太阳能光热-光电空气隙膜蒸馏系统实验研究 被引量：4

1

作者 邓洪玲 杨晓宏 +2 位作者 田瑞 李洪建 李达 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期29-36,共8页

针对传统苦咸水淡化中的高能耗问题,设计太阳能光热-光电空气隙膜蒸馏耦合系统。实验研究系统运行稳定性,系统连续9、24 h运行工况下热电参数对膜通量的影响;系统获得温度和膜通量随太阳辐照度的变化,理论计算集热面积与膜面积最优匹配... 针对传统苦咸水淡化中的高能耗问题,设计太阳能光热-光电空气隙膜蒸馏耦合系统。实验研究系统运行稳定性,系统连续9、24 h运行工况下热电参数对膜通量的影响;系统获得温度和膜通量随太阳辐照度的变化,理论计算集热面积与膜面积最优匹配。研究表明：系统白天连续9 h运行最大膜通量为5.84 kg/（m2·h）,总产水量为1.80 kg,实际日产水量达43.47 kg/（m2·h）,单位产水热耗为495.3 kWh/m3;连续24 h运行最大膜通量13.07 kg/（m2·h）,总产水量为2.99 kg,实际日产水量为71.95 kg/（m2·d）,单位淡水热耗为1095.1 kWh/m^3;系统在2种工况下均稳定运行,因此,按照系统连续9 h的产水量,需5.67 m2的太阳集热器配备0.1248 m2的平板膜和实际产水7.42 L/d满足3口之家6 L的日常饮用水需求。 展开更多

关键词 太阳能光热-光电 空气隙膜蒸馏 光热参数 膜通量

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热管式真空管太阳能聚光集热系统传热特性分析 被引量：6

2

作者 张维蔚 王甲斌 +2 位作者 田瑞 薛奇成 巴旭阳 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期202-209,共8页

该文设计了一套最高可提供473 K高温热水的热管式真空管太阳能聚光集热系统,为研究该系统的传热特性并为系统设计提供理论依据,建立了热管式真空管太阳能聚光集热系统传热过程的一维数学模型,计算并分析了该系统的传热性能。计算结果表... 该文设计了一套最高可提供473 K高温热水的热管式真空管太阳能聚光集热系统,为研究该系统的传热特性并为系统设计提供理论依据,建立了热管式真空管太阳能聚光集热系统传热过程的一维数学模型,计算并分析了该系统的传热性能。计算结果表明,该文设计的热管式真空管太阳能聚光集热系统的瞬时热效率均高于70%,且随太阳直射辐照强度和环境温度的升高逐渐升高,随传热流体温度和风速的升高逐渐降低。热管式真空管接收器内工质的工作温度和压力也随太阳直射辐照强度、传热流体温度、环境温度及风速的变化而变化。在该文计算条件下,热管的工作温度在327.6~503.2 K,工作压力在0.016~2.8 MPa,符合以水作为热管工质的最佳工作范围(293~523 K)。环形区域压力和渗入气体种类对集热系统传热性能也有明显影响。当环形区域压力P<10^(–3) Pa时,接收器热损失较小且随压力变化基本保持不变;当P>10^(–3) Pa时,随着环形区域压力升高,接收器热损失逐渐增大。另外,环形区域渗入气体的导热系数越大,接收器热损失越大。该研究对了解热管式真空管太阳能聚光集热系统传热特性、优化集热系统结构、指导系统设计具有一定的实用价值。 展开更多

关键词 太阳能 传热 热管式真空管 槽式聚光器 瞬时热效率 数学模型

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基于能量分析和分析的槽式太阳能集热系统优化研究 被引量：1

3

作者 张维蔚 巴旭阳 +3 位作者 薛奇成 高虹 史志国 田瑞 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2251-2257,共7页

采用光学-动力学耦合的方法,建立槽式太阳能真空管接收器的三维流动、传热模型,分析影响集热系统热效率和效率的因素。为验证模拟结果准确性,与文献试验结果进行对比,吻合较好,平均误差为9.4%。模拟结果显示,传热流体入口温度、环形区... 采用光学-动力学耦合的方法,建立槽式太阳能真空管接收器的三维流动、传热模型,分析影响集热系统热效率和效率的因素。为验证模拟结果准确性,与文献试验结果进行对比,吻合较好,平均误差为9.4%。模拟结果显示,传热流体入口温度、环形区域压力对集热系统热效率和效率的影响最显著,间隙尺寸的影响次之,传热流体质量流速的影响最小。 展开更多

