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基于数值模拟的S形叶片垂直轴风力机气动性能研究
1
作者
宋磊
王记
+2 位作者
王世博
杨宗霄
苏建新
《机床与液压》
北大核心
2025年第6期175-180,共6页
传统阻力型风力机具有结构简单、风向适应性良好等优点,但风能转化率较低。针对此,构建一种S形叶片垂直轴风力机,以提高风力机输出特性。采用数值模拟方法,对该型风力机的静态特性与动态特性展开研究,分析其气动性能,并与2叶和3叶Savon...
传统阻力型风力机具有结构简单、风向适应性良好等优点,但风能转化率较低。针对此,构建一种S形叶片垂直轴风力机,以提高风力机输出特性。采用数值模拟方法,对该型风力机的静态特性与动态特性展开研究,分析其气动性能,并与2叶和3叶Savonius风力机进行对比。结果表明:3叶S形风力机的气动性能较好,其功率系数为0.228,高于传统2叶Savonius型风力机;其启动性能也较传统风力机要好,平均静扭矩系数为0.292,运转时更为平稳。
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关键词
垂直轴风力机
数值模拟
气动性能
S形叶片
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职称材料
增压式脉冲水射流破碎硬岩机制及性能表征
2
作者
凌远非
王晓强
+1 位作者
汤积仁
张洋凯
《振动与冲击》
北大核心
2025年第10期10-18,共9页
增压式脉冲水射流作为一种新型的脉冲水射流,具有增压幅度大、射流参数可控和能量利用率高等优势,在硬岩破碎领域具有广阔的应用前景。为进一步提升射流破岩性能,利用自行研制增压式脉冲水射流发生系统开展破碎花岗岩试验,基于三维形貌...
增压式脉冲水射流作为一种新型的脉冲水射流,具有增压幅度大、射流参数可控和能量利用率高等优势,在硬岩破碎领域具有广阔的应用前景。为进一步提升射流破岩性能,利用自行研制增压式脉冲水射流发生系统开展破碎花岗岩试验,基于三维形貌扫描技术,提出射流破岩宏观性能精确表征方法,探究不同工艺参数对射流破岩性能的影响规律,揭示射流作用下岩体内部细观破裂机制和损伤分布特征。结果表明:当射流压力为60 MPa时,破岩性能参数存在明显的阶跃式增长;当靶距大于100 mm时,破岩性能参数急剧下降,当喷嘴直径为0.5 mm时,破岩性能参数达到最大。花岗岩在射流冲击作用下形成以“初生裂纹、径向裂纹、衍生裂纹”组成的裂纹网络,破碎坑呈勺状,入口面积大,深度较浅,破碎形式为由内部裂隙扩展所引起的片状剥落;同时,射流对岩体的损伤破坏存在着局部效应,随着深度的增大,总体损伤区域分布范围基本不变,密集损伤区和损伤程度迅速减小。研究结果为推动增压式脉冲水射流破碎硬岩工程应用提供理论支撑。
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关键词
硬岩
增压式脉冲水射流
性能表征
破碎机制
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职称材料
纯电动轿车铝合金转向节结构轻量化研究
3
作者
潘为民
张玉卓
候森
《河南科技大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2024年第5期23-31,M0003,M0004,共11页
为了实现纯电动轿车底盘轻量化,提出了一种拓扑优化与参数优化相结合的转向节结构优化方法。建立转向节实体模型,基于经典工况下转向节的受载情况对其进行静强度有限元分析。运用固体各向同性材料惩罚模型,建立了以单元相对密度为设计...
