直流条件下厘米级间隙流注特性数值仿真及实验研究
基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究共3篇
基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究共3篇基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究1随着环保意识的增强和可再生能源的广泛应用，风力发电成为了备受关注的一种清洁能源。
在风力发电机的设计和研发过程中，对其流场特性的研究至关重要。
FLUENT作为一种基于CFD （计算流体力学）的软件，可以用来模拟风力发电机的流场，对其性能进行评估、优化与改进。
风力发电机是一种将风能转换为电能的设备，其主要结构由叶片、轮毂、塔架、发电机等组成。
在风能的作用下，叶片旋转，带动轮毂旋转，进而带动发电机发电。
因此，叶片的aerodynamic design 对风力发电的效率至关重要。
基于FLUENT的流场仿真可以模拟风力发电机的空气流动情况，包括空气流速、压力分布、湍流情况等。
通过分析仿真结果，可以优化叶片的 aerodynamic design，提高风力发电机的效率和输出能力。
风力发电机在不同的气候条件和地形条件下的效果不同。
通过FLUENT的流场仿真，可以对不同环境条件下的风力发电机进行模拟和测试。
同时，在风力发电机的设计过程中，FLUENT可以用来预测其性能参数，包括功率、转速、风速等。
通过不断调整和优化设计方案，可以取得更好的性能表现。
除了叶片设计和性能预测，FLUENT还可以用来研究风力发电机与周围环境的相互影响。
在实际应用中，风力发电机一般建设在开阔的地区，因此其周围环境可能会对其性能产生影响。
比如在高低起伏的地形中，风力发电机的性能可能因叶片在不同高度处风阻不同而受到影响。
通过FLUENT的流场仿真，可以对不同地形条件下的风力发电机进行模拟，了解其周围环境对其性能的影响，进而制定相应的优化措施。
总之，基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究可以为风力发电的设计和开发提供重要的支持和指导。
通过精确的流场模拟和优化，可以使风力发电机的性能得到最大化的提高，为可再生能源的推广和利用做出贡献基于FLUENT的风力发电机流场仿真研究是提高风力发电机性能的有效途径。
低气压下的直流电弧特性
低气压下的直流电弧特性张志劲,蒋兴良,胡建林,孙才新(重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,重庆400044)摘 要:低气压下绝缘子污闪放电过程中局部电弧存在飘离绝缘子表面形成空气间隙电弧的现象。
为研究低气压下沿面电弧和空气间隙电弧特性并确定二者的差异,利用三角形玻璃平板和铜球电极在人工气候室分别测试了低气压沿面直流电弧和空气间隙直流电弧特性。
结果表明:随着气压降低,沿面直流电弧和空气间隙直流电弧的E -I 特性明显下降;同等条件下,单位长度沿面直流电弧电压高于单位长度空气间隙直流电弧电压;泄漏电流为0.1～0.5A 时,空气间隙直流电弧和沿面直流电弧的E -I 特性均可按幂指数或线性表示;空气间隙直流电弧特性受气压的影响程度较沿面直流电弧特性大。
研究结果为进一步揭示低气压下绝缘子串直流污闪放电机理打下了基础。
关键词:沿面电弧;空气间隙电弧;泄漏电流;直流;伏安特性;低气压中图分类号:T M 852文献标志码:A文章编号:1003-6520(2009)04-0790-06基金资助项目:国家重点基础研究发展计划(973)(2009C B724503);重庆大学青年骨干教师创新能力培育基金。
Project S upported by National Basic Research Program of China (973)(2009CB724503),Fou ndation of Chongqing University .Characteristic of DC Arc Under Low Air PressureZH ANG Zhi -jin ,JIANG Xing -liang ,H U Jian -lin ,S UN Cai -x in (S tate Key Labo rato ry of Pow er T ransmissio n Equipment &System Security and New Technology ,Chongqing U niversity ,Chongqing 400044,China )A bstract :T he pa rtial arc may derive fro m the surface o f po lluted insula to r string and form the air g ap arc dur ing the po llution fla shov er pr ocess at low air pressure .U sing the tria ng le glass plate a nd copper sphere electro de separa tely ,the air g ap dc ar c characteristic and surface dc a rc perfo rmance under lo w air pre ssure were tested in the ar tificial cli -ma te chambe r to confirm the difference between them .T he experimental results show that :the cur ve o f E -I charac -te ristic o f air g ap dc a rc and surface dc ar c may turn dow n under low er air pressure ,the v oltage of sur face dc arc pe r length is hig her than that of air ga p dc ar c per le ng th a t the same conditio ns ,the E -I characteristic o f air g ap dc a rc and surface dc arc can be described as pow er functio n o r linear func tion when the leakage cur rent is in the range o f 0.1～0.5A ,and the influence of air pressure o n air g ap dc a rc characteristic is mo re obvious than that of surface dc arc .These results ca n offer a theo retical basis for deeply inve stigating dc po llution flashove r mechanism of insulato r string unde r lo w air pressure .Key words :surface ar c ;air gap arc ;leakage current ;DC ;vo ltag e -cur rent cha racteristic ;lo w air pressure0 引言近年来,低气压下污秽绝缘子闪络电压降低的现象引起人们的高度重视。
压水堆主泵飞轮周围间隙流中泰勒涡传热特性的数值研究
原
子
能
科
学
技
术
Ｖｏ １ ．４ ８， Ｎ Ｏ． ３
Ｍａ ｒ ．２ Ｏｌ ４
Ａｔ ｏ ｍｉ ｃ Ｅｎｅ ｒ ｇ ｙ Ｓｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ａ ｎｄ Ｔｅ ｃ ｈｎｏ ｌ ｏ ｇｙ
压 水 堆 主 泵 飞 轮 周 围 间 隙 流 中 泰 勒 涡传 热 特 性 的数 值 研 究
Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｊ ｉ ａ ｏ Ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ２ ４ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｃｏ ｏ ｌ ａ ｎ ｔ ｉ ｓ ｆ ｉ ｌ ｌ ｅ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｐ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｕ ｐ ｐ ｅ ｒ ｆ ｌ ｙ ｗｈ ｅ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ．
