折线型悬浮导流罩的水动力设计 被引量：4

1

作者 陈正寿 赵陈 +2 位作者 刘羽 赵春慧 王莉萍 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2015年第4期49-54,共6页

为提高一种可根据海流方向做自适应调整的轴流悬浮式潮流能水轮机结构的运行效率,设计了对水轮机外围加装带外包络的三段式导流罩结构,采用数值仿真方法对该导流罩结构进行水动力性能分析,并结合模型试验进行验证。数值仿真结果表明,收... 为提高一种可根据海流方向做自适应调整的轴流悬浮式潮流能水轮机结构的运行效率,设计了对水轮机外围加装带外包络的三段式导流罩结构,采用数值仿真方法对该导流罩结构进行水动力性能分析,并结合模型试验进行验证。数值仿真结果表明,收缩段和扩散段都为15°攻角的折线型导流罩的水动力性能良好,带导流罩比未带导流罩在相同工况下水轮机输出功率提高30%左右;模型试验得到与数值模拟相近流场数据,证明该导流罩结构收缩段和扩散段的形状阻力相对较小,直线段流速稳定,导流聚能效果明显,为与该水轮机结构相匹配的最佳三段式折线型导流罩结构。 展开更多

关键词 导流罩 水轮机 潮流能 折线型 水动力分析

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潮流能水轮机导流罩的水动力性能研究 被引量：14

2

作者 刘羽 陈正寿 +1 位作者 赵陈 黄聪汉 《浙江海洋学院学报（自然科学版）》 CAS 2014年第3期199-208,共10页

借鉴传统水平轴潮流能水轮机结构的构造原理,本文提出一种可根据海流方向做自适应调整的轴流、悬浮式潮流能水轮机结构。为了提高这种新型潮流水轮机的发电效率,在水轮机外围设置了曲线线型的悬浮式导流罩结构。首先基于样机物理模型实... 借鉴传统水平轴潮流能水轮机结构的构造原理,本文提出一种可根据海流方向做自适应调整的轴流、悬浮式潮流能水轮机结构。为了提高这种新型潮流水轮机的发电效率,在水轮机外围设置了曲线线型的悬浮式导流罩结构。首先基于样机物理模型实验,验证了拟采用的CFD数值仿真方法的有效性。进而分别计算拟定的不同形状的10种导流罩模型结构的水动力性能,仿真结果表明收缩段和扩张段均为双三次曲线xm=0.3的对称线型导流罩具有最优的水动力性能。最后对这种新型潮流水轮机整体结构的水动力性能展开研究,结果表明相对于无导流罩工况,水轮机叶轮加装收缩段和扩张段均为双三次曲线xm=0.3的对称线型导流罩之后,其输出功率有较大提升。 展开更多

关键词 潮流能 导流罩 悬浮式 CFD 输出功率

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潮流能水轮机叶片设计与计算 被引量：5

3

作者 赵陈 刘羽 +3 位作者 陈正寿 沈志华 黄聪汉 赵春慧 《浙江海洋学院学报（自然科学版）》 CAS 2015年第1期59-67,共9页

叶片作为潮流能水轮机的关键部位,其设计水准直接关系到水轮机性能的优劣。基于风力机相关的叶片设计方法,辅以翼型设计分析技术和数据编程优化软件对新近提出的一种轴流式潮流能水轮机的叶片进行优化设计。对优化后水轮机叶片在不同转... 叶片作为潮流能水轮机的关键部位,其设计水准直接关系到水轮机性能的优劣。基于风力机相关的叶片设计方法,辅以翼型设计分析技术和数据编程优化软件对新近提出的一种轴流式潮流能水轮机的叶片进行优化设计。对优化后水轮机叶片在不同转速下的工作效率数值仿真分析结果显示,设定转速100r/min的水轮机在设定工况范围内有较好的输出效率。另外,带15°攻角的折线型导流罩结构可以极大提高水轮机的工作效率,相同工况下比无导流罩式水轮机输出功率提高30%。 展开更多

