平板表面脊状结构对局部湍流特性的影响研究 被引量：6

1

作者 王松岭 邓宇涵 +2 位作者 吴正人 李子骏 郝晓飞 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第5期68-74,共7页

利用Fluent软件,通过脊状平板表面数值模拟,分析黏性阻力、压差阻力、壁面切应力、湍流特性等在脊状平板表面中分布规律,基于能量耗散分析,为脊状结构尺寸选取和局部区域改造提供参考依据。结果表明:脊状尺寸越大越有利于黏性阻力减小,... 利用Fluent软件,通过脊状平板表面数值模拟,分析黏性阻力、压差阻力、壁面切应力、湍流特性等在脊状平板表面中分布规律,基于能量耗散分析,为脊状结构尺寸选取和局部区域改造提供参考依据。结果表明:脊状尺寸越大越有利于黏性阻力减小,但会导致压差阻力增加,而脊状结构压差阻力主要由迎风面与间隔交接处附近高压区决定。高壁面剪切应力集中于相邻沟槽之间区域前段,且脊状结构越小,光滑表面大于脊状结构内壁面剪切应力的区域也相对越多。对脊状结构平板近壁区涡量与湍流特性分析发现,沟槽最底端部分流体是近乎静止的,脊状结构表面涡量与湍流强度均小于光滑表面,而在脊状结构沟槽内所形成的旋涡区域,能量耗散开始大于光滑表面。 展开更多

关键词 脊状结构 数值模拟 分布规律 减阻 优化

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离心风机翼型叶片非光滑表面脊状结构减阻特性 被引量：5

2

作者 王松岭 戎瑞 +1 位作者 吴正人 张磊 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期112-118,18,共7页

基于RNG k-紊流模型,采用Fluent软件对G4-73型离心风机翼型叶片表面脊状结构的减阻特性进行了数值模拟研究,并分析了脊状结构的相对布置位置对翼型减阻效果的影响规律。结果表明:脊状结构在叶片表面具有较好的减阻效果,脊状结构宽度s=0.... 基于RNG k-紊流模型,采用Fluent软件对G4-73型离心风机翼型叶片表面脊状结构的减阻特性进行了数值模拟研究,并分析了脊状结构的相对布置位置对翼型减阻效果的影响规律。结果表明:脊状结构在叶片表面具有较好的减阻效果,脊状结构宽度s=0.1mm时的减阻效果最好,最大减阻率为9.65%,在风机设计流量下减阻率为2.96%。脊状表面近壁区时均速度相比光滑表面明显增大,边界层近壁面的法向速度梯度降低,湍动能、湍流强度都明显低于光滑表面,验证了翼型表面脊状结构具有的减阻效果。当脊状结构相对位置为后段布置时,脊状表面会使黏性阻力随流速增大而大幅增加,导致总阻力增大,减阻率降低,甚至产生增阻现象。文中所得研究结果可为工程实际中风机叶片的优化改型及性能改善提供参考依据。 展开更多

关键词 离心风机 翼型叶片 脊状结构 减阻 数值模拟

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离心风机叶片脊状结构减阻特性的三维数值分析 被引量：5

3

作者 吴正人 郝晓飞 +1 位作者 戎瑞 王松岭 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期1815-1821,共7页

基于Realizable k-?紊流模型,采用Fluent软件对G4-73型离心风机单流道模型叶片翼型表面脊状结构的减阻特性进行了数值模拟研究,并分析了脊状结构对风机运行特性的影响。结果表明:适当尺寸的脊状结构布置能够使脊状表面单流道模型全压高... 基于Realizable k-?紊流模型,采用Fluent软件对G4-73型离心风机单流道模型叶片翼型表面脊状结构的减阻特性进行了数值模拟研究,并分析了脊状结构对风机运行特性的影响。结果表明:适当尺寸的脊状结构布置能够使脊状表面单流道模型全压高于相同工况下的光滑表面模型,最大增幅7.98%,间接反映了叶片表面流动摩擦阻力的减少。脊状结构只对翼型表面的近壁面边界层分布有一定的影响,其沟谷内形成的稳定的二次流,可以有效减小沟谷内的表面剪切应力,证明了脊状结构具有的减阻效果。脊状表面湍流边界层近壁面的法向速度梯度和湍动能均明显低于光滑表面,验证了脊状结构对湍流耗散的抑制作用和具有的减阻效果。而脊状结构等距间隔的存在会增大部分区域的剪切应力,对减阻效果产生一定的不利影响。在偏离设计工况时,叶片压力面和吸力面分别产生的边界层分离现象也会影响脊状结构的减阻效果及其位置。文中所得研究结果可为工程实际中风机叶片的优化改型及性能改善提供参考依据。 展开更多

