韩兆龙
- 作品数：24 被引量：71H指数：5
- 供职机构：上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金上海市自然科学基金上海市国际科技合作基金更多>>
- 相关领域：建筑科学理学动力工程及工程热物理天文地球更多>>
- 尾缘襟翼偏转角对不同翼型的垂直轴风力机气动影响研究被引量：3
- 2022年
- 风能转化率偏低是阻碍垂直轴风力机市场化发展的重要原因.尾缘襟翼的设计能够改变叶片表面的流场结构,从而提高垂直轴风力机的气动性能.目前关于不同翼型垂直轴风力机的气动性能随尾缘襟翼的变化规律尚不明确.基于计算流体动力学方法,采用转捩剪切应力输运湍流模型,对3种不同分离式尾缘襟翼的翼型(NACA0018、NACA0021和NACA0024)叶片的H型垂直轴风力机气动性能进行数值研究.验证算例与已有的实验结果对比,结果吻合较好,证实本方法的可靠性.进一步考虑3种基础翼型与5组襟翼偏转角(-16°、-8°、0°、8°、16°)参数,探究垂直轴风力机的气动性能差异,分析其内在机理.研究结果表明:逆风区正向襟翼偏转角可以有效提高叶片的弯矩系数,顺风区负向襟翼偏转角对叶片的弯矩系数产生有利影响.在负向襟翼偏转角下,风能利用率受偏转影响的程度与翼型厚度呈正相关;在正向襟翼偏转角下,风能利用率受偏转影响的程度与翼型厚度呈负相关.研究成果可以为垂直轴风力机尾缘襟翼的应用提供有效参考.
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- 关键词：垂直轴风力机计算流体动力学翼型气动性能
- 海洋风电场尾流荷载作用下水平轴风力机结构动力响应
- 2025年
- 研究串列布置水平轴双风力机动力响应对保障风力机结构安全至关重要.基于计算流体动力学(CFD)方法,分析处于上游风力机近尾流区的下游风力机尾流场特性,获取双风力机气动荷载时程曲线.进而结合结构动力学与有限元数值方法,分析上、下游风力机结构的风致动力响应特性.研究发现:近尾流区尾流速度亏损显著,导致下游风力机的推力和扭矩分别减少54.94%和91.89%;同时,尾流湍流加剧了下游风力机的气动荷载的周期性波动.气动荷载波动性对下游风力机动力响应影响较小,其整体动力响应较弱,表现为塔顶推力方向的位移减小50.79%.研究成果可为海洋风电场风力机群结构气动响应分析提供技术参考.
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- 关键词：水平轴风力机气动性能动力响应
- 典型形体超高层建筑的风压风场与抗风优化研究被引量：11
- 2019年
- 现代建筑的结构高度日益增加,高层建筑截面形式更加多样。近年来,我国出现了许多新型截面形式的超高层建筑,其风荷载的控制是结构风工程领域的研究重点。针对类矩形截面和圆形截面的超高层建筑,基于计算流体动力学方法和ANSYS/FLUENT软件,数值模拟分析不同截面超高层建筑的表面风压分布规律,不同风向角下典型测点的平均风压系数,开展行人高度处风速的比较分析,研究超高层建筑抗风形体优化。结果表明:在超高层建筑转角处,因气流分离的不连续性而出现负风压最大值;风向角对切角矩形截面超高层建筑的风压分布影响显著,当截面切角正对来风方向时,其风压分布最不利;圆形截面超高层建筑负风压量值较小,且利于满足行人风安全性和风舒适性的要求,具有良好的抗风性能。
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- 关键词：超高层建筑风压分布平均风压系数
- 含三角形翼板箱型浮式防波堤消浪性能分析
- 2025年
- 传统箱型浮式防波堤结构形式简单,安装方便,然而对长波消浪效果有限;为了有效提高这类浮式防波堤的消浪性能,提出了一种带三角形翼板的新型浮式防波堤结构形式。首先,基于黏性不可压缩流体动力学理论,建立了浮式防波堤流固耦合数值计算模型,并与文献数据对比验证了其适用性和可行性;接着在不同波浪要素工况下,数值分析了该新型防波堤的消浪性能,计算结果显示当翼板角度为22.5°时消浪性能达到最优;在此基础上,进一步分析了该角度下箱体不同吃水深度对消浪效果的影响。对涡量场和速度场的分析结果显示:含三角形翼板浮式防波堤不仅通过翼板反射作用减少透过波浪,也通过形成涡流,有效耗散入射波浪能,从而其消浪性能显著优于传统箱型浮式防波堤。所提出的新型防波堤结构形式可为实际工程中消浪应用提供一定的参考。
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- 关键词：浮式防波堤消浪性能计算流体力学流固耦合
- 山区地貌下仿古塔楼建筑的风压风场数值模拟研究
- 仿古塔楼建筑在我国山区较为普遍,其风场绕流由于山地与建筑物之间的遮挡效应会变得异常复杂,因此较难分析。国内外对于山区地貌下仿古塔楼的抗风分析研究较少。本文以山区地貌下的仿古塔楼建筑为研究对象,运用计算流体动力学方法,研究...
