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风力机叶片翼型气动特性数值模拟 总被引:1,自引:0,他引:1
针对NACA63-215翼型绕流流动建立了二维可压缩湍流模型,利用商业软件NU-MECA进行了相应的数值模拟计算.湍流粘度分别采用基于RANS的Spalart-Allmaras和Baldwin-Lomax两种湍流模型来处理,得出了雷诺数为3×106时,翼型NACA63-215的升力系数和阻力系数随来流攻角的变化关系及压力分布图,并与试验数据进行对比.研究结果表明:Spalart-All-maras湍流模型比Baldwin-Lomax湍流模型在预测翼型失速后气动性能方面更加有效,Spalart-Allmaras湍流模型在大攻角下较易收敛且计算出的翼型气动性能与试验值更接近. 相似文献
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基于卧式海流能发电装置,采用雷诺平均N-S方程,对来流攻角从0°~26°情形下的叶片翼型进行数值模拟,分析比较不同攻角下水动力学特性的变化规律。结果表明:一定范围内增加攻角可有效提高升阻比,但升力系数最大时,升阻比、水翼捕能效率不一定最高,失速角也不一定是最佳攻角,验证了水翼失速的根本原因是边界层的分离;水翼吸力面与压力面的压差较大,此压差为水翼提供较高的升力系数,主要来自于水翼的前半部。此外,还分析了水翼周围流场的速度分布、压力分布等水动力特性与攻角的关系,为设计高效的海流能转换叶片提供了理论参考。 相似文献
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近水面航行二维水翼的水动力特性研究 总被引:1,自引:1,他引:0
利用有限体积方法和RNG k-ε湍流模型直接求解RANS方程计算近水面航行二维水翼(NACA 0012)的水动力特性,自由水面采用流体体积方法(VOF)描述,与试验结果的比较表明,本文的计算模型是合理的,结论是正确的,通过计算给出了不同浸深、攻角和傅氏数的升力系数、阻力系数等曲线。 相似文献
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通过数值求解不可压缩粘性流的RANS方程计算均匀来流中的船舵水动力。采用标准的κ-ε湍流模式封闭方程,并用二阶有限体积法在非交错分区贴体网格上对守恒方程进行离散;采用Rhie和Chow的插值方法确定单元面的质量通量,用SIMPLE法求解压力分布,用壁函数法处理壁面边界条件。对一种NACA冀型舵在两种不同雷诺数下大攻角范围的流动进行了计算,得到的舵水动力与试验结果和他人的计算结果进行比较,在舵未达到失速角前吻合良好,而所确定的舵失速角与最大升力值则均偏小。失速角后舵背流面的流动分离点也能捕捉到。最后分析了雷诺数对舵水动力的影响。 相似文献
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随着海洋技术的方展,以及人类对海洋开发的需求,水下无人装备将会有更广泛的应用场景。水下滑翔机是一种无人水下装备,其利用姿态,重心的调整获得动力,完成水下滑翔运动,能量消耗极小,续航时间长,适合大范围、长时间海洋海底探索工作的需求。本文使用OpenFOAM开源CFD库,对某型水下滑翔机机翼在不同安装位置,不同攻角情况下的水动力性能进行数值模拟,给出了其机翼随着位置攻角变化,水下滑翔机的升阻力变化特性,从而为滑翔机设计提供理论参考。同时本文也对流场信息进行深入分析,从机理上解释水下滑翔机水动力特性随机翼状态改变而发生的变化,在设计工作中能够更好地对水下滑翔机外形及机翼布置进行优化。 相似文献
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本文介绍了一种展弦比为1的环量控制舵翼在零攻角下的水动力性能试验,试验模型是安装有尾缘喷流圆柱的NACA0015截尾方形舵。试验结果表明,随喷流动量系数的增加,升力系数显著上升,为减小阻力,在模型尾缘圆柱上开了一排V形槽,开槽后的模型阻力有不同程度的降低,并用喷流动量系数越大,减阻减大。开槽的另一个效果是使喷流失速推迟。 相似文献
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在空泡水筒内进行水翼模型试验时,水翼模型的水动力性能会受到筒壁的影响。为此,以NACA0009水翼为研究对象,基于Realizable k-ε湍流模型,采用计算流体力学软件STAR-CCM+对二维水翼的水动力性能进行计算。通过将计算结果与模型试验结果相对比,验证该计算方法的准确性。同时,系统地分析不同阻塞系数(λ)下水翼的升力系数(CL)和阻力系数(CD)的变化特点,并给出小攻角下有筒壁效应时,水翼CL的计算公式。研究表明:CL随着λ的增大呈指数形式减小并趋于定值,CD随着λ的增大先减小后增大并趋于定值;当λ≥16.0时,CL和CD不受壁面效应的影响。 相似文献
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为提高无人水下航行器的操纵性和运动控制算法的高效性,对航行器水的动力特性进行分析尤为重要。基于黏性流体理论,采用高效的计算域分区法提高航行器变攻角网格的生成效率,开展不同攻角和航速下的航行器水动力数值预报与分析,定量给出航行器的升阻力、升阻比和俯仰力矩系数随攻角的变化规律,得到航行器上浮和下潜时对应的最优攻角和动压力中心点偏移量,为航行器的运动的姿态控制提供设计和指导依据。分析攻角对航行器压力场、速度场和涡量场的影响规律,为后续优化航行器构型、提高航行器的水动力性能奠定基础。 相似文献
