基于流管模型的流动扰动数值表征及流弹失稳预测

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作者 冯志鹏 齐欢欢 蔡逢春 《计算力学学报》 北大核心 2025年第2期322-328,共7页

为了提升流管模型的预测能力和适用范围,获得能定量表征其众多流动扰动参数的通用方法,通过理论推导建立经典流管模型的动力学方程,基于二维流固耦合模拟发展流动扰动参数辨识方法,研究流管的面积分布、速度分布、压力分布(均包括稳态... 为了提升流管模型的预测能力和适用范围,获得能定量表征其众多流动扰动参数的通用方法,通过理论推导建立经典流管模型的动力学方程,基于二维流固耦合模拟发展流动扰动参数辨识方法,研究流管的面积分布、速度分布、压力分布(均包括稳态项、相位差、扰动项)规律,然后以相位差函数为例,将其数学表达式作为流管模型的基本输入参数进行集成,预测管束结构的流弹失稳行为。结果表明,本文方法成功获得了众多流动扰动参数与曲线坐标及时间的关系,流动扰动参数的稳态项与曲线坐标的函数为正弦形式,相位差与曲线坐标的函数关系为线性形式;预测的临界流速与实验值吻合良好,证明了结合流动扰动数值表征和流管模型基本假设预测流弹失稳的可行性,为流弹失稳预测模型的开发提供了可行途径。 展开更多

关键词 流致振动 流弹失稳 流管模型 流动扰动 管束结构

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考虑砂体连通性的三维流管模型和立体波及评价

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作者 蒲保彪 曹仁义 +4 位作者 周晋冲 石坚 周妍 程林松 贾志豪 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3945-3956,共12页

我国致密油藏主要采用注水的方式补充地层能量,然而,砂体的非均质性导致单井见水规律复杂,传统平面流管模型无法准确评价波及系数。为了准确评价波及系数,首先,通过引入连通系数定性表征砂体连通性,综合考虑启动压力梯度与各向异性,建... 我国致密油藏主要采用注水的方式补充地层能量,然而,砂体的非均质性导致单井见水规律复杂,传统平面流管模型无法准确评价波及系数。为了准确评价波及系数,首先,通过引入连通系数定性表征砂体连通性,综合考虑启动压力梯度与各向异性,建立考虑砂体连通性的致密油藏三维流管模型,并采用Python编程求解模型;接着,与商业数值模拟器tNavigator计算结果进行对比,验证本文建立模型的准确性;最后,将模型应用于长庆油田HB油藏,对不同砂体连通性对立体波及系数的影响进行分析,分别针对砂体中等连通和弱连通的井组提出补孔和补孔后重复压裂的调整对策,并预测调整方案的波及系数。研究结果表明:当砂体全部连通时,井组的立体波及系数约为65.80%,考虑了砂体部分连通后,波及系数明显降低;采取补孔措施后,砂体中等连通井组波及系数预计提高18.03%,砂体弱连通井组采用补孔后重复压裂措施,波及系数提高50.01%。该方法可为致密油藏立体波及评价提供理论基础和依据。 展开更多

关键词 致密油藏 砂体连通性 三维流管模型 立体波及 开发调整对策

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Darrieus垂直轴风力机的双盘面随动流管模型 被引量：1

3

作者 张立勋 张松 +2 位作者 郭健 尉越啸 焦启飞 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期364-369,408,共7页

针对现有垂直轴风力机流管模型中未经充分实验验证的流管假设,提出了一种针对垂直轴风力机的空气动力模型———双盘面随动流管模型.模型整体采用双盘面单流管模型,局部采用随动流管模型,同时考虑了叶片的动态失速效应,并结合了Gormont... 针对现有垂直轴风力机流管模型中未经充分实验验证的流管假设,提出了一种针对垂直轴风力机的空气动力模型———双盘面随动流管模型.模型整体采用双盘面单流管模型,局部采用随动流管模型,同时考虑了叶片的动态失速效应,并结合了Gormont动态失速模型.其中,双盘面单流管模型假设风轮的上下盘面均具有各自恒定的来流风速;随动流管模型假设叶片的相对局部风场中存在随动流管,流管方向与叶片相对风速方向一致,并随叶片实时运动.在Matlab中建立了模型并进行了系统计算,通过与实验数据的对比分析发现,该模型可较好地预测风力机的整体气动性能.同时研究结果表明:为了较准确地预测风力机在低尖速比范围内的气动性能,动态失速效应是不可忽略的. 展开更多

