起伏波浪能转换器 (WEC) 是点吸收器波浪能转换器的一种典型类型,具有较高的能量转换效率,但受粘性效应的影响很大。众所周知,此类波浪能转换器的底部形状对粘性起着重要作用,因此详细的定性研究至关重要。本文对底部形状对起伏波浪能转换器运动响应和能量转换性能的影响进行了数值研究。该数值模型基于势流理论建立,并在频域中进行粘性校正。考虑了底部为平底、锥形和半球形且位移相同的圆柱形波浪能转换器。研究发现,直径吃水比 (DDR) 较大的波浪能转换器受到的粘性效应相对较小,并能在更宽的频率范围内实现有效的能量转换。在DDR相同的情况下,平底的粘性效应最显著,其次是90°锥底和半球底;DDR较小时,半球底的能量转化性能最好;同样,DDR较大时,半球底和90°锥底的浮子的能量转化性能较好,平底的浮子最差。
新项目初步设计的工程工作在很大程度上基于基本的基础实验测试、经验程序和低级(快速、廉价且易于处理)计算机代码,这些代码仅限于势流,并对粘性效应进行简单的校正。需要培训加入工业界的年轻工程师使用这些简单的工程工具。如果不能熟练使用这些工具,新飞机成本效益高的初步设计艺术将受到危害。
新项目初步设计的工程工作在很大程度上基于基本的基础实验测试、经验程序和低级(快速、廉价且易于处理)计算机代码,这些代码仅限于势流,并对粘性效应进行简单的校正。需要培训加入工业界的年轻工程师使用这些简单的工程工具。如果不能熟练使用这些工具,新飞机成本效益高的初步设计艺术将受到危害。
经典模态分析被扩展以处理一般非粘性阻尼多自由度线性动态系统。新方法与现有方法类似,但由于阻尼机制的非粘性效应而进行了一些修改。引入了(复杂)弹性模态和非粘性模态的概念,并提出了获取它们的数值方法。进一步表明,可以根据这些模态精确地获得系统响应。已知为无阻尼或粘性阻尼系统的模态正交关系已推广到非粘性阻尼系统。开发了几个将模态与系统矩阵相关联的有用结果。
School of Engineering – The University of Vermont Votey Building, 33 Colchester Avenue, Burlington, VT, 05405, USA Email: William.Louisos@uvm.edu Telephone: 802.656.3357 E DUCATION _______________ ___________________________________________________________________ Ph.D.佛蒙特大学伯灵顿大学机械工程学院博士学位论文:“超音速微孔粘度的粘性流量的数值研究” M.S。机械工程,佛蒙特大学,佛蒙特州伯灵顿大学论文:“ 2D超音速微型嘴流中的粘性效应” 2005年5月B.S.ny工程与应用科学学院机械工程学院纽约州立大学纽约州布法罗市纽约州布法罗市,2003年5月,研究经验ny工程与应用科学学院机械工程学院纽约州立大学纽约州布法罗市纽约州布法罗市,2003年5月,研究经验
我们使用最普遍的因果和稳定的粘性能量动量张量(在时空导数中以一阶形式定义)研究了空间平坦的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克宇宙学中粘性流体的非平衡动力学。在这个新框架中,具有平衡能量密度 ρ 的无压粘性流体可以演化为渐近未来解,其中哈勃参数在 ρ → 0 时趋近于常数,即使在没有宇宙常数(即 Λ = 0)的情况下也是如此。因此,虽然该模型中的粘性效应推动了宇宙的加速膨胀,但平衡能量密度本身却消失了,只留下加速度。这种行为是相对论流体动力学一阶理论中因果关系的结果,与爱因斯坦方程完全一致。
摘要 — 在波浪能转换器 (WEC) 的初步设计阶段,研究人员需要快速可靠的模拟工具。通常采用高精度数值模型来研究波浪与结构的相互作用,但计算成本很高。作为替代方案,中等精度模型可以提供实时级别的模拟。在本研究中,我们在相对温和的海况下操作乌普萨拉大学的 WEC,并使用 WEC-Sim 对其进行建模。该模型基于 OpenFOAM 模拟进行验证。为了分析中等精度模型捕捉 WEC 动力学的能力,我们分别研究了具有 1、2 和 3 个自由度的系统。我们研究了粘性现象的贡献,并研究了 WEC-Sim 提供的线性和弱非线性解。我们的结果表明,在起伏和纵摇运动中可以忽略粘性效应,但对于纵摇则不能。我们还发现,弱非线性 WEC-Sim 解与计算流体动力学成功一致,而线性解可能会产生误导性结果。
