基于自燃對流與三維平板大攻角繞流模型的紙螺旋動力扭矩研究

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摘 要 本文以蠟燭自燃空氣對流與平板大攻角繞流為理論基礎(chǔ)，對2022年青年物理學(xué)家錦標賽（IYPT2022）設(shè)計題 “蠟燭動力渦旋機”（Candle Powered Turbine）針對性地開展了理論分析、實驗研究和數(shù)值模擬分析。本文根據(jù)蠟燭燃燒的紋影法圖像對蠟燭流場進行簡化，建立了蠟燭自燃空氣對流模型，并將平板大攻角繞流模型進行推廣應(yīng)用，得到了紙螺旋在蠟燭流場中所受扭矩的理論公式;通過實驗探究了環(huán)帶寬度、軸向傾角對紙螺旋扭矩的影響規(guī)律，并獲得了最優(yōu)化參數(shù);對最優(yōu)化裝置進行了CFD數(shù)值仿真分析和實驗研究，仿真結(jié)果和實驗結(jié)果較好地吻合，驗證了本文所提出的紙螺旋在蠟燭燃燒形成的空氣對流場中運動的扭矩理論的準確性。（剩余1384字）