关键词 真空管接收器 热效率 效率 环形区域 间隙尺寸

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风力机叶片叶根应力集中区应力状态实验研究 被引量：9

4

作者 白叶飞 汪建文 +3 位作者 赵元星 高志鹰 韩玉霞 杜鹏程 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3406-3411,共6页

为分析风力机叶片旋转时叶根应力集中区的平面应力状态,采用旋转机械应力应变无线遥测技术,通过叶根最大弦长处压力面应变花测点的布置,在直流式低速风洞开口段进行实验研究,结果表明:在额定风速8 m/s,尖速比由4.5增至6.5的过程中,直角... 为分析风力机叶片旋转时叶根应力集中区的平面应力状态,采用旋转机械应力应变无线遥测技术,通过叶根最大弦长处压力面应变花测点的布置,在直流式低速风洞开口段进行实验研究,结果表明:在额定风速8 m/s,尖速比由4.5增至6.5的过程中,直角应变花3个方位线应变的绝对值逐渐增大,且沿叶片展向0°方位和45°方位的线应变为正值,以拉弯应变为主,90°方位的应变为负值,受叶片压力面载荷的挤压作用所致;翼型截面弦向测点的最大主应力值大于相应测点的最大剪切应力值,且随着尖速比的增加均增大,其较大值均出现在靠近截面形心的翼型表面,是叶片易受损的危险位置;最大主应力方位角受翼型截面的几何形状和载荷作用效果的影响,自前缘向后缘发展并不呈现一致的规律性。该研究为分析和判断叶片裂纹、预测损坏部位提供直接的实验依据。 展开更多

关键词 水平轴风力机 旋转遥测技术 旋转动态叶片 叶根应力集中区 应力状态分析

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湍流强度对风力机尾迹涡结构影响的实验研究 被引量：5

5

作者 韩玉霞 汪建文 +2 位作者 李鑫 孙博 刘珍 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1179-1184,共6页

为研究湍流强度对风力机尾迹涡结构的影响规律,利用TR-PIV(time resolved-particle image velocimetry)对水平轴风力机模型在有、无格栅4.5D(D为风轮直径)范围内的尾流信息进行采集。通过定性及定量分析对比有、无格栅时尾迹流场瞬时涡... 为研究湍流强度对风力机尾迹涡结构的影响规律,利用TR-PIV(time resolved-particle image velocimetry)对水平轴风力机模型在有、无格栅4.5D(D为风轮直径)范围内的尾流信息进行采集。通过定性及定量分析对比有、无格栅时尾迹流场瞬时涡量、平均涡量及湍动能的变化规律,再现了不同入流条件下尾迹涡形成、发展和湮灭的过程及尾迹涡系间能量传递特性。分析发现:自由流4.5D范围内均可见明显叶尖涡拟序结构,其衰减速度较慢。格栅入流时随湍流强度增加流层间的强剪切及径向掺混作用增强,使叶尖涡拟序结构失稳,2.5D时拟序结构消失;涡量集中区域较自由流明显扩张,叶尖涡诱导效应影响范围增加;尾迹涡系的湍动能较自由流明显增加,随着尾迹向下游发展叶尖涡、中心涡湍动能很快衰减,附着涡区湍动能却明显增强;附着涡区不再是隔离带,而是叶尖涡和中心涡的能量输送带,从而促进尾迹恢复。 展开更多

关键词 水平轴风力机 叶尖涡 湍流强度 尾流 高频PIV

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湍流强度对水平轴风力机尾迹速度恢复影响机理的实验研究 被引量：3

6

作者 韩玉霞 汪建文 +2 位作者 孙博 东雪青 李鑫 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期649-655,共7页