飞机设计阶段(概念阶段和初步阶段)本质上必然是协作的。本文进行的一个示例设计使两个学术小组(一个在那不勒斯,一个在斯德哥尔摩)使用他们自己的工具 ADAS 和 CEASIOM 分别进行概念设计和初步设计,从而实现了设计的协作方面。ADAS 工具主要基于经验的设计方法,而 CEA-SIOM 工具主要基于物理的设计方法。所选示例是符合 FAR-23 标准的 16 座双涡轮螺旋桨飞机。ADAS 概念设计产生的高翼配置被选为 CEASIOM,在其中构建了几何的防水模型,生成了体积网格,并通过欧拉方程的解模拟了 16 种飞行条件,一些飞行条件为螺旋桨关闭,另一些飞行条件为螺旋桨开启,以判断螺旋桨洗对主翼和水平尾翼表面的影响。对 ADAS 结果和 CEASIOM 结果的稳定性和控制特性进行了详细比较。总体而言,这两组结果具有合理的一致性,因为 ADAS 中的经验主义考虑了粘性效应,而 CEASIOM 纯粹是无粘性的(但非线性)。最大的差异出现在水平尾翼的俯仰力矩贡献中,对此提出了各种解释,包括主翼下洗和尾流对
航空航天和机械工程课程 (AME) 2103 交互式工程设计图形。先决条件:工程 1112、数学 1823。产品设计和开发的可视化和建模技术。设计方法、图形标准、投影理论、徒手素描、空间几何、CAD 系统、几何建模和公差。解决开放式设计和可视化问题。实验室 (Sp) 2222 航空航天工程概论。先决条件:物理 2514。飞行和飞行器的性质、飞行器的初步设计以及航空航天工程中的当前问题。(F) 2533 动力学。先决条件:工程学 2113,数学 2433。直线和曲线运动的粒子和刚体动力学;能量和动量方法;机械振动简介。(Sp) 3112 固体力学实验室。先决条件:工程学 2113,数学 3113;共同要求:3143。位移测量;速度、加速度、力、扭矩、应变、应力、数据采集和处理;数据分析。实验室 (F) 3143 固体力学 I。先决条件:工程学 2113;共同要求:3112。应力和应变的概念;工程材料的机械行为;均匀应力状态的分析;扭转构件分析;梁的应力和挠度;失效模式和理论;设计标准。(F) 3253 空气动力学。先决条件:2222、2533、数学 3113。流体运动基础、薄翼型理论要素、有限翼理论要素;压缩性的影响、超音速翼型理论、粘性效应和阻力估计以及空气动力学的当前主题。(F) 3272 风洞实验室。共同要求:3253。亚音速和超音速风洞的操作和校准、功率和测量。模型飞机和气动形状的实验测试;确定飞行器部件的阻力。实验室 (F) 3333 飞行力学。先决条件:2222、3253。飞机性能和稳定性与控制介绍(开环)。(Sp) 3523 航空航天结构分析。先决条件:3143,数学 3113。(Sp) 3803 可压缩流体流动。先决条件:3253。一维气体动力学、管道中的亚音速和超音速流动,包括面积变化、摩擦、热量增加及其任何组合。应力和应变的高级概念;航空航天工程结构分析简介:复杂弯曲和扭转、薄壁和纵梁蒙皮截面中的剪切流;屈曲;有限元法简介;复合材料简介。正激波、斜激波、特征线法。(Sp) G4243 航空航天推进系统。先决条件:3803。推进系统、热力循环、燃烧和热化学分析、往复式发动机、燃气涡轮和喷气发动机、推进系统的最新发展。(F) 4273 航空航天飞行器设计 I。先决条件:3333。初步设计和配置选择、联邦和军事规范、性能和操控品质、结构和设计。两个学期设计课程的第一学期。(F) 4373 航空航天飞行器设计 II。先决条件:4273。初步设计和配置、选择、联邦和军事规范、性能和操控品质、结构和设计、系统设计、业务方面。实验室 (Sp) G4513 飞行控制。先决条件:3333。经典控制理论及其在飞机飞行控制系统设计中的应用。(F) G4593 空间科学与系统。先决条件:数学 4163、工程学 2113。天体力学、动力飞行和地球大气层、空间环境、飞行器性能、空间科学和系统的当前主题。(F,Sp)