本文研究飞轮间隙中湍流泰勒涡的传热特性为主泵飞轮及周围承力部件的温度场计算和强度考核提供基础泰勒涡特征概述当流体处于两个以不同速度旋转的同心圆柱之间时圆柱壁面上的流体随壁面作无滑移运动圆柱间隙中的流体作简单的环状剪切运由于离心力的存在外壁处的流体压力大于内壁流体压力差与离心力相平衡
第４ ８ 卷 第３ 期
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ７ ５ ３ ８ ／ ｙ ｚ ｋ ． ２ ０１ ４ ． ４ ８ ． ０ ３ ． ０ ４ ４ １
Ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ Ｔａ ｙ ｌ ｏ ｒ Ｖｏ ｒ ｔ ｉ ｃ ｅ ｓ ’Ｈ ｅ ａ ｔ Ｔｒ ａ ｎｓ ｆ ｅ ｒ Ｅｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ Ｇａ ｐ Ｆｌ ｏ ｗ Ａｒ ｏ ｕ ｎｄ Ｕｐ ｐ ｅ ｒ Ｆｌ ｙ ｗｈｅ ｅ ｌ ｉ ｎ Ｍａ ｉ ｎ Ｐｕ ｍｐ ｏ ｆ Ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｒｅ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ
4、气隙的击穿特性
见397、398页的击穿电压表 （注意：当球间距离大于0.5D时，不是线性关系）
3、极不均匀电场的击穿电压
a、直流电压下的击穿电压 显著特征：极性效应
平均击穿场强：
正极性棒-板间隙：4.5kV/cm 负极性棒-板间隙：10kV/cm 正极性棒-棒间隙：4.8kV/cm 负极性棒-板间隙：5.0kV/cm （略微不对称）
b、极间障的采用
３、增高气压（巴申定律的应用）
提高气压可以减小电子的平均自由行程，削弱电离过程， 从而提高气体的电气强度。 例如，大气压力下空气的电气强度仅约为变压器油的1 ／5～1／8，而提高压力至1一1.5MPa后，空气的电 气强度就和一般的液、固态绝缘材料如变压器油、电瓷、 云母等的电气强度相接近了。 压缩空气绝缘及其它压缩气体绝缘近年来在一些电气设 备(如高压空气断路器、高压标准电容器等)中已得到采 用。采用压缩气体的缺点是对设备容器的机械强度及密 封等方面的要求提高了，从而增加了制造成本。
对高电气强度气体的要求： 1．液化温度要低，采用高电气强度气体时，常常同时提 高压力，以便更大程度的提高间隙的击穿电压，缩小设备 的体积和重量。所以这些气体的液化温度要低，以便在较 低的运行温度下，还能施加相当的压力。 2．应具有良好的化学稳定性，不易腐蚀设备中的其它材 料，无毒，不会爆炸，不易燃烧，即使在放电过程中也不 易分解等。 3．经济上应当合理，价格便宜，能大量供应。
Tf 250s 20% Tt 2500s 60%
2.放电时延 t L t S t f
统计时延 t s ：从电压达到 U 0 的瞬时起 到气隙出现第一个有效电子止
放电发展时间 t f ：从形成第一个有效电 子的瞬时起到到气息完全击穿止 间隙中出现一个能引起电离过程并最终导致击穿
直流低速风洞收缩段的数值模拟研究
直流低速风洞收缩段的数值模拟研究李海燕;王毅【摘要】采用商用软件FLUENT对双三次曲线和维辛斯基曲线这两种收缩段曲线进行了数值模拟,旨在通过仿真结果为低速风洞收缩段的设计选择一种较为合适的曲线.从流函数、静压、速度图中可以看见,收缩段曲线采用双三次曲线时各截面参数均匀,可以达到很好的收敛效果,通过本次数值模拟计算可为低速直流风洞的设计及优化提供了重要的依据.【期刊名称】《计测技术》【年(卷),期】2012(032)001【总页数】4页(P19-21,25)【关键词】风洞;收缩段;数值模拟;收缩曲线【作者】李海燕;王毅【作者单位】中航工业北京长城计量测试技术研究所,北京 100095;中航工业北京长城计量测试技术研究所,北京 100095【正文语种】中文【中图分类】TB937;V211.74;V211.750 引言风洞是一种专门设计的空气试验装置，它用动力装置在其试验段内造成可调节速度的气体流，以进行各种类型的空气动力学试验研究。
风洞试验一直在空气动力学研究和飞行器气动设计中占有重要的位置。
在飞行器的研制和发展中，很多气动布局的新技术都是在大量的风洞试验中取得的。
