第三个实验是使用热线风速计或恒温风速计测量风速和湍流百分比。该装置有一根细金属线,在一定温度下用电加热,流动的空气会冷却金属线,因为附近有辐射热损失。金属线的冷却会导致其电阻发生变化,因此使用这种关系、每种金属的特性以及用于保持金属线处于恒定温度的电压,可以计算出风速。请注意,风速计提供的信息只是速度模量而不是方向,因此当在湍流区进行测量时,给出的值可能不反映这一点的实际情况。
流体特性和流量特性 - 静态和动态压力;流体流的类型 - 层流,过渡和湍流,粘性和无粘性;质量连续性,能量方程,动量(Euler和Navier-Stokes)方程及其应用;剪切边界流 - 边界层,管流;自由剪切流 - 喷气机,唤醒,混合层;外部和内部不可压缩和可压缩流;空气动力 - 升力,阻力 - 压力,皮肤摩擦,诱发拖动;空气动力学轴系统和力矩;连接和分离的流量,压力系数,攻击角度;地面汽车空气动力学:地面效应,人体通道,扩散剂,扰流板,其他典型的空气动力学案例,来自现实生活中的案例研究;推进系统 - 螺旋桨,涡轮喷气机,涡轮扇,公羊和板球杆;可再生能源的机器 - 风力涡轮机,波浪机和潮汐力;计算流体动力学(CFD)应用于内部和外部流,均用于不可压缩和可压缩流。
莱特兄弟在二十世纪的第一个十年发明了第一架实用飞机。与此同时,航空工程作为一门令人振奋的、新颖而独特的学科兴起。早在 1914 年,密歇根大学和麻省理工学院就开设了航空工程大学课程。密歇根大学是第一所于 1916 年建立航空系并授予四年制学位的大学;到 1926 年,已有一百多名学生毕业。航空工程各个领域对实质性教科书的需求变得至关重要。为了满足这一需求,麦格劳-希尔成为首批出版航空工程教科书的出版商之一,最早出版的是奥托里诺·波米利奥 (Ottorino Pomilio) 于 1919 年出版的《飞机设计和建造》以及爱德华·P·华纳 (Edward P. Warner) 于 1927 年出版的经典权威教科书《飞机设计:空气动力学》。华纳的教科书是航空工程教科书的分水岭。从那时起,麦格劳-希尔就成为了历史悠久的航空工程书籍出版商。随着二战后高速飞行的出现以及 1957 年的太空计划,航空航天工程达到了新的高度。然而,在 1970 年代航空航天工程经历转型时出现了一个中断,近十年内几乎没有人出版该领域的新书。麦格劳-希尔公司凭借其总工程编辑 BJ Clark 的远见打破了这一中断。Clark 推动了 John Anderson 的《飞行导论》的出版。《飞行导论》首次出版于 1978 年,现已出到第 8 版。Clark 的大胆决定让麦格劳-希尔公司抓住了航空航天工程领域新一轮学生和活动的浪潮,为该领域的新教科书的出版打开了闸门。1988 年,麦格劳-希尔公司正式推出航空航天工程系列丛书,汇集该领域现有的所有教材,并征集新的稿件。笔者很自豪能担任这一系列丛书的顾问编辑,并为其中部分书目作出了贡献。该系列丛书从 1988 年的 8 本开始,现在已包含 24 本,涵盖了该领域的广泛学科。由此,麦格劳-希尔继续延续其自 1919 年以来作为航空航天工程领域重要教科书首要出版商的传统。
人工智能在风能系统中的应用改变了风力涡轮机和风力发电场的设计、运行和管理,提高了风力涡轮机和风力发电场的效率、弹性和可行性。本文探讨了人工智能驱动技术对风能各个方面的变革性影响,重点关注五个关键领域:两个主要领域:在涡轮机工程中,流体动力学和叶片设计等先进概念;在计算机科学中,主要组成部分包括用于涡轮机性能评估、涡轮机实时监控以及维护和风力发电场优化的机器学习。在提高涡轮机叶片设计和功能效率的具体应用中,人工智能仍然很有用,因为机器学习用于创造新的、更高效和更持久的叶片,而动态实时监控系统用于根据外部条件进行调整。基于人工智能的预测性维护能够在机械问题出现之前识别它们,从而减少机器停运的时间和运营费用。此外,人工智能还可以增强风力发电场的设计、尾流控制和负载平衡,以提高风力发电效率。它允许更有效地将能源引入更大的电网并进行水合,从而稳定地增加可再生能源的可用性。基于本文,人工智能的未来仍然体现在未来风能系统的增强中,从而保证能源解决方案的可持续能源、效率和成本效益,以实现整体能源转型。
