太阳能光热-光电空气隙膜蒸馏系统实验研究 被引量：4

1

作者 邓洪玲 杨晓宏 +2 位作者 田瑞 李洪建 李达 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期29-36,共8页

针对传统苦咸水淡化中的高能耗问题,设计太阳能光热-光电空气隙膜蒸馏耦合系统。实验研究系统运行稳定性,系统连续9、24 h运行工况下热电参数对膜通量的影响;系统获得温度和膜通量随太阳辐照度的变化,理论计算集热面积与膜面积最优匹配... 针对传统苦咸水淡化中的高能耗问题,设计太阳能光热-光电空气隙膜蒸馏耦合系统。实验研究系统运行稳定性,系统连续9、24 h运行工况下热电参数对膜通量的影响;系统获得温度和膜通量随太阳辐照度的变化,理论计算集热面积与膜面积最优匹配。研究表明：系统白天连续9 h运行最大膜通量为5.84 kg/（m2·h）,总产水量为1.80 kg,实际日产水量达43.47 kg/（m2·h）,单位产水热耗为495.3 kWh/m3;连续24 h运行最大膜通量13.07 kg/（m2·h）,总产水量为2.99 kg,实际日产水量为71.95 kg/（m2·d）,单位淡水热耗为1095.1 kWh/m^3;系统在2种工况下均稳定运行,因此,按照系统连续9 h的产水量,需5.67 m2的太阳集热器配备0.1248 m2的平板膜和实际产水7.42 L/d满足3口之家6 L的日常饮用水需求。 展开更多

关键词 太阳能光热-光电 空气隙膜蒸馏 光热参数 膜通量

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基于能量分析和分析的槽式太阳能集热系统优化研究 被引量：1

2

作者 张维蔚 巴旭阳 +3 位作者 薛奇成 高虹 史志国 田瑞 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2251-2257,共7页

采用光学-动力学耦合的方法,建立槽式太阳能真空管接收器的三维流动、传热模型,分析影响集热系统热效率和效率的因素。为验证模拟结果准确性,与文献试验结果进行对比,吻合较好,平均误差为9.4%。模拟结果显示,传热流体入口温度、环形区... 采用光学-动力学耦合的方法,建立槽式太阳能真空管接收器的三维流动、传热模型,分析影响集热系统热效率和效率的因素。为验证模拟结果准确性,与文献试验结果进行对比,吻合较好,平均误差为9.4%。模拟结果显示,传热流体入口温度、环形区域压力对集热系统热效率和效率的影响最显著,间隙尺寸的影响次之,传热流体质量流速的影响最小。 展开更多

关键词 真空管接收器 热效率 效率 环形区域 间隙尺寸

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风力机叶片叶根应力集中区应力状态实验研究 被引量：9

3

作者 白叶飞 汪建文 +3 位作者 赵元星 高志鹰 韩玉霞 杜鹏程 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3406-3411,共6页

为分析风力机叶片旋转时叶根应力集中区的平面应力状态,采用旋转机械应力应变无线遥测技术,通过叶根最大弦长处压力面应变花测点的布置,在直流式低速风洞开口段进行实验研究,结果表明:在额定风速8 m/s,尖速比由4.5增至6.5的过程中,直角... 为分析风力机叶片旋转时叶根应力集中区的平面应力状态,采用旋转机械应力应变无线遥测技术,通过叶根最大弦长处压力面应变花测点的布置,在直流式低速风洞开口段进行实验研究,结果表明:在额定风速8 m/s,尖速比由4.5增至6.5的过程中,直角应变花3个方位线应变的绝对值逐渐增大,且沿叶片展向0°方位和45°方位的线应变为正值,以拉弯应变为主,90°方位的应变为负值,受叶片压力面载荷的挤压作用所致;翼型截面弦向测点的最大主应力值大于相应测点的最大剪切应力值,且随着尖速比的增加均增大,其较大值均出现在靠近截面形心的翼型表面,是叶片易受损的危险位置;最大主应力方位角受翼型截面的几何形状和载荷作用效果的影响,自前缘向后缘发展并不呈现一致的规律性。该研究为分析和判断叶片裂纹、预测损坏部位提供直接的实验依据。 展开更多

