邓磊
- 作品数：18 被引量：68H指数：5
- 供职机构：西北工业大学航空学院翼型研究中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划航天科技创新基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术动力工程及工程热物理理学更多>>
- 基于响应面方法的风力机叶片多目标优化设计研究被引量：10
- 2012年
- 运用基于响应面方法的优化设计技术,于径向使用NPU-WA-风力机专用翼型族的某1.5MW水平轴风力机叶片的多目标、多约束优化设计研究中。风力机气动性能使用基于叶素-动量理论的风力机性能分析和设计软件PROPID51。设计变量为叶片径向外形参数,包括弦长和扭转角分布,但是相对厚度保持不变;设计目标为年发电量和功率系数的最大化;在多目标优化中,使用"统一目标函数"法将多个设计目标函数通过加权求和统一到一个目标函数中。为减小计算量,响应面模型使用不含二阶交叉项的二阶多项式模型;构建模型中试验点的选择满足D-优化准则。以某1.5MW变速变矩型风力机叶片为例,进行了优化设计研究。叶片径向使用西北工业大学翼型研究中心设计的NPU-WA-风力机专用翼型族,使用CFD计算的气动性能数据作为输入进行了设计,分析了目标函数的权值分配对设计结果的影响;使用风洞测量自由转捩的气动性能数据进行了设计并分析了表面光滑条件对气动性能的影响。
- 邓磊乔志德宋文萍高永卫
- 关键词：水平轴风力机多目标
- 基于响应面优化的低速翼型多目标设计方法研究
- 进行了基于响应面优化方法的低速翼型多目标多约束设计方法研究。分析了完全二阶多项式模型(完全模型)和不含二阶交叉项的多项式模型(简化模型)对优化的影响，并分别进行了单目标和多目标的优化设计。结果表明多目标优化可以改善单目标...
- 邓磊乔志德熊俊涛杨旭东
- 关键词：低速翼型优化设计
- 文献传递
- RANS方程和附面层方程耦合求解转捩位置的方法被引量：2
- 2009年
- 研究了基于线性稳定性分析的RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes)方程和附面层方程耦合求解转捩位置的方法。RANS方程计算得附面层外边界的速度分布作为附面层方程计算的输入,求解附面层方程得到稳定性分析需要的附面层参数。由于附面层的解在分离点处的奇异性,用交互式附面层方程求解方法。用基于线性稳定性分析的eN方法计算转捩位置,并考虑了Toll-mien-Schliching波和层流附面层分离造成的转捩。迭代求解RANS方程和附面层方程,直到转捩位置收敛。RANS求解中使用转捩过渡区模型,避免了点转捩模型引入的数值扰动。通过对NA-CA0012翼型的计算并和实验结果及Xfoil计算的结果进行比较,吻合较好,有较好的工程实用价值。
- 邓磊乔志德熊俊涛
- 关键词：NAVIER-STOKES方程转捩预测
- 基于响应面法的低速翼型气动优化设计被引量：9
- 2010年
- 响应面方法相较于其它直接优化方法有其高效、实用的优势,此前的研究更多地将响应面方法用于超音速和跨音速翼型的减阻优化设计中。本文将此方法应用于低速翼型优化设计中,进行了基于RANS(Reynolds-Aver-aged Navier-Stokes)方程和自由转捩预测耦合求解的低速翼型气动优化设计。通过计算附面层方程得到附面层参数并用en方法计算转捩位置,并考虑了T-S波和层流分离造成的转捩。RANS方程计算中,使用了转捩过渡区模型,以保证附面层外边界压力分布的精度。RANS方程和转捩预测迭代进行至转捩位置收敛。在响应面模型计算中,使用不含二阶交叉项的二阶多项式模型,减少了构造模型所需的计算量;合理的选择设计空间保证了构造的响应面模型具有较高的精度。使用三个设计点的多目标优化设计,保证了设计的合理性。通过对NACA64(1)-112翼型优化计算结果表明,本文的方法可以有效地进行低速翼型的气动优化,各设计点上转捩位置也得到了改善,有较好的工程实用前景。
- 邓磊乔志德杨旭东熊俊涛
- 关键词：RANS方程转捩预测低速翼型优化设计
- 水平轴风力机翼型大攻角气动性能计算研究被引量：4
- 2012年
- 耦合RANS和基于线性稳定性分析的eN转捩预测方法,进行风力机翼型的大攻角气动性能计算,以期提供风力机叶片分析/设计中使用翼型的更为准确和完备的气动性能数据。以风力机翼型S809为例,计算了翼型表面从出现分离气泡到大面积分离的情形,并比较了S-A和B-L两种湍流模型对计算结果的影响。通过对已有经典风力机翼型DU97-W-300和新设计风力机翼型WA21ak5在-180°～180°攻角范围内的气动计算,对计算结果和实验结果以及国外风力机叶片分析/设计中使用的基于Viterna方法由有限攻角范围的气动性能外推到-180°～180°的结果进行比较。结果表明,RANS方程计算气动性能和实验结果吻合较好,为建立风力机翼型气动性能数据库提供了基础。
- 邓磊乔志德杨旭东熊俊涛
- 关键词：风力机翼型大攻角
- 基于PROPID的风力机叶片气动没计研究
- 本文在动量-叶素理论和Betz理论的基础上，结合PKOPID软件进行了功率为600kw的定桨距水平轴风力机叶片的设计研究。叶片采用NREL(美国国家可再生能源实验室)发展的S818、S825和S826翼型。在性能预测中采...