关键词 叶片 优化设计 CFD 水动力分析

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水平轴潮流能水轮机的流固耦合分析 被引量：3

4

作者 田美灵 刘雪峰 +3 位作者 王晋宝 唐志波 陈正寿 孙忠军 《浙江海洋学院学报（自然科学版）》 CAS 2014年第5期430-436,447,共8页

叶轮作为潮流能水轮机捕能的关键部件,其水动力性能以及结构性能会影响水轮机的捕能效果及其结构的安全性。本文以30 W的小型水平轴潮流能水轮机为例,分别基于单向流固耦合和双向流固耦合模型对在设计工况下的叶轮水动力性能与结构性能... 叶轮作为潮流能水轮机捕能的关键部件,其水动力性能以及结构性能会影响水轮机的捕能效果及其结构的安全性。本文以30 W的小型水平轴潮流能水轮机为例,分别基于单向流固耦合和双向流固耦合模型对在设计工况下的叶轮水动力性能与结构性能进行了稳态分析,对比研究了两种耦合模型所得到的叶轮捕能系数、叶轮表面压力分布等水动力性能和叶轮应力分布等结构性能,为进一步对叶轮结构优化提供参考依据。 展开更多

关键词 潮流能水轮机 单向流固耦合 双向流固耦合 水动力性能 结构性能

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1.5MW风力机叶片设计与气动性能分析 被引量：2

5

作者 徐超 张兆德 于晓龙 《浙江海洋学院学报（自然科学版）》 CAS 2015年第2期145-150,共6页

叶片是风力机中最关键的部件,其气动性能决定风力机的风能利用效率。本文通过Glauert法设计1.5 MW水平轴风力机叶片,并利用FLuENT中的k-ωSST湍流模型,采用周期性边界,对叶片进行气动性能进行数值模拟。分析叶片桨距角固定的风力机在不... 叶片是风力机中最关键的部件,其气动性能决定风力机的风能利用效率。本文通过Glauert法设计1.5 MW水平轴风力机叶片,并利用FLuENT中的k-ωSST湍流模型,采用周期性边界,对叶片进行气动性能进行数值模拟。分析叶片桨距角固定的风力机在不同来流时风轮的转矩和轴向推力。研究表明:风轮在额定工况下,输出功率1 602 kW,风能利用系数达到0.325,满足设计要求;风速大于12 m/s时,可通过适当降低转速来维持风力机输出功率。 展开更多

关键词 水平轴风力机 Glauert设计法 风能利用系数 轴向推力

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基于LabVIEW的机械故障诊断系统的研究与开发 被引量：1

6

作者 冯武卫 许伟 +2 位作者 李鹏鹏 吴仲芳 王忠朝 《浙江海洋学院学报（自然科学版）》 CAS 2015年第2期140-144,共5页

介绍了基于LabVIEW的机械故障诊断系统的开发思路、作用和特点。该系统首先利用LabVIEW调用动态链接库(DLL)完成数据采集,可用于船舶和旋转机械的实时故障监测;然后,采用LabVIEW编写数据处理程序,程序集成了时域分析、自相关分析和倒频... 介绍了基于LabVIEW的机械故障诊断系统的开发思路、作用和特点。该系统首先利用LabVIEW调用动态链接库(DLL)完成数据采集,可用于船舶和旋转机械的实时故障监测;然后,采用LabVIEW编写数据处理程序,程序集成了时域分析、自相关分析和倒频谱分析,确定齿轮箱故障的原因和位置;最后,使用开发的诊断系统在故障模拟实验台上进行大量的实验,验证了本系统的可行性以及准确性。 展开更多

