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三维X射线衍射技术在金属材料研究中的应用 被引量:7
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作者 张玉彬 范国华 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期181-187,共7页
三维X射线衍射技术(3DXRD)是一种新兴的、先进的材料表征技术。该技术应用高能同步辐射X射线,可以表征块体材料的三维晶体结构和应力状态。同时测量是无损的,因此可以应用这一技术跟踪材料内部的微观组织随时间的演化(也就是四维的结构... 三维X射线衍射技术(3DXRD)是一种新兴的、先进的材料表征技术。该技术应用高能同步辐射X射线,可以表征块体材料的三维晶体结构和应力状态。同时测量是无损的,因此可以应用这一技术跟踪材料内部的微观组织随时间的演化(也就是四维的结构表征)。高强度同步辐射X射线还保证了能够对材料内部微米级结构的衍射信息进行快速、准确地测量。这一技术最早由前丹麦国家实验室材料研究部以及欧洲同步辐射研究中心(ESRF)共同研究开发。几年之后,美国橡树岭国家实验室和美国先进光子源(APS)研究开发了另外一类3DXRD技术。目前已经可以在几个大型的同步辐射中心应用3DXRD技术,例如ESRF、APS和日本的Spring-8。综述了3DXRD技术的由来、基本原理、技术指标,以及该技术在金属材料研究中的几个应用实例。最后简要介绍该技术的最新研究进展,并对其未来在材料科学研究中的应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 三维X射线衍射技术 晶体结构 微观组织 塑性形变 再结晶形核及长大 晶粒长大 局部应力/应变分析
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气动弹性影响下复合材料风力机叶片结构设计 被引量:5
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作者 陈进 李松林 +1 位作者 沈文忠 郭小锋 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1354-1360,共7页
针对内部结构复杂的复合材料风力机叶片,基于等代设计法,对某3 MW叶片进行复合材料初始铺层设计,建立完整的有限元参数化模型。基于修正的叶素动量理论和有限元法,提出一种全新的风力机叶片气动弹性耦合分析方法。将该方法与改进的遗传... 针对内部结构复杂的复合材料风力机叶片,基于等代设计法,对某3 MW叶片进行复合材料初始铺层设计,建立完整的有限元参数化模型。基于修正的叶素动量理论和有限元法,提出一种全新的风力机叶片气动弹性耦合分析方法。将该方法与改进的遗传算法结合,以叶片质量最小和扭转变形最小为优化目标,以复合材料单层厚度、主梁位置等作为优化设计变量,建立叶片的优化设计模型,并进行优化设计。优化结果表明,相比初始叶片,优化叶片的质量有较大的减小,同时可减小叶片的扭振变形量,提高叶片在气动弹性影响下的功率。该研究对于风力机叶片的气动结构一体化设计具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 风力机叶片 叶素动量理论 气动弹性 遗传算法 一体化设计
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FW-H方程噪声预测的高级时间方法 被引量:6
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作者 司海青 石岩 +1 位作者 沈文忠 吴晓军 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期807-812,共6页
研究了Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)声比拟方法预测噪声的高级时间方法,并对该积分方程及其积分解进行了推导。与延迟时间方法相比,这种方法无需求解超越方程,不需要预先存储大量的气动数据,可以节省大量存储空间。为进一步验证高级... 研究了Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)声比拟方法预测噪声的高级时间方法,并对该积分方程及其积分解进行了推导。与延迟时间方法相比,这种方法无需求解超越方程,不需要预先存储大量的气动数据,可以节省大量存储空间。为进一步验证高级时间方法预测噪声的有效性,首先对方柱及NACA0012翼型绕流的非定常流场进行数值模拟,然后将非定常流场计算结果作为FW-H方程的气动数据输入,运用高级时间方法对方柱涡脱落噪声及NACA0012翼型尾缘涡脱落噪声进行了数值预测,最后与延迟时间方法预测结果进行了比较。 展开更多
关键词 FW—H方程 声比拟方法 延迟时间方法 高级时间方法
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偏航工况下水平轴风力机叶片气动变形数值模拟研究 被引量:8
