[發(fā)明專利]一種基于粘性剪切消耗的風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)方法及存儲(chǔ)介質(zhì)在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202310580201.2 | 申請(qǐng)日： | 2023-05-22 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN116541991A | 公開(kāi)（公告）日： | 2023-08-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張純;韓煜航;馮鐵玲;吳家榮;張一帆;李紅智 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 西安熱工研究院有限公司 |
| 主分類號(hào)： | G06F30/17 | 分類號(hào)： | G06F30/17;G06F30/20;G06F119/08;G06F119/14;G06F113/08;G06F113/06;G06F111/10 |
| 代理公司： | 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201 | 代理人： | 辛誠(chéng) |
| 地址： | 710032 陜*** | 國(guó)省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 粘性 剪切 消耗 風(fēng)力機(jī) 葉片 設(shè)計(jì) 方法 存儲(chǔ) 介質(zhì) | ||
1.一種基于粘性剪切消耗的風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括：
獲取風(fēng)力機(jī)葉片外形尺寸，基于所述風(fēng)力機(jī)葉片外形尺寸構(gòu)建風(fēng)力機(jī)葉片流場(chǎng)；
基于所述風(fēng)力機(jī)葉片流場(chǎng)，構(gòu)建粘性剪切耗散模型；
利用所述粘性剪切耗散模型，計(jì)算時(shí)均速度能量耗散，速度脈動(dòng)湍流耗散和壁面摩擦的能量耗散；
基于所述時(shí)均速度能量耗散、所述速度脈動(dòng)湍流耗散和所述壁面摩擦的能量耗散，計(jì)算得總粘性剪切耗散；
基于所述總粘性剪切耗散，構(gòu)建粘性耗散分布圖，基于所述粘性耗散分布圖對(duì)所述風(fēng)力機(jī)葉片形狀進(jìn)行優(yōu)化，得到風(fēng)力機(jī)葉片優(yōu)化尺寸數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于粘性剪切消耗的風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述構(gòu)建粘性剪切耗散模型計(jì)算公式為：
ΔS＝∫VsvadV+∫VSvfdV+∫ASv,walldA
其中，∫VSvadV為時(shí)均速度能量耗散，∫VSvfdV為速度脈動(dòng)湍流耗散，∫ASv,walldA為壁面摩擦的能量耗散，ΔS為總熵產(chǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的基于粘性剪切消耗的風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述時(shí)均速度能量耗散計(jì)算公式為：
其中，Sva為時(shí)均速度能量耗散，T為溫度，μmix為動(dòng)力粘度系數(shù)，分別代表直角坐標(biāo)系下x，y，z三個(gè)方向的時(shí)均速度。
4.如權(quán)利要求2所述的基于粘性剪切消耗的風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述速度脈動(dòng)湍流耗散計(jì)算公式為：
其中，Svf為速度脈動(dòng)湍流耗散，ε為湍流耗散率。
5.如權(quán)利要求1所述的基于粘性剪切消耗的風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述壁面摩擦的能量耗散計(jì)算公式為：
其中，Sv.wall為壁面摩擦的能量耗散，τwall為壁面剪切應(yīng)力，uwall為近壁面的時(shí)均速度。
6.如權(quán)利要求1所述的基于粘性剪切消耗的風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述基于所述粘性耗散分布圖對(duì)所述風(fēng)力機(jī)葉片形狀進(jìn)行優(yōu)化，得到風(fēng)力機(jī)葉片優(yōu)化尺寸數(shù)據(jù)包括：
基于熱力學(xué)第二定律，通過(guò)粘性剪切耗散分析方法，得到能量耗散的具體位置和大小，利用所述粘性耗散分布圖，進(jìn)行粘性剪切分析，基于葉片不同位置附近的粘性剪切耗散值，對(duì)所述粘性剪切耗散值高于正常值得位置進(jìn)行優(yōu)化處理，得到風(fēng)力機(jī)葉片優(yōu)化尺寸數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求1所述的基于粘性剪切消耗的風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述獲取風(fēng)力機(jī)葉片外形尺寸，基于所述風(fēng)力機(jī)葉片外形尺寸構(gòu)建風(fēng)力機(jī)葉片流場(chǎng)包括：
獲取風(fēng)力機(jī)葉片外形尺寸，并基于所述風(fēng)力機(jī)葉片外形尺寸建立固定計(jì)算域；
基于所述固定計(jì)算域確立轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)算域；
利用四面體網(wǎng)格和六面體網(wǎng)格為主結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，構(gòu)建計(jì)算網(wǎng)格；
基于所述固定計(jì)算域、所述轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)算域和所述計(jì)算網(wǎng)格構(gòu)建風(fēng)力機(jī)葉片流場(chǎng)。
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