检索结果-内蒙古大学图书馆

车用发动机 2023年第5期 1-8,16页

作者：王世年崔毅徐兆辉高礼宁李亚芬侯新荣上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240 中国北方发动机研究所(天津) 天津300406

为了研究缸内燃气通过活塞环组窜入曲轴箱后对整机性能的影响,基于内燃机热力学理论,建立了相关的数学模型,包括柴油机性能计算模型、漏气模型和磨损模型。漏气模型考虑了活塞环开口间隙影响下的漏气对性能参数的影响,并基于当量开口间... 详细信息

为了研究缸内燃气通过活塞环组窜入曲轴箱后对整机性能的影响,基于内燃机热力学理论,建立了相关的数学模型,包括柴油机性能计算模型、漏气模型和磨损模型。漏气模型考虑了活塞环开口间隙影响下的漏气对性能参数的影响,并基于当量开口间隙,研究了气缸套-活塞环磨损对内燃机性能的影响。基于Archard模型,由性能衰退规律,预测了柴油机的大修期。计算结果表明,在气缸套最大磨损400μm,第一环磨损200μm时,功率衰退7.52%,标定工况下,有效燃油消耗率增加7.73%。

关键词：漏气气缸套活塞环磨损性能衰退大修期

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进气氛围对汽油/聚甲氧基二甲醚燃烧的影响

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机械设计与制造 2024年第8期402卷 76-79,83页

作者：张吴喆张光德李腾飞武汉科技大学汽车与交通工程学院湖北武汉430065 上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200030

为实现汽油-聚甲氧基二甲醚双燃料发动机的RCCI高效清洁燃烧,运用CONVERGE建立仿真模型,研究了不同进气温度、进气压力对排放和燃烧的影响规律。研究结果表明:进气压力的提高会使燃烧相位提前,放热率峰值先上升后下降;随着进气温度的提... 详细信息

为实现汽油-聚甲氧基二甲醚双燃料发动机的RCCI高效清洁燃烧,运用CONVERGE建立仿真模型,研究了不同进气温度、进气压力对排放和燃烧的影响规律。研究结果表明:进气压力的提高会使燃烧相位提前,放热率峰值先上升后下降;随着进气温度的提高,燃烧相位提前,放热率峰值升高,燃烧持续期变短,且进气温度大于等于330K时,放热率曲线呈现为双峰。进气压力增大到240kPa时能使最大负荷扩展至1.63MPaIMEP,但此时四种污染物的生成量都较高;进气压力在220kPa时,虽然NOx的排放量有所增多,但其他污染物的排放量都较低。进气温度在(320~330)K时动力性和经济性最好,污染物排放量均处于较低的水平。

关键词：聚甲氧基二甲醚进气温度进气压力双燃料 RCCI

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质子交换膜燃料电池超低铂化过程中物质传输的分析与展望

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科学通报 2021年第33期66卷 4240-4255页

作者：程晓静沈水云王超闫晓晖章俊良上海交通大学机械与动力工程学院燃料电池研究所上海200240 上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240

居高不下的成本已成为车用质子交换膜燃料电池商业化的最大阻碍.其中,用于阴极氧还原反应的Pt基贵金属催化剂的成本占比最高,降低Pt用量是控制燃料电池成本的关键.然而,一方面,Pt载量的降低会引起阴极氧气传质阻力明显加大,包括催化层... 详细信息

居高不下的成本已成为车用质子交换膜燃料电池商业化的最大阻碍.其中,用于阴极氧还原反应的Pt基贵金属催化剂的成本占比最高,降低Pt用量是控制燃料电池成本的关键.然而,一方面,Pt载量的降低会引起阴极氧气传质阻力明显加大,包括催化层纳米孔道内氧气扩散引起的体相传质阻力和氧气跨越Pt表面超薄离子树脂薄膜导致的局域传质阻力,从而引起电池性能的急剧恶化.另一方面,超低Pt膜电极中的质子传导问题也会降低电池的性能.这是由于离子树脂薄膜的限域作用削弱了离子树脂内部的亲疏水相分离,减少了质子的传输通道和传递效率,造成了较大的欧姆阻抗.本文详细分析了Pt载量不断降低时,阴极催化层内的氧气体相、局域传输以及质子传导规律,及其对电池性能的影响,并针对其作用机制提出了应对策略.