关键词 垂直轴风力机 双盘面随动流管模型 双盘面单流管模型 动态失速

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用多流管模型预测达里厄型垂直轴风力机性能 被引量：8

4

作者 韩非非 席德科 任栋 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1309-1314,共6页

介绍了基于动量叶素理论的多流管模型对达里厄型垂直轴风力机进行气动性能预测的理论计算方法,并进行了算例计算。计算结果与单流管模型的计算结果以及试验结果的对比分析表明了多流管模型在性能预测方面的优越性,其结果更加可信。同时... 介绍了基于动量叶素理论的多流管模型对达里厄型垂直轴风力机进行气动性能预测的理论计算方法,并进行了算例计算。计算结果与单流管模型的计算结果以及试验结果的对比分析表明了多流管模型在性能预测方面的优越性,其结果更加可信。同时,分析了叶轮实度、雷诺数以及风剪切效应对风力机性能的影响,并对该计算模型的适用范围进行了讨论分析。 展开更多

关键词 多流管模型 性能预测 达里厄型垂直轴风力机 动量叶素理论

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基于双多流管模型的同步变桨垂直轴风力机特性分析 被引量：6

5

作者 张松 刘秉昊 +1 位作者 张立勋 杨勇 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1040-1044,共5页

针对基于叶素理论对同步变桨垂直轴风力机进行性能分析的问题,研究了叶素理论和双盘面多流管模型,阐述了这些模型所做的假设和所适用的领域.分析了双盘面多流管模型的流管宽度特征,指出了该特征即为其在运算中出现不收敛现象的原因,针... 针对基于叶素理论对同步变桨垂直轴风力机进行性能分析的问题,研究了叶素理论和双盘面多流管模型,阐述了这些模型所做的假设和所适用的领域.分析了双盘面多流管模型的流管宽度特征,指出了该特征即为其在运算中出现不收敛现象的原因,针对该特征进行了改进后,可以明显改善运算不收敛现象并且提高计算速度.对同步变桨垂直轴风力机进行了理论分析,验证了其近似最优特性,得出了其性能在尖速比0.6附近最优的结论.进行了风力发电实验,理论结果与实验数据的对比验证了改进方法的可行性. 展开更多

关键词 垂直轴风力机 双盘面多流管模型 同步变桨规律 最优变桨规律

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基于双盘面多流管模型的升力型风轮气动性能改善分析 被引量：3

6

作者 赵振宙 陈潘浩 +3 位作者 陈景茹 王同光 许波峰 郑源 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2527-2534,共8页

在单个叶片旋转一周内存在两个方位角(0°~180°),其当地攻角为零,当地力矩为负值,当地功率输出为负值,降低了风轮整体性能。提出采用扰流来改善两个方位角叶片周围流场,进而提高风轮整体气动性能的新方法。以美国Sandia国家实... 在单个叶片旋转一周内存在两个方位角(0°~180°),其当地攻角为零,当地力矩为负值,当地功率输出为负值,降低了风轮整体性能。提出采用扰流来改善两个方位角叶片周围流场,进而提高风轮整体气动性能的新方法。以美国Sandia国家实验室旋转直径2 m的Φ型风轮为研究对象,基于双盘面多流管模型,分析扰流对风轮上盘面和下盘面的气动攻角和力矩以及整体气动性能的影响规律。计算结果证明:在扰流的影响下,0°方位角的气动攻角从0°提高到5°,叶素力矩从0.2 Nm提高到1.1 Nm,风轮的风能利用系数提高8%;在180°方位角增设扰流后,其气动特性提高幅度较0°方位角低,叶素力矩最大增幅为0.4 Nm,风轮的风能利用系数提高3%。经验证双盘面多流管模型计算结果与Sandia试验结果吻合良好,证明计算结果具有可参考性。 展开更多