为研究湍流强度对风力机尾流速度恢复的影响,采用高频PIV对均匀来流和格栅入流时风力机下游尾流数据进行采集。通过对比轴向速度、径向速度及雷诺剪切应力发现:均匀来流时轴向速度分层现象明显;叶尖涡将主流卷吸进入尾流区,但无法穿透... 为研究湍流强度对风力机尾流速度恢复的影响,采用高频PIV对均匀来流和格栅入流时风力机下游尾流数据进行采集。通过对比轴向速度、径向速度及雷诺剪切应力发现:均匀来流时轴向速度分层现象明显;叶尖涡将主流卷吸进入尾流区,但无法穿透附着涡区,附着涡相当于一个隔离带;雷诺剪切应力集中在叶尖涡和中心涡区,附着涡区基本为零。格栅入流时下游2.5倍风轮直径处尾流与主流基本融合,主流径向掺混从叶尖涡穿过附着涡渗透到中心涡区;剪切应力在中心涡和叶尖涡区明显增大,附着涡区存在正的峰值,且附着涡区成为叶尖涡和中心涡区的一个动量输送带。相关结论可为风电场优化布局提供指导,有助于揭示湍流强度影响风力机出力和速度亏损的原因。 展开更多

关键词 水平轴风力机 尾流 叶尖涡 湍流强度 高频PIV

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风力机重力调速机构主要特征参数的优化实验研究 被引量：1

7

作者 刘雄飞 汪建文 +1 位作者 孙丰 李连宏 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3151-3157,共7页

推导出自制重力调速机构平衡方程;详述机构主要特征参数选取原则,确定机构尾舵质量、尾杆长度、后倾角及侧倾角4个参数为优化对象。依托Matlab软件,设计L_(25)(5~6)正交实验表。搭建车载实验平台,对25组正交数据进行实验,用统计学R软件... 推导出自制重力调速机构平衡方程;详述机构主要特征参数选取原则,确定机构尾舵质量、尾杆长度、后倾角及侧倾角4个参数为优化对象。依托Matlab软件,设计L_(25)(5~6)正交实验表。搭建车载实验平台,对25组正交数据进行实验,用统计学R软件分析实验结果。结果表明:侧倾角对风力机调速影响最显著,后倾角、尾舵重量、尾杆长度的影响相对较弱;后倾角12°、侧倾角5°、尾舵质量2 kg及尾杆长度0.4 m为最佳组合。在最佳状态下,车载实验功率波动率ξ平均值为5.16%,风轮侧偏角随时间的变化呈对称抛物线分布,可以保证大风时电机输出功率维持在额定功率附近。 展开更多

关键词 风力机 中小型 重力调速 参数优化 正交实验

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热电制冷膜蒸馏实验多目标分析与优化 被引量：2

8

作者 李达 杨晓宏 +2 位作者 田瑞 胡俊虎 魏文龙 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第23期6971-6980,共10页

基于热电制冷膜蒸馏实验系统,为研究该系统机理与多目标优化问题,首先通过支持向量机(support vactor regression,SVR)得到变量与目标值间的关系,并以此关系代入响应曲面法分析各变量与目标间的协同效应;其次利用多目标优化算法获得Par... 基于热电制冷膜蒸馏实验系统,为研究该系统机理与多目标优化问题,首先通过支持向量机(support vactor regression,SVR)得到变量与目标值间的关系,并以此关系代入响应曲面法分析各变量与目标间的协同效应;其次利用多目标优化算法获得Pareto解集,并进行解集分析;最后通过层次分析法确定目标权值与TOPSIS方法排序,获得了系统运行最优工况。研究结果表明:热端进料温度对该系统中各项目标值有较大影响,制冷器输入电流并非越大越好,要适时与其它工况相匹配。经NSGA-II和MOPSO可得出该系统存在最优工况点,最优工况为:热端进料温度为75℃、冷却水流量为698.1L/h、制冷器输入电流为8.44A,在此最优工况下对应目标值为:热电制冷膜蒸馏系统耦合度为0.77、系统能耗为273.09W、膜通量为13.98kg/(m2.h)。 展开更多

关键词 膜蒸馏 热电制冷 支持向量机 响应面分析 多目标算法

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基于动网格技术水平轴风力机叶片及尾迹流场旋涡特性 被引量：5

9

作者 高伟 张立茹 +1 位作者 姚慧龙 闫蓉 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期172-178,共7页