即使在计算机硬件技术发展日新月异、计算流体力学日益完善的今天，特别是多物理场耦合的情况下[1－3]，风洞试验在获得原始数据、观察试验现象以及试验验证中依然起着不可替代的作用。
我们通常把马赫数小于0.3的风洞称为低速风洞。
直流低速风洞主要包括稳定段 (稳定段内还安装蜂窝器和阻尼网)、收缩段、试验段、扩散段和动力段等几部分。
随着试验空气动力学的发展，提高风洞气流品质也愈来愈受到重视，对于风洞的收缩段的优化设计备受关注。
收缩段是风洞洞体的重要部分，其作用是均匀加速气流，要求段内流动连续，在洞壁上避免分离，出口气流速度分布均匀且稳定。
因此它的结构形式和加工质量对保证试验段气流均匀度、控制流场紊流度和附面层厚度起着至关重要的作用。
上海大学的李强等[4]以及空气动力研究基地的刘政崇等[5]在相关研究中都详细地介绍了不同的收缩段曲线对收缩段内流场的影响。
气体间隙的击穿
颗粒的大小和分布对击穿电压有显著 影响。大而密集的颗粒会导致局部电 场增强，从而降低整体的击穿电压。
04
气体间隙击穿的预防与控制
提高气体纯度与压力
总结词
提高气体纯度与压力可以有效降低气体间隙的击穿概率。
详细描述
气体纯度越高，气体间隙中的杂质和污染物就越少，从而降低了气体间隙的击穿概率。同时，提高气体的压力也 可以增加气体分子的密度，进一步降低击穿的可能性。
击穿过程具有瞬时性、随机性和复杂 性，与气体压力、温度、气体类型、 电极形状和电压波形等因素有关。
气体间隙击穿的物理过程
电场增强
在强电场的作用下，气体分子中 的电子被激发，形成传导电流。
电离与雪崩效应
随着电场的增强，气体分子中的 电子被加速并获得足够的能量， 与气体分子碰撞产生电离，形成 更多的电子和正离子，导致电流
迅速增加。
放电通道的形成
当电流达到一定阈值时，放电通 道形成，气体间隙由绝缘状态变
为导电状态。
气体间隙击穿的应用领域
01
02
03
高压设备
气体间隙击穿在高压设备 中有着广泛的应用，如高 压变压器、断路器、绝缘 子等。
电子设备
气体间隙击穿在电子设备 中也有着重要的应用，如 电容器、电子管、晶体管 等。
水平和击穿阈值。
详细描述
新型气体介质如氩气、氦气等惰性气体，以及混合气体如SF6、CF4等，由于其高电负 性和不活泼的化学性质，具有很好的绝缘性能和耐电弧侵蚀能力。这些新型气体介质在 高压电气设备中广泛应用，如GIS、变压器、断路器等，以提高设备的绝缘水平和运行
可靠性。
高电压气体间隙的击穿特性研究
在高温下，气体分子 会吸收热量并获得足 够的能量，从而发生 热电离。
雨滴对棒板间短空气间隙直流和交流放电的影响分析
雨滴对棒板间短空气间隙直流和交流放电的影响分析作者：许芝龙来源：《中国新通信》 2017年第21期【摘要】为了研究雨滴对棒板间短空气间隙直流和交流放电的影响，本文通过雨滴对棒板间段空气间隙直流和交流的放电特性进行分析，深入探讨了温度、湿度、雨水电导率以及降雨的强度等因素对棒板间短空气间隙直流和交流放电电压的影响规律和机理。
为降雨比较频繁的地方的电力网络建设提供一定的理论支持，以期降低电气设备在运输电的时候发生故障的几率和提高整个电网的运行安全系数。
【关键词】棒板间短空气间隙直流和交流放电特性雨水导电率前言随着人们对电力的需求以及电网行业的迅速发展，对输电线路承受的电压和电气设备的承受能力的要求越来越高。
近几年来，我国受太平洋气流的影响，大部分地区出现频繁的降雨，降雨量也比较大，西北地区的气候更为恶劣。
同时我国对西部地区大力发展，穿过西北地区的电线线路越来越多，事故也发生比较频繁，严重影响了人们的正常生活以及整个电网网络的可靠性和安全性。
截止目前，江苏、重庆、湖北、广东等地区在遭受狂风大雨天气的影响下，高电压线路发生频繁的跳闸现象屡见不鲜。
目前大批的科研工作者通过科学研究发现，雨滴对电气设备有重大影响，由于雨滴容易在电气设备上形成水柱，这就使得绝缘间隙的距离被缩短了一部分，很容易导致绝缘的两部分产生放电现象。
然而，我国对降雨条件下雨滴对棒板间短空气间隙在直流和交流放电下的特性和机理方面的研究还颇为甚少。
因此对雨滴对棒板间短空气间隙的直流和交流的放电特性的影响的研究很重要。
一、影响空气间隙放电电压的主要因素分析1.1 电场情况我们把电场的情况分为三种: 均匀电场、稍不均匀电场、极不均匀电池。
均匀电场中的击穿电压与电压极性无关，直流、交流击穿电压（峰值）以及50% 的冲击电压都相同，分散性较小，其表达式为：。
稍不均匀电场中的击穿电压，不能形成稳定的电晕放电，当电场不对称时，有不是很明显的极性效应，直流、工频下的击穿电压以及50% 的冲击击穿电压相同，分散性不大，击穿电压和电场均匀程度关系很大，电场越均匀，间隙距离下的击穿电压就越高。