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作者 徐浩然 杨华 +1 位作者 朱卫军 刘超 《可再生能源》 CAS 北大核心 2013年第5期51-55,共5页
以非定常叶素动量方法和水平轴风力机结构动力学为基础,建立风力机气弹计算的仿真程序,将偏航模型耦合进气弹程序中,针对某5 MW水平轴风力机进行仿真计算,分析比较了该风力机在不同偏航角工况下叶片变形沿径向和周向的分布情况,总结了... 以非定常叶素动量方法和水平轴风力机结构动力学为基础,建立风力机气弹计算的仿真程序,将偏航模型耦合进气弹程序中,针对某5 MW水平轴风力机进行仿真计算,分析比较了该风力机在不同偏航角工况下叶片变形沿径向和周向的分布情况,总结了不同偏航工况对风力机叶片变形的影响规律。研究结果对风力机叶片设计和疲劳寿命的预测有一定的指导意义。 展开更多
关键词 偏航 水平轴风力机 叶片变形
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偏航角对风力机气动性能的影响 被引量:9
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作者 石亚丽 左红梅 +2 位作者 杨华 周捍珑 沈文忠 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第16期78-85,共8页
偏航工况水平轴风力机存在典型的动态特性,为了提高动态载荷特性的预测精度,该文采用计算流体力学方法(computational fluid dynamics,CFD)研究了MEXICO(model experiments in controlled conditions)风轮在偏航角0、15°、30°... 偏航工况水平轴风力机存在典型的动态特性,为了提高动态载荷特性的预测精度,该文采用计算流体力学方法(computational fluid dynamics,CFD)研究了MEXICO(model experiments in controlled conditions)风轮在偏航角0、15°、30°、45°工况下的整机气动性能。数值模拟得到的叶片截面压力系数分布、载荷系数随方位角变化规律以及轴向入流时速度分布与试验测量值均吻合较好。当偏航角在30°以内时,采用CFD方法计算的轴向载荷系数的相对误差在±5%以内,切向载荷系数的相对误差在±15%以内;当偏航角达到45°时,轴向载荷系数的相对误差超过±15%,切向载荷系数的相对误差接近±30%,同时偏航运行时速度分布与试验测量相差较大。偏航运行时叶根处的翼型升阻力迟滞特性较叶尖处显著,但叶根处攻角变化范围小于叶尖处。采用动量叶素法进行风力机性能预测时必需充分考虑该特性。该研究为工程预测模型的建立和偏航工况风力机设计运行提供了参考。 展开更多
关键词 风力机 数值分析 模型 偏航角 计算流体力学 动态失速 速度分布
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MEXICO风轮的气动性能预测 被引量:3
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作者 洪泽东 杨华 +1 位作者 徐浩然 沈文忠 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第18期67-74,共8页
动量叶素法(blade element momentum,BEM)和计算流体力学方法(computational fluid dynamics,CFD)是预测风力机气动性能的常用方法,本文基于商用MATLAB和CFX软件,对MEXICO(Model Experiments In Controlled Conditions)风轮5种风速的轴... 动量叶素法(blade element momentum,BEM)和计算流体力学方法(computational fluid dynamics,CFD)是预测风力机气动性能的常用方法,本文基于商用MATLAB和CFX软件,对MEXICO(Model Experiments In Controlled Conditions)风轮5种风速的轴向入流工况分别采用BEM和CFD方法进行气动性能预测,其中BEM方法计算时采用Shen叶尖修正,CFD方法选用SST紊流模型求解三维雷诺时均方程。研究表明,BEM和CFD方法计算的攻角最大相对误差分别为-0.402、0.099,试验获得的来流攻角沿叶片径向分布基本处于2种方法获得的结果之间,且在叶尖处更接近CFD计算的结果;试验获得的叶片轴向力沿叶片径向分布与2种方法的预测结果基本吻合,BEM和CFD 2种方法计算的轴向力最大相对误差分别为-0.139、-0.096,当叶片进入失速状态后,BEM方法计算的切向力最大相对误差达到-0.471,表明BEM方法的预测精度有待进一步提高,研究成果可为工程模型的修正与开发提供参考。 展开更多
关键词 风机 气动载荷 计算流体力学 攻角
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