为了研究风力机流场中涡的产生及演化过程,采用动网格技术中的重叠网格方法对水平轴风力机流场进行计算,利用Q准则对叶片表面、叶尖涡及中心涡涡旋结构进行可视化分析,并将计算结果与相同工况下滑移网格计算结果进行对比分析.结果表明:... 为了研究风力机流场中涡的产生及演化过程,采用动网格技术中的重叠网格方法对水平轴风力机流场进行计算,利用Q准则对叶片表面、叶尖涡及中心涡涡旋结构进行可视化分析,并将计算结果与相同工况下滑移网格计算结果进行对比分析.结果表明:对比2种方法在不同截面的叶片表面涡量分布,动网格方法计算得出在吸力面流动分离区域更大,能够捕捉到更多叶片表面边界层分离的细节;叶尖涡在向下游运动过程中将出现“叶尖涡跳跃”现象;中心涡在尾迹流场中涡量分布呈双峰状,在风轮后0.5D~2.0D内,叶尖涡与中心涡发生混合扩散;动网格与滑移网格计算得出尾迹流场中,中心涡分布趋势基本一致,采用动网格方法得出涡量峰值更大,采用滑移网格方法得出中心涡更早发生扩散.相较于滑移网格方法采用动网格方法研究风力机流场中的涡会更具优势. 展开更多

关键词 水平轴风力机 动网格 叶尖涡 中心涡 涡量

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基于PIV技术分析材质对风力机叶片绕流流场特性的影响 被引量：2

10

作者 张嘉奇 张立茹 +1 位作者 牛佳佳 王雪丽 《可再生能源》 CAS 北大核心 2020年第11期1477-1482,共6页

为了研究材质对风力机叶片绕流流场的影响,文章利用PIV系统,选取两种不同材质叶片,对其在低速风洞中不同工况下的流场信息进行采集。通过分析不同测试截面近壁面的流场数据,发现与空心填充泡沫叶片相比,玻璃聚酯叶片的平均动能减小48.07... 为了研究材质对风力机叶片绕流流场的影响,文章利用PIV系统,选取两种不同材质叶片,对其在低速风洞中不同工况下的流场信息进行采集。通过分析不同测试截面近壁面的流场数据,发现与空心填充泡沫叶片相比,玻璃聚酯叶片的平均动能减小48.07%以上,轴向脉动速度增加32%以上;而随着叶尖速比的增大,玻璃聚酯叶片的平均动能减少33.82%以下,脉动速度减少30.04%以下。实验工况下,叶片材质对流场特性的影响大于叶尖速比的影响,尤其在叶尖位置。该结果可为风力机叶片设计及制造提供一定参考。 展开更多

关键词 水平轴风力机 材质 绕流流场 PIV

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动态风向变化下风力机叶片和塔架应力及功率特性分析 被引量：1

11

作者 汪建文 闫思佳 +1 位作者 张建伟 高志鹰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期610-619,I0014,共11页

风向变化显著影响风力机气动载荷分布,从而影响风力机稳定高效的运行,而气动载荷是风力机结构应力和功率变化主要影响因素之一。该文以S翼型三叶片水平轴风力机为研究对象,在旋转平台上进行风洞实验,对不同风向变化速度(0.5°、1
... 风向变化显著影响风力机气动载荷分布,从而影响风力机稳定高效的运行,而气动载荷是风力机结构应力和功率变化主要影响因素之一。该文以S翼型三叶片水平轴风力机为研究对象,在旋转平台上进行风洞实验,对不同风向变化速度(0.5°、1°、1.5°、2°/s)下风力机叶片和塔架的应力以及风力机功率特性进行分析。结果表明:风向变化速度为0.5°/s时,在风向由0°变化到30°时,叶片弦向和展向应力值和风力机功率下降幅度最大;在风向由0°变化到20°时,叶片应力值和功率下降较为缓慢,风向变化结束后,风力机应力与功率会进一步减小;风向变化角度在0°~20°范围内,受叶片转速和气动载荷下降速度与风向变化耦合作用的影响,塔架应力值出现较大波动,并随风向变化速度的增加,波动出现的区间从15°~20°提前到0°~5°;风向变化结束后,叶片转速持续下降,造成塔架应力仍有不同程度的波动。结果可为考虑风向变化下运行的风力机结构设计提供一定理论依据。 展开更多

关键词 动态风向变化 风力机 叶片 塔架 应力 功率

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基于故障物理的风力机叶片可靠性仿真分析方法 被引量：2

12

作者 葛新宇 毕俊喜 +2 位作者 李海滨 聂晓波 刘江 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期29-40,共12页