关键词 离心风机 单流道 脊状结构 减阻 数值模拟

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带脊状结构风力机翼型的噪声特性研究 被引量：6

4

作者 吴正人 李曙光 +3 位作者 刘梅 梁秀俊 张开顺 王松岭 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期83-89,共7页

采用大涡模拟和声类比的方法,以NACA0018翼型为研究对象,研究脊状结构对翼型远场噪声的影响。分别模拟来流速度为12和24 m/s,在6°攻角下布置脊状结构的翼型流场,对应的基于弦长雷诺数约为8.0×10^(4)和1.6×10^(5)。通过F... 采用大涡模拟和声类比的方法,以NACA0018翼型为研究对象,研究脊状结构对翼型远场噪声的影响。分别模拟来流速度为12和24 m/s,在6°攻角下布置脊状结构的翼型流场,对应的基于弦长雷诺数约为8.0×10^(4)和1.6×10^(5)。通过FW-H方程计算大涡模拟提取的声源项,得到Riblet-Q和Riblet-H翼型的流场和声场。非定常流场计算结果表明:6°攻角下Riblet-H翼型能够改善翼型边界层分离情况,抑制涡结构脱落,从而减小翼型表面压力脉动和接收点处声压波动,同时能提高翼型的气动性能。逆压梯度段脊状结构可有效减小频率在0~3000 Hz内的噪声。进一步研究表明,该状态下的噪声主要由边界层引起的涡脱落噪声主导。 展开更多

关键词 风力机翼型 大涡模拟 声学噪声 气动阻力 涡脱落 脊状结构

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带脊状结构的NACA0018翼型气动噪声特性 被引量：11

5

作者 王松岭 李曙光 +2 位作者 刘梅 梁秀俊 吴正人 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第7期166-171,共6页

为了减少翼型的气动噪声,采用声类比的方法,以NACA0018翼型为研究对象,研究脊状结构对翼型远场噪声的影响。分别模拟来流速度为12 m/s和24 m/s,在6°攻角下布置脊状结构的翼型流场,对应的基于弦长雷诺数大约为1. 6×105。通过F... 为了减少翼型的气动噪声,采用声类比的方法,以NACA0018翼型为研究对象,研究脊状结构对翼型远场噪声的影响。分别模拟来流速度为12 m/s和24 m/s,在6°攻角下布置脊状结构的翼型流场,对应的基于弦长雷诺数大约为1. 6×105。通过FW-H方程计算大涡模拟提取的声源项,得到Riblet-Q和Riblet-H翼型的声场。非定常流场计算结果表明:6°攻角下Riblet-H翼型能够改善翼型边界层分离情况,抑制涡结构脱落,从而减小翼型表面压力脉动和接收点处声压波动。逆压梯度段脊状结构可以有效减小频率在0～3 000 Hz内的噪声。进一步研究表明,该状态下的噪声主要由边界层引起的涡脱落噪声所主导。可见,适当位置的脊状结构可以改善翼型的噪声情况。 展开更多

关键词 脊状结构 声类比 FW-H方程 噪声特性 涡脱落噪声

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脊状结构对翼型边界层分离特性影响大涡模拟研究 被引量：5

6

作者 戎瑞 刘顺超 +2 位作者 王松岭 吴正人 崔可 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期350-356,共7页