为了实现纯电动轿车底盘轻量化,提出了一种拓扑优化与参数优化相结合的转向节结构优化方法。建立转向节实体模型,基于经典工况下转向节的受载情况对其进行静强度有限元分析。运用固体各向同性材料惩罚模型,建立了以单元相对密度为设计变量、柔度最小为目标函数、体积为约束函数的拓扑优化模型,对转向节进行多工况拓扑优化。根据拓扑优化结果,以转向节关键部位的厚度为设计变量,在样本空间内建立响应面近似模型,利用多目标遗传算法对转向节进行了参数优化。2次优化结果表明:铝合金转向节质量减少了22.82%,相比优化前、优化后的转向节在过坎、路坑制动、转向工况下最大应力分别减小了13.51%、36.80%、0.77%,4倍满载工况下应力略有增加,优化结果满足设计要求。通过ANSYS和nCode联合仿真,采用Miner线性疲劳累积损伤计算方法对优化后的转向节进行疲劳仿真验证,计算结果满足疲劳强度设计要求。
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关键词
铝合金转向节
拓扑优化
参数优化
疲劳仿真验证
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职称材料
题名
基于数值模拟的S形叶片垂直轴风力机气动性能研究
1
作者
宋磊
王记
王世博
杨宗霄
苏建新
机构
河南科技大学
机电工程学院
河南科技大学高端轴承河南省协同创新中心
河南科技大学
车辆与交通工程学院
出处
《机床与液压》
北大核心
2025年第6期175-180,共6页
基金
国家自然科学基金面上项目(51775171)。
文摘
传统阻力型风力机具有结构简单、风向适应性良好等优点,但风能转化率较低。针对此,构建一种S形叶片垂直轴风力机,以提高风力机输出特性。采用数值模拟方法,对该型风力机的静态特性与动态特性展开研究,分析其气动性能,并与2叶和3叶Savonius风力机进行对比。结果表明:3叶S形风力机的气动性能较好,其功率系数为0.228,高于传统2叶Savonius型风力机;其启动性能也较传统风力机要好,平均静扭矩系数为0.292,运转时更为平稳。
关键词
垂直轴风力机
数值模拟
气动性能
S形叶片
Keywords
vertical axis wind turbine
numerical simulation
aerodynamic performance
S-shaped blade
分类号
TK83 [动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
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职称材料
题名
增压式脉冲水射流破碎硬岩机制及性能表征
2
作者
凌远非
王晓强
汤积仁
张洋凯
机构
河南科技大学
机电工程学院
河南科技大学高端轴承河南省协同创新中心
重庆
大学
煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室
盾构及掘进技术国家重点实验室
出处
《振动与冲击》
北大核心
2025年第10期10-18,共9页
基金
国家自然科学基金项目(U1804145)
河南省自然科学基金(252300420441)
河南省科技攻关项目(242102220062)。
文摘
增压式脉冲水射流作为一种新型的脉冲水射流,具有增压幅度大、射流参数可控和能量利用率高等优势,在硬岩破碎领域具有广阔的应用前景。为进一步提升射流破岩性能,利用自行研制增压式脉冲水射流发生系统开展破碎花岗岩试验,基于三维形貌扫描技术,提出射流破岩宏观性能精确表征方法,探究不同工艺参数对射流破岩性能的影响规律,揭示射流作用下岩体内部细观破裂机制和损伤分布特征。结果表明:当射流压力为60 MPa时,破岩性能参数存在明显的阶跃式增长;当靶距大于100 mm时,破岩性能参数急剧下降,当喷嘴直径为0.5 mm时,破岩性能参数达到最大。花岗岩在射流冲击作用下形成以“初生裂纹、径向裂纹、衍生裂纹”组成的裂纹网络,破碎坑呈勺状,入口面积大,深度较浅,破碎形式为由内部裂隙扩展所引起的片状剥落;同时,射流对岩体的损伤破坏存在着局部效应,随着深度的增大,总体损伤区域分布范围基本不变,密集损伤区和损伤程度迅速减小。研究结果为推动增压式脉冲水射流破碎硬岩工程应用提供理论支撑。
关键词
硬岩
增压式脉冲水射流
性能表征
破碎机制
Keywords
hard rock
pressurized pulsed water jet
performance characterization
fragmentation mechanism
分类号
TE921 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
纯电动轿车铝合金转向节结构轻量化研究
3
作者
潘为民
张玉卓
候森
机构
河南科技大学
机电工程学院
河南科技大学高端轴承河南省协同创新中心
出处
《河南科技大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2024年第5期23-31,M0003,M0004,共11页
基金
国家重点研发计划项目(2018YYFB2000401)。
文摘
为了实现纯电动轿车底盘轻量化,提出了一种拓扑优化与参数优化相结合的转向节结构优化方法。建立转向节实体模型,基于经典工况下转向节的受载情况对其进行静强度有限元分析。运用固体各向同性材料惩罚模型,建立了以单元相对密度为设计变量、柔度最小为目标函数、体积为约束函数的拓扑优化模型,对转向节进行多工况拓扑优化。根据拓扑优化结果,以转向节关键部位的厚度为设计变量,在样本空间内建立响应面近似模型,利用多目标遗传算法对转向节进行了参数优化。2次优化结果表明:铝合金转向节质量减少了22.82%,相比优化前、优化后的转向节在过坎、路坑制动、转向工况下最大应力分别减小了13.51%、36.80%、0.77%,4倍满载工况下应力略有增加,优化结果满足设计要求。通过ANSYS和nCode联合仿真,采用Miner线性疲劳累积损伤计算方法对优化后的转向节进行疲劳仿真验证,计算结果满足疲劳强度设计要求。
关键词
铝合金转向节
拓扑优化
参数优化
疲劳仿真验证
Keywords
aluminum steering knuckle
topology optimization
parameter optimization
fatigue simulation verification
分类号
U463.46 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于数值模拟的S形叶片垂直轴风力机气动性能研究
宋磊
王记
王世博
杨宗霄
苏建新
《机床与液压》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
增压式脉冲水射流破碎硬岩机制及性能表征
凌远非
王晓强
汤积仁
张洋凯
《振动与冲击》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
纯电动轿车铝合金转向节结构轻量化研究
潘为民
张玉卓
候森
《河南科技大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2024
0
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职称材料
已选择
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