关键词 数据采集系统 LABVIEW DLL 信号处理

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基于FFT的信号分解方法及其工程应用

7

作者 孙孟 陈正寿 +2 位作者 崔振东 陆伟明 沈志华 《浙江海洋学院学报（自然科学版）》 CAS 2015年第4期367-373,共7页

提出了一种应用于处理平稳或者非平稳随机过程的信号分解、分析方法。该方法基于快速傅里叶变换(FFT)和带通滤波原理,通过限定固有模态函数的最大特征频带,将复杂信号序列按顺序分解为有限个固有模态函数。与现有方法相比,该方法分解得... 提出了一种应用于处理平稳或者非平稳随机过程的信号分解、分析方法。该方法基于快速傅里叶变换(FFT)和带通滤波原理,通过限定固有模态函数的最大特征频带,将复杂信号序列按顺序分解为有限个固有模态函数。与现有方法相比,该方法分解得到的固有模态函数接近实际工程的单组份要求,最大特征频带的限定保证了固有模态函数分量真正意义上两两正交和信号混掺现象。借助于新的信号分解分析方法和对应的瞬态振动能量谱,揭示了在海洋工程领域的一些特殊现象。 展开更多

关键词 带通滤波 信号分解 固有模态函数

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船用机械设备故障诊断系统研究与开发 被引量：5

8

作者 许伟 冯武卫 +2 位作者 袁跃峰 赵晓栋 陈正寿 《机电工程》 CAS 2014年第10期1291-1295,1323,共6页

为了解决船用设备运行的可靠性这一问题,在工控机等硬件设备上开发了基于C#平台的船用机械故障诊断系统。首先,构建了工控机、信号调理器等硬件组成部分;在此基础上,采用C#编制了采集卡接口、信号处理方法、图形绘制等程序;最后进行了... 为了解决船用设备运行的可靠性这一问题,在工控机等硬件设备上开发了基于C#平台的船用机械故障诊断系统。首先,构建了工控机、信号调理器等硬件组成部分;在此基础上,采用C#编制了采集卡接口、信号处理方法、图形绘制等程序;最后进行了调试并应用于船用现场试验。结合齿轮故障设备模拟试验台,运用故障诊断系统采集信号,利用信号处理软件分析了正常齿轮与磨损齿轮的时域波形和频谱波形,分析了断裂齿轮的细化频谱的边频带,以此识别出了各类齿轮失效所在位置和原因。研究结果表明,船用机械设备故障诊断系统对于故障齿轮的检测具有有效性和可行性,同时该结果为利用故障诊断系统对轴承、柴油机等其他故障设备的诊断开发过程奠定了基础。 展开更多

关键词 故障诊断 C#平台 船用齿轮 信号处理 工控机

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船用跳汰选矿设备及其控制系统设计 被引量：1

9

作者 沈龙 冯武卫 +2 位作者 张玉莲 赵晓栋 于晓龙 《机电工程》 CAS 2015年第1期42-46,共5页

针对滨海砂矿丰富的矿产资源利用问题,以跳汰设备为原型设计了一种新型的船用选矿设备。在动力及传动结构上,以液压马达代替传统的电机,并以齿轮齿条做为传动机构实现优化,使其更加贴合电气控制,更方便地实现系统的程序动作,满足对选矿... 针对滨海砂矿丰富的矿产资源利用问题,以跳汰设备为原型设计了一种新型的船用选矿设备。在动力及传动结构上,以液压马达代替传统的电机,并以齿轮齿条做为传动机构实现优化,使其更加贴合电气控制,更方便地实现系统的程序动作,满足对选矿设备的自动化控制。同时为了实现不同矿区不同矿含量自适应控制,从实际应用角度出发设计研制了一种符合生产应用要求的自动跳汰控制系统。以床层松散度作为控制对象,用浮标传感器对床层跳动高度进行检测,并通过PLC输出所需的跳汰周期曲线,最后根据设计的液压系统控制液压马达对选矿设备的工作参数进行控制。研究结果表明,该控制系统能够较好地实现对设备工作参数的控制,设备分选效率高,可靠性强,适用范围广。 展开更多