流动分离、湍流再附现象对翼型空气动力性能影响较大,为了改善翼型气动性能,研究了脊状结构对翼型边界层分离及尾迹速度的影响。采用数值计算方法,分别将脊状结构布置在NACA0018翼型的顺压梯度区(前段)和逆压梯度区(后段)内,分析了脊状... 流动分离、湍流再附现象对翼型空气动力性能影响较大,为了改善翼型气动性能,研究了脊状结构对翼型边界层分离及尾迹速度的影响。采用数值计算方法,分别将脊状结构布置在NACA0018翼型的顺压梯度区(前段)和逆压梯度区(后段)内,分析了脊状结构对翼型边界层速度分布和尾迹速度分布的影响。研究结果表明:在迎角6°,来流速度为24m/s和12m/s下时,脊状结构前段布置时,翼型边界层分离点略有提前并且分离区域提前结束,其分离程度相对微弱。相比之下,脊状结构后段布置时,在推迟了边界层分离点的同时提前结束了边界层的分离区域,其尾迹速度亏损更小,亏损区域的面积也更小,边界层控制效果更为明显。两种脊状结构均可以有效的控制边界层的分离,缩小边界层分离区域的范围,减小尾迹速度损失。在翼型表面合理的布置脊状结构为翼型流动控制提供了新的思路。 展开更多

关键词 脊状结构 数值模拟 边界层分离 尾迹速度 气动性能

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风力机翼型表面V型脊状结构减阻特性的数值研究 被引量：4

7

作者 张立栋 林柯妍 +3 位作者 赵欣 马丽娇 李少华 张玲 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第17期5150-5157,共8页

为提高风力机叶片的风能转化效率,改善翼型的气动特性,对风力机对称翼型NACA0012布置V型脊状表面结构,通过数值模拟的方法,基于湍流RNG k-ε模型对其减阻特性进行研究,分析改型前后阻力系数百分比、升阻比变化情况,并对脊状表面进行压... 为提高风力机叶片的风能转化效率,改善翼型的气动特性,对风力机对称翼型NACA0012布置V型脊状表面结构,通过数值模拟的方法,基于湍流RNG k-ε模型对其减阻特性进行研究,分析改型前后阻力系数百分比、升阻比变化情况,并对脊状表面进行压差阻力与摩擦阻力的对比分析。结果表明：当风速与适当的开口尺寸s和开口间距a相匹配时与光滑翼型表面相比具有一定的减阻效果、升力增益变化明显;大尺寸的脊状结构不利于翼型的优化设计,s≤1.5mm时减阻效果明显,最大减阻率可达35%左右。该文所得结果可为工程实际中风力机叶片的减阻设计提供参考依据。 展开更多

关键词 风力机 V型脊状结构 减阻 升阻力系数 数值模拟

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翼型表面脊状结构减阻特性的数值仿真研究 被引量：2

8

作者 宋保维 刘占一 +2 位作者 胡海豹 黄桥高 吴文辉 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期913-918,共6页

对翼型表面脊状结构进行了数值仿真研究,初步发现了翼型表面脊状结构的减阻特性,并进一步研究了间隔对于翼型表面脊状结构减阻效果的影响规律。针对翼型表面脊状结构的特点,在数值计算过程中对其计算域、计算网格及流动参数进行了合理... 对翼型表面脊状结构进行了数值仿真研究,初步发现了翼型表面脊状结构的减阻特性,并进一步研究了间隔对于翼型表面脊状结构减阻效果的影响规律。针对翼型表面脊状结构的特点,在数值计算过程中对其计算域、计算网格及流动参数进行了合理的处理。结果表明:脊状结构在翼型表面仍然具有很好的减阻效果,其表面边界层内湍流强度、湍动能明显低于光滑表面;有间隔的脊状结构减阻效果优于无间隔的脊状结构,间隔大小与脊状结构尺寸相当时,减阻效果最佳。 展开更多

关键词 翼型 脊状结构 减阻

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脊状结构组合式轮片状阴极工作齿齿形优化设计

9

作者 贾建利 刘金合 沈建强 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1508-1517,共10页

针对组合式轮片状阴极工作齿(TWTC)齿形优化设计,研究脊状结构的形状参数与减阻量之间的关系。根据湍流边界层粘性底层流速服从线性分布的规律,利用粘性底层流速分布公式来计算流场特性参数,提出将脊状结构、圆角过渡用于组合式TWTC齿... 针对组合式轮片状阴极工作齿(TWTC)齿形优化设计,研究脊状结构的形状参数与减阻量之间的关系。根据湍流边界层粘性底层流速服从线性分布的规律,利用粘性底层流速分布公式来计算流场特性参数,提出将脊状结构、圆角过渡用于组合式TWTC齿形修形。对未修形、脊状结构、圆角过渡组合式TWTC修形的电解加工间隙流场进行仿真和试验验证。结果表明:采用脊状结构修形工作齿可以有效减小电解液流道的阻力,提高加工间隙电解液的流速,使加工间隙最高流速从42.5 m/s提高到58.6 m/s,加速了阳极溶解速度,提高了材料去除率;采用圆角过渡修形工作齿能够减少、甚至避免空穴、涡流、分离、气泡现象产生,实现均匀小间隙稳定深孔内螺旋线加工,提高加工精度和表面质量。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 脊状结构 电解加工 阴极 流场