关键词 币型风轮 气动特性 多流管模型 扰流

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用多流管模型计算立轴风车气动性能的方法 被引量：5

7

作者 高宏智 孙德宏 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第1期37-42,共6页

本文将多流管模型推广到有安装角和非对称型的立轴风车,导出了相应的计算公式,克服了双重多流管模型在大顶速比区域不收敛的缺点,适于工程应用。

关键词 多流管模型 立轴风车 气动性能

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竖轴变攻角潮流发电水轮机性能预报流管模型研究 被引量：14

8

作者 张亮 汪鲁兵 +1 位作者 李凤来 张桂湘 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2004年第3期261-266,共6页

为寻求一种快速可靠地预报竖轴变攻角直叶片潮流/河流水轮机性能的方法,给出了计算变攻角直叶水轮机水动力性能的单盘面—单流管(SDST)、双盘面—单流管(DDST)、单盘面—多流管(SDMT)和双盘面—多流管(DDMT)模型公式以及叶片转动效应的... 为寻求一种快速可靠地预报竖轴变攻角直叶片潮流/河流水轮机性能的方法,给出了计算变攻角直叶水轮机水动力性能的单盘面—单流管(SDST)、双盘面—单流管(DDST)、单盘面—多流管(SDMT)和双盘面—多流管(DDMT)模型公式以及叶片转动效应的修正方法.计算和试验比较表明:低速比情况下,这4种修正的流管模型均可有效预报变攻角水轮机的能量系数;在水轮机正常工作的较高速比情况下,单盘面模型误差大,而双盘面模型与试验吻合良好,DDMT模型具有预报水轮机性能和叶片受力的优势,适合于快速进行变攻角水轮机的水动力优化设计和结构分析. 展开更多

关键词 潮流能 竖轴水轮机 流管模型 水动力性能

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基于流管模型的低渗透油藏水驱平面波及系数计算方法 被引量：9

9

作者 曹仁义 马明 +3 位作者 郭西峰 杨青 汤继业 王洪君 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期100-108,共9页

中国部分低渗透油藏通过注水开发实现了有效动用,但水驱波及程度较低,亟需开展水驱平面波及评价方法研究。传统流管模型是一种较好的水驱平面波及快速评价模型。通过对其进行改进,建立可考虑启动压力梯度、各向异性、人工压裂裂缝、非... 中国部分低渗透油藏通过注水开发实现了有效动用,但水驱波及程度较低,亟需开展水驱平面波及评价方法研究。传统流管模型是一种较好的水驱平面波及快速评价模型。通过对其进行改进,建立可考虑启动压力梯度、各向异性、人工压裂裂缝、非活塞驱替和不规则井网的流管模型。在修正的流管模型基础上,编制低渗透油藏的水驱平面波及系数快速计算模块,研究井网形式、井排距比和各向异性对水驱平面波及系数的影响。研究结果表明:低渗透油藏储层物性差且存在启动压力梯度是生产井注不进采不出的主要原因;不同各向异性下存在最优的井排距比,并给出了低渗透油藏井排距比优化图版;生产过程中应注意井网完善程度,及时补孔,改善注采对应关系。 展开更多