关键词 水平轴风力机 旋转遥测技术 旋转动态叶片 叶根应力集中区 应力状态分析

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湍流强度对风力机尾迹涡结构影响的实验研究 被引量：5

4

作者 韩玉霞 汪建文 +2 位作者 李鑫 孙博 刘珍 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1179-1184,共6页

为研究湍流强度对风力机尾迹涡结构的影响规律,利用TR-PIV(time resolved-particle image velocimetry)对水平轴风力机模型在有、无格栅4.5D(D为风轮直径)范围内的尾流信息进行采集。通过定性及定量分析对比有、无格栅时尾迹流场瞬时涡... 为研究湍流强度对风力机尾迹涡结构的影响规律,利用TR-PIV(time resolved-particle image velocimetry)对水平轴风力机模型在有、无格栅4.5D(D为风轮直径)范围内的尾流信息进行采集。通过定性及定量分析对比有、无格栅时尾迹流场瞬时涡量、平均涡量及湍动能的变化规律,再现了不同入流条件下尾迹涡形成、发展和湮灭的过程及尾迹涡系间能量传递特性。分析发现:自由流4.5D范围内均可见明显叶尖涡拟序结构,其衰减速度较慢。格栅入流时随湍流强度增加流层间的强剪切及径向掺混作用增强,使叶尖涡拟序结构失稳,2.5D时拟序结构消失;涡量集中区域较自由流明显扩张,叶尖涡诱导效应影响范围增加;尾迹涡系的湍动能较自由流明显增加,随着尾迹向下游发展叶尖涡、中心涡湍动能很快衰减,附着涡区湍动能却明显增强;附着涡区不再是隔离带,而是叶尖涡和中心涡的能量输送带,从而促进尾迹恢复。 展开更多

关键词 水平轴风力机 叶尖涡 湍流强度 尾流 高频PIV

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湍流强度对水平轴风力机尾迹速度恢复影响机理的实验研究 被引量：3

5

作者 韩玉霞 汪建文 +2 位作者 孙博 东雪青 李鑫 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期649-655,共7页

为研究湍流强度对风力机尾流速度恢复的影响,采用高频PIV对均匀来流和格栅入流时风力机下游尾流数据进行采集。通过对比轴向速度、径向速度及雷诺剪切应力发现:均匀来流时轴向速度分层现象明显;叶尖涡将主流卷吸进入尾流区,但无法穿透... 为研究湍流强度对风力机尾流速度恢复的影响,采用高频PIV对均匀来流和格栅入流时风力机下游尾流数据进行采集。通过对比轴向速度、径向速度及雷诺剪切应力发现:均匀来流时轴向速度分层现象明显;叶尖涡将主流卷吸进入尾流区,但无法穿透附着涡区,附着涡相当于一个隔离带;雷诺剪切应力集中在叶尖涡和中心涡区,附着涡区基本为零。格栅入流时下游2.5倍风轮直径处尾流与主流基本融合,主流径向掺混从叶尖涡穿过附着涡渗透到中心涡区;剪切应力在中心涡和叶尖涡区明显增大,附着涡区存在正的峰值,且附着涡区成为叶尖涡和中心涡区的一个动量输送带。相关结论可为风电场优化布局提供指导,有助于揭示湍流强度影响风力机出力和速度亏损的原因。 展开更多

关键词 水平轴风力机 尾流 叶尖涡 湍流强度 高频PIV

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风力机重力调速机构主要特征参数的优化实验研究 被引量：1

6

作者 刘雄飞 汪建文 +1 位作者 孙丰 李连宏 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3151-3157,共7页