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脊状表面翼型叶片减阻机理研究 被引量：10

10

作者 吴正人 郝晓飞 +1 位作者 戎瑞 王松岭 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1355-1361,共7页

利用Fluent软件,对G4-73型离心风机翼型叶片脊状表面的减阻特性进行了数值模拟研究,并分析了其减阻效果及减阻机理。结果表明:脊状结构在风机翼型表面具有较好的减阻效果,脊状结构尺寸s=0.1mm时的减阻效果较好,最大减阻率为9.65%。脊状... 利用Fluent软件,对G4-73型离心风机翼型叶片脊状表面的减阻特性进行了数值模拟研究,并分析了其减阻效果及减阻机理。结果表明:脊状结构在风机翼型表面具有较好的减阻效果,脊状结构尺寸s=0.1mm时的减阻效果较好,最大减阻率为9.65%。脊状结构沟槽内部形成的稳定的二次涡,能显著减小黏性阻力。相比于光滑表面,脊状结构表面总体剪切应力明显减小,反映了翼型表面脊状结构的减阻效果。同时,沟槽间隔的存在一方面使得部分区域剪切应力明显增大,另一方面能够避免沟槽内涡旋的相互干扰,故推测存在最优沟槽间距在避免涡旋相互干扰的同时使得壁面剪切应力最小。所得研究结果可为工程实际中风机叶片的优化改型及性能改善提供参考依据。 展开更多

关键词 离心风机 脊状结构 减阻 涡旋 数值模拟

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某新型减阻试验台理论仿真

11

作者 宋保维 马骥 +1 位作者 胡海豹 刘占一 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2009年第6期32-34,38,共4页

针对现今水洞、风洞减阻试验准备过程繁琐、周期长、费用昂贵等问题,根据同轴旋转粘度计原理,提出了针对脊状结构减阻、涂层减阻等减阻技术的新型试验台。通过选取V型和U型两种脊状结构,对试验台模型进行模拟仿真计算,将具有脊状结构的... 针对现今水洞、风洞减阻试验准备过程繁琐、周期长、费用昂贵等问题,根据同轴旋转粘度计原理,提出了针对脊状结构减阻、涂层减阻等减阻技术的新型试验台。通过选取V型和U型两种脊状结构,对试验台模型进行模拟仿真计算,将具有脊状结构的试验台壁面剪切力值和湍流强度与光滑试验台数据进行比较,得到了较好的减阻效果。从而说明运用本试验台进行减阻试验的方案是切实可行的。 展开更多

关键词 同轴旋转粘度计 脊状结构 减阻 壁面剪切力 湍流强度

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组合式阴极的设计及其齿形优化 被引量：2

12

作者 沈建强 范植坚 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2010年第5期329-333,共5页

针对传统的固定工作齿式阴极在加工混合膛线时的不足,提出将阴极工作部分分成10片轮齿,分别与不同模数和齿数的齿轮内啮合,受嵌阴极体内微电机的驱动,旋转不同的角度,使阴极每条工作齿与膛线缠角方向始终保持一致.针对每条工作齿的阶梯... 针对传统的固定工作齿式阴极在加工混合膛线时的不足,提出将阴极工作部分分成10片轮齿,分别与不同模数和齿数的齿轮内啮合,受嵌阴极体内微电机的驱动,旋转不同的角度,使阴极每条工作齿与膛线缠角方向始终保持一致.针对每条工作齿的阶梯状表面容易出现分离、空穴和涡流的问题,采用4种方案对轮齿齿牙的形状进行修形和优化,计算其蚀除量、时均阻力系数.结果表明,按方案4计算出的蚀除量与理论蚀除量相比,相对误差最小,时均阻力系数与未修形时相比减小了64.5%.最后提出采用形状参数s=0.5 mm的脊状结构对阴极工作齿进一步优化,取得了14.6%的减阻效果. 展开更多

关键词 混合膛线 组合式阴极 脊状结构 减阻

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