地铁车辆风道系统CFD数值模拟优化与试验验证
地铁车辆风道系统CFD数值模拟优化与试验验证
袁博;张杰;张永利
【期刊名称】《电力机车与城轨车辆》
【年(卷),期】2017(40)5
【摘要】文章以某地铁车辆风道系统为研究对象,利用数值计算的方法,使用
CFD(计算流体动力学)专业软件Fluent Airpak 3.0,对风道建模研究、内部空气流动特性、均匀性设计和结构优化进行仿真分析,再采用空调机组与风道系统匹配试验验证的方式确认分析的准确性。
研究表明,使用CFD数值模拟的方法分析地铁车辆风道系统,优化其风道气流组织形式是切实可行的。
数值模拟的方法同时为缩短优化设计风道而开展的实验所需的时间提供支持。
本研究结果为地铁空调风道系统的设计提供了参考依据。
【总页数】4页(P10-13)
【作者】袁博;张杰;张永利
【作者单位】中车青岛四方机车车辆股份有限公司;山东朗进科技股份有限公司【正文语种】中文
【中图分类】U270.383
【相关文献】
1.基于CFD模拟的空调柜机室内机风道系统的优化
2.基于 CFD 的汽车水泵数值模拟与试验验证
3.SCR系统优化运行数值模拟研究及试验验证
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境试验室热环境影响的数值模拟和试验验证5.风道结构对冷藏柜热环境影响的数值模拟与试验验证
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直流条件下厘米级间隙流注特性数值仿真及实验研究
由于流注放电是一个在时间与空间上都剧烈变化的暂态过程,其时间尺度为
纳秒级,时至今日,即使借助于ICCD超高速照相机,仍没有足够的实验手段完整
记录流注发展的整个过程；流注通道内部的参数,例如净电荷密度、电场分布,
仍无法用实验手段完全确定。本文以直流条件下厘米级短间隙流注放电为研究对
象,采用物理建模和数值仿真的方法,针对流注放电的起始和发展两个过程,对其
放电特性开展深入细致的研究。
针对流注放电的流注起始和流注发展过程,分别建立了光电离电子崩-流注
转化模型和流注发展流体动力学模型。基于时域有限差分方法建立圆柱坐标系下
空间电场求解方法,并通过引入红黑排序并行计算提高了空间电场的求解效率。
利用光电离电子崩-流注转化模型,开展不同间隙长度均匀场流注起始特性
仿真分析。同时提出二维圆柱坐标系下FD-FCT算法,实现均匀场流注发展流体动
力学模型求解。
开展短间隙流注放电仿真研究,获得了流注空间带电粒子分布、空间电场分
布、流注通道半径,流注发展速度及流注放电电流等微观物理量的变化特性。同
时研究了流注放电仿真初始条件及背景电场对流注放电物理特性的影响。
提出了一个准一维流注发展等效数值模型,实现了不均匀场中流注发展仿真,
从而克服了二维不均匀场流注仿真求解中数值求解复杂及很难收敛的不足。基于
该流注发展等效模型,对典型的棒-板间隙中正流注发展微观物理过程进行研究,
获得空间电场、电势、电荷密度分布及流注发展速度等重要微观物理量的变化特
性。
同时讨论了等效模型中流注通道外形对流注放电物理特性的影响,确定了合
理选择流注通道外形的原则。并针对负流注放电的特点,特别考虑了正离子撞击
阴极表面产生二次电子发射的物理过程,深入分析了负流注特里切尔脉冲放电过
程中的三个阶段：电子崩阶段,等离子体形成阶段以及负离子消散过程的放电物
理过程。
并提出负离子对棒电极头部电场的周期性的削弱在特里切尔脉冲的形成及
发展中起着重要作用。提出了湿度计算模型,开展湿度对均匀场和不均匀场流注
起始及流注发展过程的微观物理特性影响研究。
研究表明湿度对均匀场及不均匀场的流注起始电压影响很小,可忽略不计。
随着湿度的增加,电子的附着和复合作用增强,降低了空间有效电离作用,从而使
正流注头部电荷密度及流注通道内的等离子体密度降低了,减弱了流注头部场强,
增大了流注通道的平均场强。
特里切尔脉冲电流幅值随着空气湿度的增加而减小,频率随着空气湿度的增
加而降低。设计研制了用于测量流注放电电流的高电位电流测量系统；建立了厘
米级间隙放电综合同步观测平台,结合高电位电流采集和高速摄影技术,研究不
同电极结构及间隙距离条件下空气间隙放电特性,并与本文提出的流注放电光电
离电子崩-流注转化模型和流注发展流体动力学模型的仿真结果进行对比,验证
本文提出的流注起始及发展物理模型的合理性。