关键词 跳汰机 跳动高度 液压马达 浮标传感器 自动控制

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多用途散货船尾流场的数值计算 被引量：2

10

作者 程枳宁 陈正寿 +3 位作者 赵陈 章敏杰 郑武 冉行耀 《浙江海洋学院学报（自然科学版）》 CAS 2016年第3期239-243,共5页

运用CFD方法,开展了多用途散货船阻力性能的数值模拟。对计算得到的不同航速下裸船体总阻力系数与HSVA水池试验得出的对应参数进行比较,经最终分析得到数值计算结果与物理模型实验值相对偏差在5%内,初步验证了数值计算方法的可靠性。本... 运用CFD方法,开展了多用途散货船阻力性能的数值模拟。对计算得到的不同航速下裸船体总阻力系数与HSVA水池试验得出的对应参数进行比较,经最终分析得到数值计算结果与物理模型实验值相对偏差在5%内,初步验证了数值计算方法的可靠性。本文着重研究了不同缩尺比下船体尾部的标称伴流,分析结果表明船尾边界层厚度随雷诺数的增大而减小;桨盘面伴流分数存在单峰值,随着雷诺数的增大,伴流分数峰值相应减小;船模缩尺比越大,伴流尺度效应越明显。 展开更多

关键词 数值仿真 总阻力系数 尺度效应 伴流分数

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质量比对刚性圆柱体涡激振动影响的研究 被引量：18

11

作者 陈正寿 赵宗文 +2 位作者 张国辉 郑武 颜盛汉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期248-254,共7页

基于CFD方法,开展了质量比对刚性圆柱体涡激振动影响的研究。对低质量比分别为1和2.4和高质量比为7的刚性圆柱体分别进行双自由度涡激振动流固耦合模拟,得到了不同质量比工况下无因次振幅与约化速度之间的相关性,圆柱体的"8"... 基于CFD方法,开展了质量比对刚性圆柱体涡激振动影响的研究。对低质量比分别为1和2.4和高质量比为7的刚性圆柱体分别进行双自由度涡激振动流固耦合模拟,得到了不同质量比工况下无因次振幅与约化速度之间的相关性,圆柱体的"8"字形运动轨迹以及"差拍"、"相位转换"等现象;初步的研究结果表明,低质量比的模型对应的振动锁振区范围要广于高质量比的模型,产生的横流向最大无因次振幅也较大,涡激振动现象更为显著。另外通过不同质量比对顺、横流向耦合振动影响的分析发现,在质量比为1和2.4时,顺流向振动对横流向振动产生的影响不容忽略,而在质量比为7时,其影响较小。另在涡激振动尾流区,捕捉到了"2S"、"2P"型泻涡发放。 展开更多

关键词 质量比 涡激振动 流固耦合 刚性圆柱体

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船舶附加水动力节能装置研究进展 被引量：8

12

作者 程枳宁 陈正寿 +1 位作者 黄聪汉 郑武 《浙江海洋学院学报（自然科学版）》 CAS 2016年第1期70-75,共6页

综述了现有各种船舶附加水动力节能装置,包括桨前节能装置,如补偿导管、船尾导流鳍;桨后节能装置,如自由旋转助推叶轮、舵球、舵附加推力鳍;组合节能装置,如补偿导管-导流鳍-螺旋桨、导流鳍-螺旋桨-桨后自由旋转助推叶轮、导流罩-螺旋桨... 综述了现有各种船舶附加水动力节能装置,包括桨前节能装置,如补偿导管、船尾导流鳍;桨后节能装置,如自由旋转助推叶轮、舵球、舵附加推力鳍;组合节能装置,如补偿导管-导流鳍-螺旋桨、导流鳍-螺旋桨-桨后自由旋转助推叶轮、导流罩-螺旋桨-舵球-舵附加推力鳍等组合式节能装置等多种形式。阐述其节能原理,并简要分析其研究、发展方向。 展开更多