提出一种基于故障物理的风力机叶片可靠性仿真分析方法,通过绘制任务剖面和载荷剖面图,将叶片材料、结构、环境条件和使用方式等参数加载到数值计算模型中,进行瞬态热力学、振动应力和多应力耦合分析。结果表明,最大应力和热集中主要发... 提出一种基于故障物理的风力机叶片可靠性仿真分析方法,通过绘制任务剖面和载荷剖面图,将叶片材料、结构、环境条件和使用方式等参数加载到数值计算模型中,进行瞬态热力学、振动应力和多应力耦合分析。结果表明,最大应力和热集中主要发生在叶片根部,变形主要发生在叶片中部到叶尖这段区间。从故障原因和机理出发研究叶片的故障规律,运用FMECA(故障模式、影响和危害性分析)处理收集到的故障信息。将定性评价指标予以定量化,以此建立叶片危害性矩阵和FMECA表格,在失效模式下对高危性故障数据进行可靠性评估,为工程实际提供必要的理论支持。该方法相较于传统基于手册的可靠性分析方法精度更高,与研制、生产、维修和管理并行,通过不断更新迭代,以保证产品可靠性要求的实现,为风力机叶片的可靠性分析提供了新的思路和实施方法。 展开更多

关键词 风力机叶片 可靠性分析 故障模式 流固耦合 故障物理

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基于流固耦合的牵引电机流动特性分析 被引量：2

13

作者 于磊磊 陈永艳 +3 位作者 宋力 董志明 郭海全 魏晓钢 《大电机技术》 2024年第3期8-15,共8页

为了研究电机轴向通风冷却系统的电动机内部情况,本文以某大型矿用电动车轮牵引电机为例,对其轴向通风冷却与传热进行了研究。基于流体力学以及传热学理论,结合电机轴向通风性能以及结构特点,建立了电机三维流动与传热耦合求解的有限元... 为了研究电机轴向通风冷却系统的电动机内部情况,本文以某大型矿用电动车轮牵引电机为例,对其轴向通风冷却与传热进行了研究。基于流体力学以及传热学理论,结合电机轴向通风性能以及结构特点,建立了电机三维流动与传热耦合求解的有限元模型,并给出基本假设与相应的边界条件。通过计算电机内部的电磁场和温度场,采用有限体积法对三维流体场和温度场控制方程进行耦合,避免了利用经验公式计算模型间的换热系数带来的误差,能够获得更加精确的温升及冷却结果。在此基础上,通过对电机进行流固耦合计算,研究流量分配对通风冷却效果的影响,进而在原有模型上分析不同流量、不同定子流道、不同流道宽度对电机温度场及流阻的影响,并提供优化流道从而有效降低电机最热温度区域。通过对实际运行车辆电机温度场及冷却阻力监控验证了仿真计算的准确性。通过流固耦合分析方法将有助于电机的散热优化设计,为更大功率的电机综合物理场的准确计算提供了理论依据。 展开更多

关键词 牵引电机 空冷系统 流体场 流-热耦合

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基于优化LSTM模型的风力机叶片剩余使用寿命预测 被引量：1

14

作者 焦佳明 毕俊喜 +3 位作者 葛新宇 王国富 马航 周大川 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期495-502,共8页

针对传统寿命预测方法计算复杂、耗时且不具普适性等问题,提出一种基于优化长短期记忆网络(LSTM)的风力机叶片剩余使用寿命(RUL)预测模型。首先,将多维传感器监测数据可视化,以观察数据特征并进行初次特征筛选。然后,对筛选后的数据进... 针对传统寿命预测方法计算复杂、耗时且不具普适性等问题,提出一种基于优化长短期记忆网络(LSTM)的风力机叶片剩余使用寿命(RUL)预测模型。首先,将多维传感器监测数据可视化,以观察数据特征并进行初次特征筛选。然后,对筛选后的数据进行归一化处理,并使用主成分分析法(PCA)进行数据融合,以去除冗余信息和降低特征维度。其次,使用自适应矩估计(AME)算法为不同网络参数提供独立的自适应性学习率;使用平滑平均绝对误差(SMAE)损失函数来综合两种传统回归损失函数的特点。最后,经过多次试验选定合适的LSTM层数及神经元数,并以复杂系统的多尺度时序监测数据为算例对模型进行试验验证。试验结果表明,在一种故障模式下,优化LSTM预测模型相较于其他传统机器学习模型在评价指标及预测误差分布情况上占优,表明该文所提模型具有更高的准确性及稳定性。 展开更多

