落石冲击作用下柔性被动防护系统结构的动力响应分析

柔性被动防护系统是防治落石灾害常见的方式之一.以被动防护系统为研究对象,将落石简化为刚性球体,通过ANSYS/LS-DYNA有限元软件对落石冲击作用下的柔性被动防护系统的位移、冲击力和能量进行了研究,模拟了不同形状和冲击角度下的落石冲击荷载对柔性被动防护系统结构的动力响应.分析结果显示:在冲击角度不变时,落石形状为球形时冲击柔性被动防护系统的位移和冲击力最大,其值为2.87m、1.61×106N,在冲击落石形状相同时角度越小位移、冲击力越大,数值模拟球形落石比片状落石、立方体落石得到的位移、冲击力、能量大,这对于设计柔性防护结构来说比较保守.     

轴流泵叶片的水动力性能研究

根据叶片绕流理论,用保角变换和级数展开的方法推导出由变换系数表示的叶片表面的速度分布,给出了轴流泵可调叶片的水动力矩数学模型及可靠性分析。最后,对某泵可调叶片的水动力矩进行了计算。研究表明,方法是可靠的,结果令人满意。     

水平轴潮流能桨叶水动力性能实验系统设计

在分析现有水平轴潮流能发电水轮机设计特点的基础上,设计了1kw水平轴潮流能捕获桨叶水动力性能实验系统。该实验系统由造流子系统、潮流能捕获子系统、传动子系统、测控子系统和负载组成。该系统可模拟2m/s以下潮流,能实现不同尖速比、桨叶安装角、桨叶翼型等多种水动力性能测试研究。该系统应用了无线airMAX技术,能够无线远程控制和数据采集,实现了整个系统的流程化管理和监控。在1.5m/s模拟潮流下,利用该系统对桨叶的捕能效率进行测试,测试表明系统运行稳定、工作可靠、控制方便。该实验系统奠定了桨叶翼型设计、验证桨叶性能等方面的基础。     

基于CFD方法的扭曲舵非定常水动力性能研究

应用CFD方法,结合RNGk-ε湍流模型,利用非定常滑移网格方法,对常规舵和扭曲舵在桨舵干扰情况下的水动力性能进行了计算:通过计算进速系数分别为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8情况下的螺旋桨的推力曲线和舵的阻力曲线,得出结论,普通舵和扭曲舵对螺旋桨的影响差别不大,但扭曲舵能够有效地减少自身阻力,从而增加推进系统的效率,起到节能的作用。由普通舵和扭曲舵在桨后的受力分布可知,扭曲舵的外形变化减小了来流攻角,使舵表面没有负压区,在空化方面要优于普通舵。     

基于CFD方法的桨舵干扰非定常水动力性能研究

基于CFD方法,结合标准k-ε湍流模型,利用非定常滑移网格方法预报敞水螺旋桨和桨舵干扰的水动力性能。通过计算得出不同进速下螺旋桨和舵的推力曲线,并进行比较,从中找出一定的规律;同时给出舵表面的压力分布图、桨舵干扰情况下的尾涡图和敞水情况下舵的尾涡图。结果表明,在有舵干扰时螺旋桨在均匀来流情况下产生的推力呈周期性分布,桨舵之间的干扰随进速的增加而逐渐增大。