关键词 船舶节能 桨前节能装置 桨后节能装置 组合式节能装置

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潮流能水轮机叶轮压力脉动特性分析 被引量：3

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作者 陈正寿 张国辉 +2 位作者 赵宗文 程枳宁 郑武 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第19期98-105,138,共9页

潮流能水轮机周围流场的压力脉动是影响水轮机运行稳定性的关键因素之一。基于CFD单、双向流固耦合方法和滑移网格技术,对水平轴潮流能水轮机叶轮实施了三维数值模拟。通过分析水轮机周围流场的非定常流动,得到了三种不同工况下叶轮的... 潮流能水轮机周围流场的压力脉动是影响水轮机运行稳定性的关键因素之一。基于CFD单、双向流固耦合方法和滑移网格技术,对水平轴潮流能水轮机叶轮实施了三维数值模拟。通过分析水轮机周围流场的非定常流动,得到了三种不同工况下叶轮的应变特征、各监测点的水压力脉动和频域振动特性。计算结果显示:双向流固耦合计算得到的最大变形量与最大应力值均较单向流固耦合时略大,随着水流速度的增加,叶轮叶片的应变量增幅与有效应力增幅逐渐降低;水轮机的压力脉动幅值由叶尖到叶根基本呈递减趋势;水轮机压力脉动的主频率集中在相应工况的叶频附近,且水轮机叶片背面的压力脉动比正面的波动程度要剧烈。 展开更多

关键词 潮流能 水轮机 流固耦合 压力脉动

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台风作用下门式刚架结构减压抗倾的数值模拟分析 被引量：1

14

作者 张莹莹 徐行天 +3 位作者 柳博瀚 陈正寿 郑武 于晓龙 《浙江海洋学院学报（自然科学版）》 CAS 2017年第2期159-165,共7页

经初步核算某船厂拟建门式刚架风雨棚结构,不能满足50 a一遇台风工况下的结构抗倾覆稳定性要求。故本文根据实际工程需求,采取在两侧各布设两个通风窗户以达到一定的减压抗倾效果,并通过数值模拟手段验证其减压、抗倾覆性能。对比分析发... 经初步核算某船厂拟建门式刚架风雨棚结构,不能满足50 a一遇台风工况下的结构抗倾覆稳定性要求。故本文根据实际工程需求,采取在两侧各布设两个通风窗户以达到一定的减压抗倾效果,并通过数值模拟手段验证其减压、抗倾覆性能。对比分析发现20 a和50 a一遇台风工况下压力与倾覆力矩的数值计算值与理论计算值符合良好,并且进一步验证了增设窗户可有效减小迎风面的压力和背风面的吸力,整体减压抗倾效果显著。门式刚架结构满足50 a一遇台风工况下抗倾设计要求。此外,还得到的关于门式刚架表面风压分布规律的相关结论,为该类建筑物结构设计与工程安全性改进提供了一定依据。 展开更多

关键词 门式刚架 台风 数值模拟 可靠性 抗倾安全系数

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自卸式运砂船输送臂基座及挂臂结构强度分析

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作者 秦言明 俞伊姗 《浙江海洋学院学报（自然科学版）》 CAS 2017年第3期278-281,共4页

利用MSC/Nastran软件,通过施加载荷和限定边界条件,针对四种典型工况,对加强后的自卸式运砂船输送臂基座及挂臂结构强度进行了有限元分析。有限元分析结果表明,加强后的应力结果能够满足设计要求,并呈现出了比较合理的应力分布。通过有... 利用MSC/Nastran软件,通过施加载荷和限定边界条件,针对四种典型工况,对加强后的自卸式运砂船输送臂基座及挂臂结构强度进行了有限元分析。有限元分析结果表明,加强后的应力结果能够满足设计要求,并呈现出了比较合理的应力分布。通过有限元分析得到的结论对同类型输送臂基座及挂壁结构的设计和强度分析有一定的参考价值。 展开更多

关键词 挂臂 结构强度 有限元分析

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