推导出自制重力调速机构平衡方程;详述机构主要特征参数选取原则,确定机构尾舵质量、尾杆长度、后倾角及侧倾角4个参数为优化对象。依托Matlab软件,设计L_(25)(5~6)正交实验表。搭建车载实验平台,对25组正交数据进行实验,用统计学R软件... 推导出自制重力调速机构平衡方程;详述机构主要特征参数选取原则,确定机构尾舵质量、尾杆长度、后倾角及侧倾角4个参数为优化对象。依托Matlab软件,设计L_(25)(5~6)正交实验表。搭建车载实验平台,对25组正交数据进行实验,用统计学R软件分析实验结果。结果表明:侧倾角对风力机调速影响最显著,后倾角、尾舵重量、尾杆长度的影响相对较弱;后倾角12°、侧倾角5°、尾舵质量2 kg及尾杆长度0.4 m为最佳组合。在最佳状态下,车载实验功率波动率ξ平均值为5.16%,风轮侧偏角随时间的变化呈对称抛物线分布,可以保证大风时电机输出功率维持在额定功率附近。 展开更多

关键词 风力机 中小型 重力调速 参数优化 正交实验

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基于动网格技术水平轴风力机叶片及尾迹流场旋涡特性 被引量：5

7

作者 高伟 张立茹 +1 位作者 姚慧龙 闫蓉 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期172-178,共7页

为了研究风力机流场中涡的产生及演化过程,采用动网格技术中的重叠网格方法对水平轴风力机流场进行计算,利用Q准则对叶片表面、叶尖涡及中心涡涡旋结构进行可视化分析,并将计算结果与相同工况下滑移网格计算结果进行对比分析.结果表明:... 为了研究风力机流场中涡的产生及演化过程,采用动网格技术中的重叠网格方法对水平轴风力机流场进行计算,利用Q准则对叶片表面、叶尖涡及中心涡涡旋结构进行可视化分析,并将计算结果与相同工况下滑移网格计算结果进行对比分析.结果表明:对比2种方法在不同截面的叶片表面涡量分布,动网格方法计算得出在吸力面流动分离区域更大,能够捕捉到更多叶片表面边界层分离的细节;叶尖涡在向下游运动过程中将出现“叶尖涡跳跃”现象;中心涡在尾迹流场中涡量分布呈双峰状,在风轮后0.5D~2.0D内,叶尖涡与中心涡发生混合扩散;动网格与滑移网格计算得出尾迹流场中,中心涡分布趋势基本一致,采用动网格方法得出涡量峰值更大,采用滑移网格方法得出中心涡更早发生扩散.相较于滑移网格方法采用动网格方法研究风力机流场中的涡会更具优势. 展开更多

关键词 水平轴风力机 动网格 叶尖涡 中心涡 涡量

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基于PIV技术分析材质对风力机叶片绕流流场特性的影响 被引量：2

8

作者 张嘉奇 张立茹 +1 位作者 牛佳佳 王雪丽 《可再生能源》 CAS 北大核心 2020年第11期1477-1482,共6页

为了研究材质对风力机叶片绕流流场的影响,文章利用PIV系统,选取两种不同材质叶片,对其在低速风洞中不同工况下的流场信息进行采集。通过分析不同测试截面近壁面的流场数据,发现与空心填充泡沫叶片相比,玻璃聚酯叶片的平均动能减小48.07... 为了研究材质对风力机叶片绕流流场的影响,文章利用PIV系统,选取两种不同材质叶片,对其在低速风洞中不同工况下的流场信息进行采集。通过分析不同测试截面近壁面的流场数据,发现与空心填充泡沫叶片相比,玻璃聚酯叶片的平均动能减小48.07%以上,轴向脉动速度增加32%以上;而随着叶尖速比的增大,玻璃聚酯叶片的平均动能减少33.82%以下,脉动速度减少30.04%以下。实验工况下,叶片材质对流场特性的影响大于叶尖速比的影响,尤其在叶尖位置。该结果可为风力机叶片设计及制造提供一定参考。 展开更多

关键词 水平轴风力机 材质 绕流流场 PIV

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基于故障物理的风力机叶片可靠性仿真分析方法 被引量：3

9

作者 葛新宇 毕俊喜 +2 位作者 李海滨 聂晓波 刘江 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期29-40,共12页