关键词 风力机叶片 主成分分析 长短期记忆 寿命预测 预测模型

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基于失效物理的风电机组多故障可靠性建模方法

15

作者 葛新宇 毕俊喜 +3 位作者 王妍 王柳璎 王国富 焦佳明 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第15期6281-6289,共9页

风电机组由于功能结构复杂且工作环境恶劣导致其退化状态呈现多样性特点,失效形式往往是多种故障耦合作用的结果,因此单独采用某一变量的性能退化过程作为评估风电机组寿命及可靠性模型是不全面的。为了更精确反映系统内部和外部性能指... 风电机组由于功能结构复杂且工作环境恶劣导致其退化状态呈现多样性特点,失效形式往往是多种故障耦合作用的结果,因此单独采用某一变量的性能退化过程作为评估风电机组寿命及可靠性模型是不全面的。为了更精确反映系统内部和外部性能指标的相关性,提出了一种基于失效物理的风电机组多故障可靠性建模方法。首先分析了风电机组多应力耦合下的工作环境和故障特性,通过基于失效物理的可靠性仿真分析方法获得寿命分布函数,并将其作为边缘分布函数;其次在考虑故障模式相关性时,引入两阶段估计法对Copula函数的模型进行参数估计。通过对比不同类型Copula函数的秩相关系数和平方欧氏距离,确定最优Copula函数。最后利用Skla定理和逐步分析的思想,建立多故障模式耦合下的简化风电机组可靠性模型。结果表明,考虑可靠性指标相关性时得到的可靠性结果更加合理,同时该方法避免了风电机组寿命预测和可靠性评估的保守估计,具有较好的实用性和可操作性。 展开更多

关键词 风电机组 失效物理 故障相关性 COPULA函数 可靠性建模

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微小型风力机重力调速机构侧倾角优化分析 被引量：5

16

作者 刘雄飞 汪建文 +1 位作者 孙丰 张正伟 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1929-1934,共6页

在借鉴前人成果的基础上,分析调速机构的工作原理,推导出重力调速过程中各力矩的表达公式,并设计制造出300 W风力机的重力调速机构;通过建立风力机调速数学模型,用Matlab编程软件对斜铰轴机构的侧倾角β″进行优化处理,并对其进行车载... 在借鉴前人成果的基础上,分析调速机构的工作原理,推导出重力调速过程中各力矩的表达公式,并设计制造出300 W风力机的重力调速机构;通过建立风力机调速数学模型,用Matlab编程软件对斜铰轴机构的侧倾角β″进行优化处理,并对其进行车载实验验证。结果表明:采用Matlab优化设计结果与实验测试值基本吻合,达到侧偏调速的要求。 展开更多

关键词 微小型风力机 重力调速 限速机理 优化设计

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翼型与弦长对直线翼垂直轴风力机起动性能影响的数值模拟 被引量：2

17

作者 郭文峰 佟国强 张影微 《风机技术》 2023年第4期12-17,共6页

为了探究翼型与弦长对直线翼垂直轴风力机起动性能的影响,选择了NACA0018、NACA0026、S809以及S1046四种翼型,40mm、60mm和80mm三种叶片弦长进行研究,其中S809翼型采用正装和反装两种方式。对不同条件下风力机的静态力矩性能以及转速性... 为了探究翼型与弦长对直线翼垂直轴风力机起动性能的影响,选择了NACA0018、NACA0026、S809以及S1046四种翼型,40mm、60mm和80mm三种叶片弦长进行研究,其中S809翼型采用正装和反装两种方式。对不同条件下风力机的静态力矩性能以及转速性能进行数值模拟研究。静态力矩性能研究表明,随着叶片弦长的增大,风力机平均静态力矩增大。通过对比不同翼型的结果发现:NACA0026翼型平均静态力矩系数最大且达到稳定时间最短,S809翼型起动性能最差且反装时平均静态力矩系数最小,SI046翼型稳定转速最高。转速性能研究表明,叶片弦长的增大会增大叶片的质量,进而增大转动惯量,使得风力机的起动性能降低。本研究将对直线翼垂直轴风力机的设计提供有益的参考。 展开更多

