下进行模态测试。研究发现:翼型加厚可有效提升风轮前三阶固有频率15%以上,但却会使风轮共振带拓宽;双夹板式叶片连接方式可使风轮1阶固有频率明显下降,但却使风轮2、3阶固有频率显著升高,且亦会使风轮共振带拓宽;沿叶展方向开槽和加肋提升风轮前三阶固有频率的程度相对较小,其对各阶反对称振动频率的提升效果较同阶对称振动频率提升效果显著,且不会造成风轮共振带的拓宽;翼型加厚和双夹板式叶片连接方式可实现风轮前三阶振动阻尼比呈较均匀稳定的下降;沿叶展方向开槽和加肋虽使风轮1阶反对称振动阻尼比增大,但随振动阶数升高,可使阻尼比一直保持稳定的下降趋势。
- 马剑龙汪建文董波魏海姣
- 关键词：风轮固有频率阻尼比
- 风切变对风力机尾流湍流特征影响的研究被引量：9
- 2016年
- 采用LES方法,对自行开发设计的100 W小型水平轴风力机在有、无风切变两种入流情况下的尾流特征进行了模拟计算,计算中提取了流场稳定后的x、y、z三个方向的瞬间速度、压力等参数的600个数据样本,计算得到了尾流内轴向速度和湍流强度的方均根值,分析了有、无风切变两种入流情况下风力机尾流内的时间平均轴向速度、湍流强度及涡结构等流动特征。结果表明:无风切变入流情况下,尾流内的叶尖涡、中心涡及轴向速度都呈现对称性;而风切变入流情况下,尾流内叶尖涡螺旋轨迹上面部分的螺距明显大于下面部分的螺距,呈现出了非对称性,而中心涡和轴向速度也都呈现出一定的非对称性,且风切变入流情况下尾流内的涡传播距离更远;在y/d<6的近尾流区域内,无论入流是否存在风切变,风力机尾流膨胀现象都不很明显;在相同入流湍流强度条件下,有、无风切变入流情况下尾流内湍流强度的变化规律相似,入流风切变对尾流内湍流强度的影响较小。
- 侯亚丽汪建文王强王鑫厅
- 关键词：风切变涡结构
- 风力机叶片在不同载荷作用下的应力特性分析被引量：5
- 2015年
- 针对额定功率为100 W的水平轴风力机叶片为研究对象构建实体模型,利用ANSYS有限元方法,模拟分析叶片在气动力、离心力及重力作用下的应力特征,最后由实验数据和模拟计算做对比分析。额定工况单独载荷作用研究,得出叶片应力主要受气动力与离心力的作用,重力影响不大;施加复合载荷,同一截面相对位置,叶片迎风面应力值大于背风面应力值,且随风速增加应力值逐渐增大,最大应力值处始终保持最大。
- 赵元星白叶飞汪建文黄新宇云萌冀文举高志鹰
- 关键词：水平轴风力机数值模拟应力分布
- 气动力与离心力对风力机叶片应变特性的影响被引量：5
- 2014年
- 利用有限元理论,基于Ansys Workbench工作平台,针对某小型水平轴风力发电机组,计算了不同工况时叶片应变特性的变化。计算结果显示:叶片在气动力作用下最大应变位置位于叶根与叶片径向的0.65 R处、叶片在离心力作用下最大应变位置位于叶根处;在恒定来流风速、低尖速比时,气动力引起的叶片应变大于离心力引起的应变,但随着尖速比的增加,离心力引起的应变值大于气动力作用时的应变值,其原因为离心力正比于尖速比和风速乘积的二次方,而气动载荷仅正比于风速的二次方;气动力与离心力耦合作用时,最大应变位置位于叶根处,离心力与气动力耦合作用时引起的应变不等于离心力与气动力单独作用引起应变之和。研究结果可为风力机叶片机械强度设计提供一定的理论支撑。
- 魏海姣汪建文孙晓颖董波杨柳
- 关键词：风轮叶片气动力离心力
- 不同湍流模型建筑风湍流特征精确性研究被引量：4
- 2017年
- 针对长宽高为1:4:4的AIJ建筑模型进行建模,拟合风洞入流实验数据得到服从指数分布的入流风剖面,为数值模拟与实验测试入流条件的一致性提供保证。以RNG k-ε、Realizable k-ε及LES等3种模型为依据进行数值计算,选定较典型的屋顶中心、背风面旋涡中心点垂直方向上的三维速度,与实测数据分别从定性、定量两个角度进行对比分析,结果表明:LES计算结果与实验值吻合程度最高、RNG k-ε模型次之、Realizable k-ε模型最差,但总体趋势都与实验值较接近;基于SPSS统计分析软件,利用非参数独立样本检验及相关性分析等数理统计理论初探性地定量说明了以上3种模型的精确程度:均未出现显著性差异,且相关系数均大于0.8呈高度相关。验证了不同湍流模型的精确性,并为城市建筑环境风湍流的数值模拟技术提供规范性指导。
- 王强侯亚丽汪建文
- 关键词：建筑环境湍流模型SPSS
- 重力回位型风力机限速机理的分析被引量：3
- 2017年
- 该文揭示了重力回位型风力机侧偏过程中的风轮侧偏、尾翼气动力及重力回位的产生机理,推导出其力矩的精确计算公式,并给出一种风力机调速机构的设计方法;在力矩动态平衡的条件下,对300 W风电机组的限速控制机构进行设计计算,结果表明该设计符合重力回位调速的要求,对今后重力回位调速型风力机的设计和优化具有较重要的实用价值。
- 孙丰汪建文刘雄飞
- 关键词：风力机