提出一种基于故障物理的风力机叶片可靠性仿真分析方法,通过绘制任务剖面和载荷剖面图,将叶片材料、结构、环境条件和使用方式等参数加载到数值计算模型中,进行瞬态热力学、振动应力和多应力耦合分析。结果表明,最大应力和热集中主要发... 提出一种基于故障物理的风力机叶片可靠性仿真分析方法,通过绘制任务剖面和载荷剖面图,将叶片材料、结构、环境条件和使用方式等参数加载到数值计算模型中,进行瞬态热力学、振动应力和多应力耦合分析。结果表明,最大应力和热集中主要发生在叶片根部,变形主要发生在叶片中部到叶尖这段区间。从故障原因和机理出发研究叶片的故障规律,运用FMECA(故障模式、影响和危害性分析)处理收集到的故障信息。将定性评价指标予以定量化,以此建立叶片危害性矩阵和FMECA表格,在失效模式下对高危性故障数据进行可靠性评估,为工程实际提供必要的理论支持。该方法相较于传统基于手册的可靠性分析方法精度更高,与研制、生产、维修和管理并行,通过不断更新迭代,以保证产品可靠性要求的实现,为风力机叶片的可靠性分析提供了新的思路和实施方法。 展开更多

关键词 风力机叶片 可靠性分析 故障模式 流固耦合 故障物理

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基于优化LSTM模型的风力机叶片剩余使用寿命预测 被引量：2

10

作者 焦佳明 毕俊喜 +3 位作者 葛新宇 王国富 马航 周大川 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期495-502,共8页

针对传统寿命预测方法计算复杂、耗时且不具普适性等问题,提出一种基于优化长短期记忆网络(LSTM)的风力机叶片剩余使用寿命(RUL)预测模型。首先,将多维传感器监测数据可视化,以观察数据特征并进行初次特征筛选。然后,对筛选后的数据进... 针对传统寿命预测方法计算复杂、耗时且不具普适性等问题,提出一种基于优化长短期记忆网络(LSTM)的风力机叶片剩余使用寿命(RUL)预测模型。首先,将多维传感器监测数据可视化,以观察数据特征并进行初次特征筛选。然后,对筛选后的数据进行归一化处理,并使用主成分分析法(PCA)进行数据融合,以去除冗余信息和降低特征维度。其次,使用自适应矩估计(AME)算法为不同网络参数提供独立的自适应性学习率;使用平滑平均绝对误差(SMAE)损失函数来综合两种传统回归损失函数的特点。最后,经过多次试验选定合适的LSTM层数及神经元数,并以复杂系统的多尺度时序监测数据为算例对模型进行试验验证。试验结果表明,在一种故障模式下,优化LSTM预测模型相较于其他传统机器学习模型在评价指标及预测误差分布情况上占优,表明该文所提模型具有更高的准确性及稳定性。 展开更多

关键词 风力机叶片 主成分分析 长短期记忆 寿命预测 预测模型

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微小型风力机重力调速机构侧倾角优化分析 被引量：5

11

作者 刘雄飞 汪建文 +1 位作者 孙丰 张正伟 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1929-1934,共6页

在借鉴前人成果的基础上,分析调速机构的工作原理,推导出重力调速过程中各力矩的表达公式,并设计制造出300 W风力机的重力调速机构;通过建立风力机调速数学模型,用Matlab编程软件对斜铰轴机构的侧倾角β″进行优化处理,并对其进行车载... 在借鉴前人成果的基础上,分析调速机构的工作原理,推导出重力调速过程中各力矩的表达公式,并设计制造出300 W风力机的重力调速机构;通过建立风力机调速数学模型,用Matlab编程软件对斜铰轴机构的侧倾角β″进行优化处理,并对其进行车载实验验证。结果表明:采用Matlab优化设计结果与实验测试值基本吻合,达到侧偏调速的要求。 展开更多

关键词 微小型风力机 重力调速 限速机理 优化设计

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风轮振动行为与尾迹的关联性研究

12

作者 李佩林 马剑龙 +3 位作者 汪建文 张彦奇 姜勇 吕文春 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第13期117-122,共6页