关键词 直线翼垂直轴风力机 数值模拟 翼型 起动性能 转速性能

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风轮振动行为与尾迹的关联性研究

18

作者 李佩林 马剑龙 +3 位作者 汪建文 张彦奇 姜勇 吕文春 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第13期117-122,共6页

利用PULSE19装置和TR-PIV装置构建了发电机、塔架加速度与风轮尾迹发展的同步监测系统,针对直径1.4 m的小型水平轴风力机振动特性及叶尖附近湍流涡旋进行了测试与分析,证实了风轮振动与尾流发展之间存在密切关联性。由风轮旋转形成的一... 利用PULSE19装置和TR-PIV装置构建了发电机、塔架加速度与风轮尾迹发展的同步监测系统,针对直径1.4 m的小型水平轴风力机振动特性及叶尖附近湍流涡旋进行了测试与分析,证实了风轮振动与尾流发展之间存在密切关联性。由风轮旋转形成的一次谐波能量值最高。对比加速度与尾流的频谱图,发现加速度峰值与尾流能量峰值对应的特征频率相近,风轮振动的能量传递到了流场中。风力机发生偏航后,风轮旋转三倍频与尾流一次谐波间能量传递受阻,偏航角小于10°时,尾流能量值对振动加速度值的变化较敏感,而随着偏航角的增加,两者之间的关联性减小。 展开更多

关键词 尾迹 振动加速度 偏航 频谱响应

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扰动入流对风力机声辐射影响研究

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作者 张立茹 吴林泉 +2 位作者 汪建文 王占洋 景坤瑶 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1007-1012,共6页

基于漩涡法和实验条件修正入口边界条件,结合延迟分离涡湍流模型和K-FWH方程对某S翼型水平轴风力机进行三维非定常数值模拟,对比分析扰动入流对风轮表面脉动压力、辐射声频谱和声辐射传播的影响,并将相应数值模拟结果与实验数据进行对... 基于漩涡法和实验条件修正入口边界条件,结合延迟分离涡湍流模型和K-FWH方程对某S翼型水平轴风力机进行三维非定常数值模拟,对比分析扰动入流对风轮表面脉动压力、辐射声频谱和声辐射传播的影响,并将相应数值模拟结果与实验数据进行对比分析。结果表明:扰动入流下,叶片表面各峰值脉动压力幅值不同,辐射声中高频宽带噪声出现新的峰值;总声压级在叶片径向0.57R处最大,随轴向距离的增大,总声压级下降,且在轴向距离小于500 mm时下降最快,接近叶尖位置测试线声压级出现和实验一致的跳变现象。 展开更多

关键词 风力机 扰动人流 脉动压力 声辐射

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基于流固耦合偏航下风力机尾迹湍流特征的研究

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作者 张立茹 牛佳佳 +3 位作者 王雪丽 焦雪文 姚慧龙 汪建文 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期340-346,共7页

偏航状态下风力机叶片与流场之间相互作用会导致风力机近尾迹流场的湍流特征变化,采用双向流固耦合对不同偏航工况下水平轴风力机近尾迹流场进行数值模拟研究,获得不同偏航角下尾迹湍流特征演化规律。结果表明:随着偏航角的增大,正偏航... 偏航状态下风力机叶片与流场之间相互作用会导致风力机近尾迹流场的湍流特征变化,采用双向流固耦合对不同偏航工况下水平轴风力机近尾迹流场进行数值模拟研究,获得不同偏航角下尾迹湍流特征演化规律。结果表明:随着偏航角的增大,正偏航侧会出现“速度亏损圆环”,且此圆环的范围呈扩大趋势;偏航角的增大对叶根处速度亏损影响最大,对叶尖处速度亏损影响最小,与正偏航侧相比,负偏航侧的速度亏损值减为约1/2;随着偏航角的增大,正负偏航侧的湍流强度变化呈不对称性,正偏航侧对湍流耗散的影响程度较负偏航侧大;涡流黏度越来越小,且在偏航10°涡流黏度相对于偏航5°减小约1/2,沿着轴向叶尖涡的管状环涡结构变得不稳定,出现明显耗散,且在偏航15°之后涡结构的耗散破裂程度越来越剧烈,进而对风力机气动噪声产生较大影响。 展开更多

关键词 风力机 流固耦合 偏航 尾迹湍流特征

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