下压力可用于增加车辆转弯时轮胎的侧向力极限和车辆减速时的制动力极限。空气阻力是决定车辆加速性能的重要因素。前后下压力平衡也有助于车辆稳定性。空气动力学开发的目的是考虑这三个要素之间的平衡,最大化下压力或升阻比。在开发过程中,使用 50% 比例模型在风洞试验中优化车辆形状,然后使用全尺寸风洞试验验证效果。使用 CFD 和粒子图像测速 (PIV) 同时分析气动现象有助于模型比例风洞的开发以有效的方式向前推进。在一定程度上,使用 CFD 定量评估气动载荷也成为可能,使其成为能够支持部分优化过程的工具。作为风洞试验和赛道上实际行驶的车辆之间的桥梁,CFD 的重要性也在日益增加。例如,使用CFD再现轮胎因侧向力而变形时的气流,而这在风洞中用实车是无法再现的,因此对在赛道上行驶的车辆周围的气流有了新的认识。其中一部分认识已在风洞试验中得到验证。
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下压力可用于增加车辆转弯时轮胎的侧向力极限和车辆减速时的制动力极限。空气阻力是决定车辆加速性能的重要因素。前后下压力平衡也有助于车辆稳定性。空气动力学开发的目的是考虑这三个要素之间的平衡,最大化下压力或升阻比。在开发过程中,使用 50% 比例模型在风洞试验中优化车辆形状,然后使用全尺寸风洞试验验证效果。使用 CFD 和粒子图像测速 (PIV) 同时分析气动现象有助于模型比例风洞的开发以有效的方式向前推进。在一定程度上,使用 CFD 定量评估气动载荷也成为可能,使其成为能够支持部分优化过程的工具。作为风洞试验和赛道上实际行驶的车辆之间的桥梁,CFD 的重要性也在日益增加。例如,使用CFD再现轮胎因侧向力而变形时的气流,而这在风洞中用实车是无法再现的,因此对在赛道上行驶的车辆周围的气流有了新的认识。其中一部分认识已在风洞试验中得到验证。
下压力可用于增加车辆转弯时轮胎的侧向力极限和车辆减速时的制动力极限。空气阻力是决定车辆加速性能的重要因素。前后下压力平衡也有助于车辆稳定性。空气动力学开发的目的是考虑这三个要素之间的平衡,最大化下压力或升阻比。在开发过程中,使用 50% 比例模型在风洞试验中优化车辆形状,然后使用全尺寸风洞试验验证效果。使用 CFD 和粒子图像测速 (PIV) 同时分析气动现象有助于模型比例风洞的开发以有效的方式向前推进。在一定程度上,使用 CFD 定量评估气动载荷也成为可能,使其成为能够支持部分优化过程的工具。作为风洞试验和赛道上实际行驶的车辆之间的桥梁,CFD 的重要性也在日益增加。例如,使用CFD再现轮胎因侧向力而变形时的气流,而这在风洞中用实车是无法再现的,因此对在赛道上行驶的车辆周围的气流有了新的认识。其中一部分认识已在风洞试验中得到验证。
接地车风洞测试通常会评估车辆空气动力学的不同车辆高度配置。此类风洞测试的 CFD模拟需要为每个高度配置的单独计算机模型。 为了简化此过程,Dome使用了VB接口(使用Windows'COM接口的宏),该接口会自动使计算机模型的所有更改以正确模拟高度调整。 它可以为不同的高度配置提供稳态模拟。 VB界面也可以用于瞬态模拟,其中车辆高度构造正在不断变化。 使用SC/TETRA中的移动元件函数通过网格变形来调整车辆高度。CFD模拟需要为每个高度配置的单独计算机模型。为了简化此过程,Dome使用了VB接口(使用Windows'COM接口的宏),该接口会自动使计算机模型的所有更改以正确模拟高度调整。它可以为不同的高度配置提供稳态模拟。VB界面也可以用于瞬态模拟,其中车辆高度构造正在不断变化。使用SC/TETRA中的移动元件函数通过网格变形来调整车辆高度。
下压力可用于增加车辆转弯时轮胎的侧向力极限和车辆减速时的制动力极限。空气阻力是决定车辆加速性能的重要因素。前后下压力平衡也有助于车辆稳定性。空气动力学开发的目的是在考虑这三个要素之间的权衡的情况下最大化下压力或升阻比。在开发过程中,使用 50% 比例模型在风洞试验中优化车辆形状,然后使用全尺寸风洞试验验证效果。使用 CFD 和粒子图像测速 (PIV) 同时分析气动现象有助于使模型比例风洞的开发以有效的方式向前推进。在一定程度上,使用 CFD 定量评估气动载荷也成为可能,使其成为能够支持部分优化过程的工具。作为风洞试验和实际在赛道上行驶的车辆之间的桥梁,CFD 的重要性也在日益增加。例如,使用 CFD 再现轮胎因侧向力而变形时的气流,而这在风洞中无法用实际车辆再现,这为在赛道上行驶的车辆周围的气流带来了新的发现。其中一些发现已在风洞试验中得到验证。