关键词 低渗透油藏 平面波及 流管模型 水驱 井网调整

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立轴风力机空气动力学性能流管模型研究 被引量：7

10

作者 廖康平 盛其虎 张亮 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1292-1296,共5页

为提高流管模型在立轴风力机空气动力学性能预报中的准确性,根据不同速比范围内立轴风力机空气动力学特性,研究分析了双盘面多流管模型的有效性和局限性,并引入动态失速模型和附加阻力系数对流管模型进行修正。算例结果表明:修正后的流... 为提高流管模型在立轴风力机空气动力学性能预报中的准确性,根据不同速比范围内立轴风力机空气动力学特性,研究分析了双盘面多流管模型的有效性和局限性,并引入动态失速模型和附加阻力系数对流管模型进行修正。算例结果表明:修正后的流管模型可以较准确地预报低速比区域内的动态失速效应和高速比区域内的第二效应,理论计算结果与实验值符合较好,能准确反映立轴风力机空气动力学性能变化规律,适用于立轴风力机气动性能设计分析。 展开更多

关键词 立轴风力机 气动性能 流管模型 动态失速 附加阻力系数

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一种修正的多流管模型在垂直轴风力机气动性能分析中的应用 被引量：2

11

作者 顾煜炯 王兵兵 +1 位作者 李佳佳 谢典 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期20-25,共6页

为研究垂直轴式风力发电机的气动性能,建立双向面多流管模型,因模型在求解过程中易发散,因此引入基于动量理论修正的双向多流管模型,并利用修正后的模型对垂直轴风力机的气动性能进行分析。结果表明:修正后的模型能适应较宽尖速比范围... 为研究垂直轴式风力发电机的气动性能,建立双向面多流管模型,因模型在求解过程中易发散,因此引入基于动量理论修正的双向多流管模型,并利用修正后的模型对垂直轴风力机的气动性能进行分析。结果表明:修正后的模型能适应较宽尖速比范围的仿真,并能准确反映出风轮旋转过程中前方叶片对后方叶片的扰动影响。 展开更多

关键词 风力机 垂直轴 性能分析 流管模型

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用双圆盘-多流管数学模型分析H-型垂直轴风力发电机气动特性的研究

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作者 杜静 颜益峰 +1 位作者 李成武 何玉林 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1958-1964,共7页

基于叶素动量理论,通过Matlab/Simulink建立双圆盘-多流管数学模型。给出一种分析H-型垂直轴风力发电机组空气动力学特性的方法,利用该数学模型得到不同实度及叶尖速比时风力机具有的攻角特性、切向力特性、法向力特性。通过与实验数据... 基于叶素动量理论,通过Matlab/Simulink建立双圆盘-多流管数学模型。给出一种分析H-型垂直轴风力发电机组空气动力学特性的方法,利用该数学模型得到不同实度及叶尖速比时风力机具有的攻角特性、切向力特性、法向力特性。通过与实验数据和单流管模型计算结果进行对比,证实了该方法的准确性及优越性。 展开更多

关键词 H-型垂直轴风力发电机组 双圆盘-多流管模型 空气动力学特性 叶素动量理论

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基于遗传算法的竖轴变攻角潮流能水轮机性能优化研究 被引量：6

13

作者 姜劲 张亮 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期54-58,共5页

为了提高竖轴变攻角潮流能水轮机能量利用率,建立了该类水轮机在不同工况下的数学优化模型,以直叶片摆线式水轮机为原型应用遗传算法结合计算水轮机水动力的流管模型进行优化求解,给出了优化后叶轮能量利用率系数、叶片攻角和偏角随位... 为了提高竖轴变攻角潮流能水轮机能量利用率,建立了该类水轮机在不同工况下的数学优化模型,以直叶片摆线式水轮机为原型应用遗传算法结合计算水轮机水动力的流管模型进行优化求解,给出了优化后叶轮能量利用率系数、叶片攻角和偏角随位置角的变化规律,并据此分析了该类轮机流体动力性能改变的规律及其原因。计算结果表明遗传算法是解决这类问题的有效方法. 展开更多

关键词 潮流能 竖轴变攻角水轮机 遗传算法 流管模型

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扰流对达里厄风力机气动攻角的影响分析 被引量：1

14

作者 赵振宙 陈景茹 +3 位作者 王同光 李涛 田晨 郑源 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期444-449,共6页