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- 关键词：仿古建筑风压分布平均风压系数
- 文献传递
- 三叶片H型垂直轴风力机风振与减振研究被引量：5
- 2021年
- 针对三叶片H型垂直轴风机风振与减振问题,基于计算流体动力学(CFD)方法,采用数值方法模拟获得风机在转动周期内的叶片风压分布.将风压力时程荷载施加于风力机叶片表面,分析风机结构风振响应.在风力机不同位置处分别布置阻尼器,并数值模拟阻尼器耗能减振能力.结果表明:在垂直轴风力机主轴与支杆连接处布置阻尼器可降低结构位移响应,总位移最大降幅达44%.阻尼器位置与结构位移降低率密切相关,在近风机叶片顶端连杆处布置阻尼器,结构最大位移发生在风机叶片底端.在近风机叶片底端连杆处布置阻尼器,最大位移则发生在风机叶片顶端,下降达40.7%.研究成果可为垂直轴风力机减振研究提供技术参考.
- 杨梦姚毛璐璐韩兆龙周岱周岱曹宇
- 关键词：垂直轴风力机计算流体动力学风压分布减振
- 结构损伤识别的改进广义柔度矩阵灵敏度方法
- 2025年
- 提出一种改进的广义柔度矩阵灵敏度方法用于结构的损伤识别.首先,在原有方法基础上增加广义柔度矩阵关于损伤系数的高阶灵敏度项,提高损伤识别结果的精度.然后,在求解损伤识别方程时,考虑损伤识别的物理意义,通过增加损伤系数的约束条件,将损伤识别方程转换为最优化问题,并采用序列二次规划算法进行求解,避免出现负损伤系数的情况.最后,采用一个空间桁架结构有限元模型数值算例和一个7层的框架结构模型试验,验证所提方法的有效性和优越性.结果表明,所提方法与原方法相比能更精确地定位损伤位置,识别损伤程度,且适用于大损伤的情形.
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- 关键词：损伤识别模态灵敏度
- 基于BESO算法的高桩承台式水平轴风力机支撑结构优化被引量：1
- 2023年
- 研究大型水平轴风力机塔筒的合理支撑结构形式对风力发电结构系统安全至关重要.针对高桩承台式水平轴风力机,基于反比例型删除率的双向渐进结构优化(BESO)算法,拓扑优化风力机塔筒结构,根据计算流体动力学方法和桩土相互作用原理,建立考虑桩土作用的风力机结构风致动力响应数值模型,比较分析优化前后风力机结构动力响应特性,验证结构优化方法的可靠性.经拓扑优化得到新的高桩承台水平轴风力机支撑结构,相较于初始结构,优化后的支撑结构风致动力响应显著降低,成果可为高桩承台式水平轴风力机支撑结构设计优化提供技术参考.
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- 关键词：水平轴风力机风致动力响应
- 基于流体有限元法与大涡模拟技术的建筑风场与风效应分析
- 2013年
- 把流线迎风Petrov-Galerkin(SUPG)稳定化方法和三步方法与动态亚格子模型相结合,建立了一种基于任意拉格朗日-欧拉描述、可用于结构周围风场特性和风压分布分析的动态亚格子大涡模拟方法,基于该方法并运用分区交替求解算法分析流固耦合相互作用问题。对流场的空间离散,采用速度和压力的同阶插值函数;对流场的时间离散,运用具有二阶精度的三步格式稳定化有限元方法。利用Newmark逐步积分方法计算结构域,运用弹簧近似法进行网格域网格更新。对结构风效应和结构周围三维风场绕流及其特性进行了数值模拟,归纳总结了结构风效应和三维风场绕流的一些规律。结果表明:就网壳算例而言,考虑流固耦合模型效应后可以得到更高的风压系数。
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- 关键词：风场风效应大涡模拟流固耦合
- 基于WRF-LES模式的大气边界层近地风场精细化模拟研究
- 2024年
- 台风等极端气象灾害对工程结构安全造成严重威胁,研究近地面大气边界层精细化模拟对于土木工程具有重要应用价值.数值天气预报系统(WRF)中的大涡模拟(LES)模块具有参数方案多、精度高等优点,适用于近地面风场精细化模拟,但数值天气预报-大涡模拟(WRF-LES)精细化模拟效果与参数设置密切相关.寻求适用于精细化模拟近地面风场的参数设置,选用WRF-LES模式中的几种次网格模型和空间差分格式,采用较细密的网格分辨率,进行理想大气边界层模拟.对比平均风速剖面、湍流强度剖面和功率谱等风场特性,讨论关键参数对近地面风场模拟精度的影响,确定合适的参数设置.研究表明:对次网格模型,非线性回波散射和各向异性(NBA1)模型可有效改善近地面风场模拟精度;对网格方案,在计算域底部不均匀加密垂直网格可更好地描述近地面风场空间分布特征,有效减小计算资源;对空间差分格式,偶数阶差分相较奇数阶差分格式可捕获更小尺度湍流结构.所提出的WRF-LES模式参数方案,可为精细化模拟近地面风场和台风边界层提供技术参考.
- 刘达琳陶韬曹勇周岱韩兆龙