利用PULSE19装置和TR-PIV装置构建了发电机、塔架加速度与风轮尾迹发展的同步监测系统,针对直径1.4 m的小型水平轴风力机振动特性及叶尖附近湍流涡旋进行了测试与分析,证实了风轮振动与尾流发展之间存在密切关联性。由风轮旋转形成的一... 利用PULSE19装置和TR-PIV装置构建了发电机、塔架加速度与风轮尾迹发展的同步监测系统,针对直径1.4 m的小型水平轴风力机振动特性及叶尖附近湍流涡旋进行了测试与分析,证实了风轮振动与尾流发展之间存在密切关联性。由风轮旋转形成的一次谐波能量值最高。对比加速度与尾流的频谱图,发现加速度峰值与尾流能量峰值对应的特征频率相近,风轮振动的能量传递到了流场中。风力机发生偏航后,风轮旋转三倍频与尾流一次谐波间能量传递受阻,偏航角小于10°时,尾流能量值对振动加速度值的变化较敏感,而随着偏航角的增加,两者之间的关联性减小。 展开更多

关键词 尾迹 振动加速度 偏航 频谱响应

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扰动入流对风力机声辐射影响研究

13

作者 张立茹 吴林泉 +2 位作者 汪建文 王占洋 景坤瑶 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1007-1012,共6页

基于漩涡法和实验条件修正入口边界条件,结合延迟分离涡湍流模型和K-FWH方程对某S翼型水平轴风力机进行三维非定常数值模拟,对比分析扰动入流对风轮表面脉动压力、辐射声频谱和声辐射传播的影响,并将相应数值模拟结果与实验数据进行对... 基于漩涡法和实验条件修正入口边界条件,结合延迟分离涡湍流模型和K-FWH方程对某S翼型水平轴风力机进行三维非定常数值模拟,对比分析扰动入流对风轮表面脉动压力、辐射声频谱和声辐射传播的影响,并将相应数值模拟结果与实验数据进行对比分析。结果表明:扰动入流下,叶片表面各峰值脉动压力幅值不同,辐射声中高频宽带噪声出现新的峰值;总声压级在叶片径向0.57R处最大,随轴向距离的增大,总声压级下降,且在轴向距离小于500 mm时下降最快,接近叶尖位置测试线声压级出现和实验一致的跳变现象。 展开更多

关键词 风力机 扰动人流 脉动压力 声辐射

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基于流固耦合偏航下风力机尾迹湍流特征的研究

14

作者 张立茹 牛佳佳 +3 位作者 王雪丽 焦雪文 姚慧龙 汪建文 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期340-346,共7页

偏航状态下风力机叶片与流场之间相互作用会导致风力机近尾迹流场的湍流特征变化,采用双向流固耦合对不同偏航工况下水平轴风力机近尾迹流场进行数值模拟研究,获得不同偏航角下尾迹湍流特征演化规律。结果表明:随着偏航角的增大,正偏航... 偏航状态下风力机叶片与流场之间相互作用会导致风力机近尾迹流场的湍流特征变化,采用双向流固耦合对不同偏航工况下水平轴风力机近尾迹流场进行数值模拟研究,获得不同偏航角下尾迹湍流特征演化规律。结果表明:随着偏航角的增大,正偏航侧会出现“速度亏损圆环”,且此圆环的范围呈扩大趋势;偏航角的增大对叶根处速度亏损影响最大,对叶尖处速度亏损影响最小,与正偏航侧相比,负偏航侧的速度亏损值减为约1/2;随着偏航角的增大,正负偏航侧的湍流强度变化呈不对称性,正偏航侧对湍流耗散的影响程度较负偏航侧大;涡流黏度越来越小,且在偏航10°涡流黏度相对于偏航5°减小约1/2,沿着轴向叶尖涡的管状环涡结构变得不稳定,出现明显耗散,且在偏航15°之后涡结构的耗散破裂程度越来越剧烈,进而对风力机气动噪声产生较大影响。 展开更多

关键词 风力机 流固耦合 偏航 尾迹湍流特征

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基于ZephIR Lidar测风系统的风力机功率预测 被引量：1