提出利用扰流来解决因局部方位角叶片攻角极小,而导致达里厄风力机整体性能较低的方法。采用多流管模型,预测扰流对风力机风能利用系数的影响规律,分析对在不同尖速比下赤道半径R和0.8R叶素攻角的影响规律。计算表明:在扰流的作用下,在... 提出利用扰流来解决因局部方位角叶片攻角极小,而导致达里厄风力机整体性能较低的方法。采用多流管模型,预测扰流对风力机风能利用系数的影响规律,分析对在不同尖速比下赤道半径R和0.8R叶素攻角的影响规律。计算表明:在扰流的作用下,在最佳尖速比工况下,风力机风能利用系数提高了10%,且随尖速比增加,增幅继续增大,也扩大了风力机的运行尖速比范围。扰流增大了叶片攻角,在0?≤θ≤15?内,攻角增幅随方位角的增加而增加;在175?≤θ≤180?内,随方位角的增加而减小。旋转半径相同时,尖速比越大,叶素攻角的增幅越小;同一尖速比下,叶素旋转半径越小,方位角175?≤θ≤180?内的叶素攻角增幅越大。 展开更多

关键词 达里厄风力机 扰流 多流管模型 性能改善

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湍流风竖轴风机气动性能预报

15

作者 姜劲 张亮 王晓航 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1050-1053,共4页

为提高流管模型在竖轴风机空气动力学性能预报中的准确性,在已有的单盘面多流管模型的基础上,针对叶片动态载荷预报问题加入了正常湍流风模型(NTM),进一步推广了流管模型的计算能力。算例结果表明:该修正模型可较好地预报正常湍流风模... 为提高流管模型在竖轴风机空气动力学性能预报中的准确性,在已有的单盘面多流管模型的基础上,针对叶片动态载荷预报问题加入了正常湍流风模型(NTM),进一步推广了流管模型的计算能力。算例结果表明:该修正模型可较好地预报正常湍流风模型下轮机瞬时气动载荷性能,适用于竖轴风机气动性能设计分析。 展开更多

关键词 竖轴风机 流管模型 湍流风模型

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过路涵洞设计中的泥石流模拟计算

16

作者 吴保生 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2001年第4期34-40,共7页

本文针对过路涵洞设计对泥石流进行了模拟计算。首先在美国联邦高速公路局现有河流模拟与桥渡冲刷流管模型 (BRI-STARS)的基础上 ,增加了泥石流的模拟计算功能 ,并根据实测泥石流资料对模型进行了验证。然后采用修改后的模型 ,对位于美... 本文针对过路涵洞设计对泥石流进行了模拟计算。首先在美国联邦高速公路局现有河流模拟与桥渡冲刷流管模型 (BRI-STARS)的基础上 ,增加了泥石流的模拟计算功能 ,并根据实测泥石流资料对模型进行了验证。然后采用修改后的模型 ,对位于美国科罗拉多州斯奴马西峡谷段的第SH -82号高速公路扩建工程中的泥石流涵洞 ,进行了不同设计方案的泥石流模拟计算 ,给出了可靠的涵洞与渠道水力设计参数。模拟计算结果的分析表明 ,对于输送泥石流的过路涵洞 ,若采用传统的水力学计算方法 ,将会导致设计涵洞尺寸的严重不足。修改后的BRI-STARS模型可以作为过路涵洞设计中泥石流模拟的有效工具 ,可用于同类条件下过路涵洞设计的水力计算。 展开更多

关键词 泥石流模拟 过路涵洞 BRI-STARS 流管模型

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水驱砂岩油藏理论含水上升率计算新方法——对分流量方程法的校正 被引量：14

17

作者 张宏友 邓琪 +2 位作者 牟春荣 别梦君 张言辉 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期79-83,共5页