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Mitsuhisa Ikehata Takeshi Inoue Manabu Ozawa Shinya Matsumoto 《Journal of Marine Science and Technology》1997,2(2):62-76
To examine the flow field of a viscous fluid around the trailing edge of a wing with respect to the Kutta condition or the
Joukowski hypothesis, an experimental investigation into the velocity fields around two-dimensional (2D) wings NACA0012 and
NACA4412 was carried out using an X-type hot-wire anemometer in a wind tunnel and the method of colored milk injection in
a circulating water channel. The results of these investigations revealed that the flow of a viscous fluid at the trailing
edge of a 2D wing is tangential to the face on the pressure side, and that the flow is very slow or reversed on the suction
side due to separation when the angle of attack is greater than 7.5°. By flow visualization, a Kármán vortex street was found
in the wake of both wings (NACA0012 and NACA4412) when the angle of attack was 5°. These results show that the ordinary Kutta
condition with respect to the direction of outflow at the trailing edge is not necessarily satisfied in a viscous fluid, but
the Kutta condition with respect to the pressure at the trailing edge is satisfied as usual. Numerical results, which have
been obtained as the solution of Reynolds-averaged Navier-Stokes equations, show good agreement with above-mentioned experimental
results. Therefore, CFD (Computational Fluid Dynamics) simulation has proved to be very effective for studying steady viscous
flow around the trailing edge of a 2D wing. 相似文献
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重点研究了升力鳍升力及转矩与鳍角的非定常水动力特性。通过对鳍升力和转矩的非定常水动力特性试验数据的分析,提出了升力鳍系统的鳍角与升力的换算关系应建立在非定常水动力的基础上。以Theodorsen理论为基础,利用水动力试验数据,修正了基于Theodorsen理论的计算升力系数的公式,提出了修正的升力转矩非定常水动力的数学模型,经实例计算仿真结果与水池试验结果比较,验证了该数学模型的正确性。利用该数学模型直接计算升力,可以省去复杂的、可靠性低、误差大的升力测量装置及复杂的升力计算。该研究也进一步充实了升力鳍非定常水动力特性的理论研究,解决了升力计算的问题。 相似文献
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载人潜水器潜浮运动的模拟 总被引:2,自引:0,他引:2
为了预报中国正在研发的深海载人潜水器的潜浮性能,三自由度的动力学模型被用于仿真它在垂直面内的潜浮运动.作用于潜水器上的水动力系攻角的非线性函数,可用拖曳水池试验加以测定.利用这些试验值,GRNN神经网络方法可以辨识出大攻角范围内的水动力函数.本文通过数值计算结果揭示了其实际的应用. 相似文献
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