15

作者 谢妍 贺玲丽 +4 位作者 汪建文 张立茹 白叶飞 安琪 赵元星 《可再生能源》 CAS 北大核心 2018年第5期751-756,共6页

针对低风速地区风资源评估及风力机功率预测问题,采用ZephIR Lidar测风塔测风系统实时监测风资源的方法,对呼和浩特市某地区进行风资源评估。利用MATLAB对测风数据进行拟合,验证ZephIR Lidar实时监测数据的有效性与准确性。在此基础上,... 针对低风速地区风资源评估及风力机功率预测问题,采用ZephIR Lidar测风塔测风系统实时监测风资源的方法,对呼和浩特市某地区进行风资源评估。利用MATLAB对测风数据进行拟合,验证ZephIR Lidar实时监测数据的有效性与准确性。在此基础上,计算某S翼型1.5 kW水平轴风力机的功率特性曲线,模拟其在16个风向的平均功率,并对该风力机进行功率测试。结果表明,ZephIR Lidar所测数据与测风塔测风系统监测数据的相关因子为0.92,表明ZephIR Lidar采集的数据是真实可靠的。ZephIR Lidar测风系统可有效地进行风资源实时评估与风力机功率预测,对风力机安装位置的选择具有指导意义。 展开更多

关键词 ZEPHIR LIDAR 风资源评估 功率测试 对比分析 实验

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偏航工况下风力机叶片绕流流场特性的探究 被引量：2

16

作者 牛佳佳 张立茹 +1 位作者 焦雪文 汪建文 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期493-496,共4页

为研究偏航工况下风力机叶片绕流的流场特性,采用粒子图像测速(PIV)技术,偏航30°时在不同风速和不同叶尖速比工况下,对水平轴风力机叶片吸力面的近壁面流场进行实验研究。结果表明:沿叶片展向,从相对半径0.71 r/R~1.07 r/R位置处,... 为研究偏航工况下风力机叶片绕流的流场特性,采用粒子图像测速(PIV)技术,偏航30°时在不同风速和不同叶尖速比工况下,对水平轴风力机叶片吸力面的近壁面流场进行实验研究。结果表明:沿叶片展向,从相对半径0.71 r/R~1.07 r/R位置处,轴向平均速度和平均动能逐渐增大,最大增长率分别为22.7%和49.3%,尖速比对平均动能较轴向平均速度影响大;轴向脉动速度呈先减小后增大的趋势,在相对半径0.85 r/R附近降到最低。该文以实验测试的方法揭示了偏航工况下叶片绕流的流场特性,实验数据可为叶片制造和设计提供参考。 展开更多

关键词 水平轴风力机 偏航 PIV 叶片绕流 轴向平均速度 平均动能

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具有阻力风杯结构的垂直轴风力机启动特性试验研究 被引量：1

17

作者 白悦荻 佟国强 +3 位作者 姜禹 李岩 冯放 赵斌 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期38-44,65,共8页

为改善直线翼垂直轴风力机(SB-VAWT)的启动特性,在两叶片SB-VAWT内部安装了阻力风杯结构。为探明阻力风杯结构对两叶片SB-VAWT风力机静态启动特性的影响规律,对具有阻力风杯结构的垂直轴风力机(DS-VAWT)和两叶片SB-VAWT进行了转矩测量... 为改善直线翼垂直轴风力机(SB-VAWT)的启动特性,在两叶片SB-VAWT内部安装了阻力风杯结构。为探明阻力风杯结构对两叶片SB-VAWT风力机静态启动特性的影响规律,对具有阻力风杯结构的垂直轴风力机(DS-VAWT)和两叶片SB-VAWT进行了转矩测量风洞试验和PIV可视化试验。结果表明:阻力风杯结构对SB-VAWT的风轮内部气流流动规律产生了显著影响。在一些方位角下,阻力风杯结构对SB-VAWT升力叶片尾部的流动分离现象改善明显,旋涡减弱,降低了能量损耗;在一个旋转周期中,阻力风杯结构的存在也产生了作用于风轮转轴的扭矩,因此具有阻力风杯结构的垂直轴风力机的静态启动力矩要高于无阻力风杯结构的情况。 展开更多

关键词 直线翼垂直轴风力机 启动特性 风杯结构 流场可视化试验 风洞试验

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偏航状态下水平轴风力机尾迹偏移及湍流特征分析 被引量：6

18

作者 郭茂丰 张立茹 +2 位作者 李得银 王雪丽 牛佳佳 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第7期702-707,共6页