- 张同鑫宋文萍邓磊许建华
- 关键词：水平轴风力机
- 风力机叶片高升力系数法的气动设计研究
- 2015年
- 在动量-叶素理论和Betz理论的基础上,结合PROPID软件进行功率为1.5 MW水平轴风力机叶片的气动设计研究。叶片气动设计采用高升力系数法,叶片剖面采用NPU-WA系列高升力、高升阻比风力机专用翼型,在叶片性能预测中采用叶尖损失、轮毂损失和Viterna失速模型。设计结果表明采用先进风力机翼型并运用高升力系数法设计的大功率风力机叶片的弦长较小,叶片面积较小,有利于减轻叶片的重量,同时降低制造成本。
- 张同鑫宋文萍邓磊许建华
- 关键词：水平轴风力机
- NPU-WA翼型族厚翼型粗糙敏感度研究被引量：1
- 2013年
- 研究NPU-WA风力机专用翼型族4个厚翼型(相对厚度25%、30%、35%和40%)的粗糙敏感度,并与相同厚度的经典风力机翼型进行比较。结果表明NPU-WA厚翼型满足气动设计要求,前缘粗糙度对NPU-WA翼型的影响和DU系列相同厚度翼型的影响非常类似,但翼型总体性能要优于后者。
- 邓磊乔志德高永卫
- 关键词：风力机翼型
- 基于N-S方程和自由转捩预测耦合求解的钝后缘翼型气动性能计算被引量：3
- 2011年
- 大厚度钝后缘翼型由于结构和气动性能上的优点,被用于作为大型风力机叶片设计的内侧翼型。而由于其大厚度的特点和风洞实验阻塞度的限制,大雷诺数的风洞实验数据很少,给此类翼型的设计和使用带来困难。本文基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程和自由转捩预测耦合求解方法,进行了大厚度钝后缘翼型的气动性能计算研究;针对由于钝后缘后的涡脱落而造成的翼型表面压力分布的脉动,发展了有时均效应的转捩模型以考虑这种周期脉动的时均效应,并对传统的耦合求解方法进行了修改。通过对风力机翼型DU97-W-300的钝后缘改形DU97-Flat翼型的气动性能计算,分析了网格数对计算结果和计算效率的影响。并将计算的DU97-W-300翼型的气动性能和实验结果进行了比较,表明通过本文发展的耦合求解方法可以在更少的计算网格时得到比参考文献更吻合风洞实验结果的气动性能,为此类翼型的设计和使用提供数值计算基础。
- 邓磊乔志德杨旭东能俊涛
- 关键词：风力机翼型转捩预测
- 大厚度钝后缘翼型气动性能计算研究被引量：3
- 2011年
- 大厚度钝后缘翼型由于其气动和结构的优点,近来被作为大型风力机叶片设计时的内侧翼型成为风力机翼型设计的热点之一EULL由于此类翼型厚度和风洞阻塞度的限制,大雷诺数的风洞实验数据很少。耦合RANS方程和基于线性稳定性分析EULL捩预测方法,进行了大厚度钝后缘翼型气动性能计算研究。使用Gridgen程序生成计算网格,湍流模型为S-A模型。对常用的钝后缘修形方式如直接截断、对称增加厚度等并且有风洞实验结果的几种翼型进行了CFD计算并和实验结果及文献计算结果进行了比较。结果表明升力系数在线性段,计算结果和实验结果吻合很好,但是对失速迎角的捕捉能力差;阻力系数计算结果和实验值吻合较好。不同修形方式的计算结果为钝后缘修形设计提供了参考。
- 邓磊乔志德杨旭东熊俊涛
- 关键词：风力机翼型气动性能