针对分流量方程法无法准确描述水驱砂岩油藏理论含水上升规律的问题，利用流管模型计算油井见水后不同时刻的油藏平均含水饱和度与油藏出口端含水饱和度值，统计发现两者呈近似线性关系；利用该关系对分流量方程进行了校正，提出了计算... 针对分流量方程法无法准确描述水驱砂岩油藏理论含水上升规律的问题，利用流管模型计算油井见水后不同时刻的油藏平均含水饱和度与油藏出口端含水饱和度值，统计发现两者呈近似线性关系；利用该关系对分流量方程进行了校正，提出了计算理论含水上升率的新方法，该方法适用于反九点注采井网、水油流度比为1～200的水驱砂岩油藏。实例应用结果表明，本文新方法能更准确地描述水驱砂岩油藏理论含水上升率，可以用来指导水驱砂岩油藏开发效果评价。 展开更多

关键词 含水上升率 分流量方程 流管模型 平均含水饱和度 出口端含水饱和度 水驱砂岩油藏

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基于流管法断块油藏加密调整水驱波及评价方法 被引量：6

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作者 张宏友 王月杰 +2 位作者 雷源 杨明 刘文政 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期687-691,共5页

断块油藏多采用不规则注采井网开发,传统流管模型仅限于固定规则井网水驱波及快速评价,无法考虑不规则井网的动态加密调整。文中采用三角形流管单元实现不规则井网的流管划分及计算,提出了加密调整后流管计算单元划分和饱和度场转换方法... 断块油藏多采用不规则注采井网开发,传统流管模型仅限于固定规则井网水驱波及快速评价,无法考虑不规则井网的动态加密调整。文中采用三角形流管单元实现不规则井网的流管划分及计算,提出了加密调整后流管计算单元划分和饱和度场转换方法,建立了动态流管模型并编制计算算法,形成了断块油藏加密调整水驱波及评价方法。以渤海BZ-3油田A井区为研究对象,开展了加密调整水驱波及效果影响因素分析和井组加密调整研究,井区开发效果改善明显。该方法可为断块油藏动态加密调整水驱波及评价提供理论基础和依据。 展开更多

关键词 断块油藏 动态流管模型 水驱 加密调整 波及系数

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基于滑移网格的垂直轴风力机非定常数值模拟 被引量：55

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作者 杨从新 巫发明 张玉良 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期98-102,共5页

采用滑移网格技术对直叶片垂直轴风力机进行了非定常数值模拟,得到尾流速度、特定过流断面的速度分布规律,并与经典的多流管理论计算出的尾流速度、特定过流断面速度进行了对比,数值模拟结果与理论计算值吻合较好。结果表明,采用滑移网... 采用滑移网格技术对直叶片垂直轴风力机进行了非定常数值模拟,得到尾流速度、特定过流断面的速度分布规律,并与经典的多流管理论计算出的尾流速度、特定过流断面速度进行了对比,数值模拟结果与理论计算值吻合较好。结果表明,采用滑移网格技术对直叶片垂直轴风力机进行非定常的数值模拟能够较好地反映流场特性。 展开更多

关键词 垂直轴风力机 滑移网格 多流管模型 非定常流 数值模拟

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设计参数对直叶片垂直轴风力机功率系数的影响 被引量：20

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作者 杨从新 巫发明 +1 位作者 王立鹏 张玉良 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2009年第5期47-50,共4页

基于多流管、双向多流管理论模型,利用MATLAB编程计算垂直轴风力机的功率系数并与实验值进行对比.研究表明:双向多流管理论模型更适合于垂直轴风力机的设计.以此为基础研究尖速比和实度对直叶片垂直轴风力机功率系数的影响,计算显示:尖... 基于多流管、双向多流管理论模型,利用MATLAB编程计算垂直轴风力机的功率系数并与实验值进行对比.研究表明:双向多流管理论模型更适合于垂直轴风力机的设计.以此为基础研究尖速比和实度对直叶片垂直轴风力机功率系数的影响,计算显示:尖速比增加,功率系数先增大后减小,近似成抛物线变化;实度增加,功率系数(效率)先增大后减小,最高效率位置向低尖速比区漂移,高效区范围变小. 展开更多

关键词 直叶片 双向多流管模型 功率系数 垂直轴风力机

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