为探索水平轴风力机偏航状态下尾迹变化情况,采用数值模拟结合理论分析的方法对不同风速、不同偏航角工况下的S翼型水平轴风力机尾迹流场进行数值分析.首先分析偏航与风力机输出功率之间关系,在此基础上分析不同偏航角工况尾迹中心的偏... 为探索水平轴风力机偏航状态下尾迹变化情况,采用数值模拟结合理论分析的方法对不同风速、不同偏航角工况下的S翼型水平轴风力机尾迹流场进行数值分析.首先分析偏航与风力机输出功率之间关系,在此基础上分析不同偏航角工况尾迹中心的偏移情况以及尾迹处湍流强度的变化情况.结果表明:随着偏航角的增大,叶片表面的压强差减小,方位角每隔120°,叶片表面正压和负压在数值上均达到一次峰值,能造成风力机输出功率有明显损失的恶劣偏航角临界值为10°~15°;随着偏航角增大,沿轴向在1.0D之前尾迹速度中心向X轴的负方向偏移的程度增大,在此之后偏航角小于15°时尾迹中心的偏移程度增大,偏航角大于15°时减小;随着偏航角的增大,尾迹湍流强度的最大值增大,尾迹湍流强度恢复加快,尾迹缩短;偏航下风力机尾迹上下侧湍流强度分布不对称,湍流强度变化不同,使风力机尾迹湍流环境更复杂. 展开更多

关键词 水平轴风力机 偏航 尾迹 偏移 湍流强度

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考虑扇区划分的自然风风向建模 被引量：1

19

作者 辛欣瑶 汪建文 +3 位作者 赵煜 尹九俊 任彪 张鹏 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期311-316,共6页

以随时间变化的自然风为研究对象,考虑风向扇区划分的方法,计算指定时间段内的风向时间维变差,基于统计学方法马尔科夫链模型理论与实验基地实测自然风数据,构建呼和浩特郊区典型风况下自然风风向变化的转移概率矩阵模型,并根据模型生... 以随时间变化的自然风为研究对象,考虑风向扇区划分的方法,计算指定时间段内的风向时间维变差,基于统计学方法马尔科夫链模型理论与实验基地实测自然风数据,构建呼和浩特郊区典型风况下自然风风向变化的转移概率矩阵模型,并根据模型生成随机时间序列进行反向验证,意在建立更完整的风模型。 展开更多

关键词 风力机 自然风 风向模型 马尔可夫链 扇区划分 风向变化

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基于叶片变形偏航下风力机叶片绕流流场的研究 被引量：1

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作者 牛佳佳 张立茹 +1 位作者 焦雪文 汪建文 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期301-305,共5页

针对偏航工况下风力机叶片与流场之间的相互作用而产生的变形影响叶片绕流流场问题,基于叶片变形对不同偏航工况下水平轴风力机叶片绕流流场进行双向流固耦合数值计算,分析偏航工况对风力机叶片变形和表面应力的影响,在此基础上研究不... 针对偏航工况下风力机叶片与流场之间的相互作用而产生的变形影响叶片绕流流场问题,基于叶片变形对不同偏航工况下水平轴风力机叶片绕流流场进行双向流固耦合数值计算,分析偏航工况对风力机叶片变形和表面应力的影响,在此基础上研究不同偏航工况对叶片绕流流场的影响。结果表明,不同叶片上的变形和应力呈现不均匀性,且随偏航角增大,不均匀性增大;随风速和叶尖速比增大,叶片最大变形量对应呈增大和减小的趋势;随偏航角增大,叶根最大应力集中区域逐渐减小,叶片后缘应力逐渐减小。沿叶片展向,从叶根到叶尖,轴向速度逐渐增加,叶尖增大的程度较叶根大,随偏航角增大,叶尖位置的轴向速度增大的程度降低;涡量逐渐减小,随偏航角增大,对叶尖涡量影响较中心涡量大;湍动能总体呈先减小后增大的趋势,且当偏航角为5°~25°时在相对半径0.6R(R为风轮半径)位置处为最小,偏航30°在0.7R处为最小。 展开更多

关键词 风力机 偏航 叶片变形 流固耦合 叶片绕流

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