关键词：超低Pt化阴极传质局域传质阻力体相传质阻力质子传导

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船舶柴油机智能控制技术研究进展

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推进技术 2021年第5期42卷 1186-1194页

作者：冷泠石磊桂勇刘博邓康耀上海交通大学机械与动力工程学院动力机械与工程教育部重点实验室上海200240 中船动力研究院有限公司上海200120

船舶柴油机智能控制技术是将人工智能算法引入到船舶柴油机控制领域,提高复杂时变非线性系统的控制性能。重点针对基于智能控制算法设计的柴油机子系统控制器研究和基于非线性模型预测架构的柴油机在线性能优化研究,对船舶柴油机智能控... 详细信息

船舶柴油机智能控制技术是将人工智能算法引入到船舶柴油机控制领域,提高复杂时变非线性系统的控制性能。重点针对基于智能控制算法设计的柴油机子系统控制器研究和基于非线性模型预测架构的柴油机在线性能优化研究,对船舶柴油机智能控制技术的研究现状和进展进行了综述,并分析了此研究领域所涉及的主要理论和方法。根据船舶柴油机智能控制不同应用需求,重点介绍了智能控制方法在船舶推进柴油机新型燃烧、复杂气系统、转速跟踪等控制问题中的应用,分析了智能控制方法的优缺点,讨论了在船舶柴油机控制领域中智能控制技术的未来研究方向和面临的挑战。

关键词：船舶柴油机控制系统人工智能算法性能优化研究进展综述

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湍流数据同化技术及应用

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航空学报 2021年第4期42卷 161-178页

作者：何创新邓志文刘应征上海交通大学机械与动力工程学院动力机械与工程教育部重点实验室上海200240 上海交通大学燃气轮机研究院上海200240

近年来数据同化(DA)被引入湍流动力学研究中,通过融合实验测量和数值计算,提高了实验测量的精度和广度,改善了数值模拟的预测性能。实验观测、预测模型和同化算法是数据同化的三要素,湍流研究中的实验观测包括热线风速仪、粒子图像测速... 详细信息

近年来数据同化(DA)被引入湍流动力学研究中,通过融合实验测量和数值计算,提高了实验测量的精度和广度,改善了数值模拟的预测性能。实验观测、预测模型和同化算法是数据同化的三要素,湍流研究中的实验观测包括热线风速仪、粒子图像测速法(PIV)、压力传感器等局部测量数据,预测模型主要指流动控制方程及湍流封闭方程,而同化算法包括贝叶斯推断、集合卡尔曼滤波(EnKF)、伴随等。稳态数据同化一般结合雷诺平均Navier-Stokes(RANS)模型方程,从重新标定模型常数、修正涡黏模型方程形式误差、修正雷诺应力项等方面着手。非稳态的数据同化一般包括四维变分(4DVar)等时间连续的数据同化方式以及顺序数据同化。4DVar通过时间正向和逆向积分迭代,存储量和计算量都非常大。顺序数据同化不需要时间逆向积分,可以在若干时刻对实验观测进行间断地植入,正向求解整个系统。另外,随着人工智能的飞速发展,湍流数据同化研究也向智能化迈进。对于纯数据驱动的湍流机器学习,其缺乏物理本质的约束,而基于物理信息的机器学习在物理本质上与数据同化是一致的。

关键词：湍流数据同化实验测量数值计算机器学习

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甲苯裂解形成碳烟和PAHs的试验研究

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燃烧科学与技术 2022年第5期28卷 563-572页

作者：赵鹏程李昂李新令李铁周校平黄震上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 崇明生态研究院上海202162

基于流动反应器,开展了甲苯裂解过程碳烟颗粒及其前驱物多环芳烃(PAHs)的形成规律的试验研究.选取了在950~1450℃温度范围内3个不同停留时间(0.2s、0.5s、0.8s)下,甲苯裂解反应形成碳烟颗粒粒径分布特性,以及2~7环19种颗粒态PAHs的成分... 详细信息

基于流动反应器,开展了甲苯裂解过程碳烟颗粒及其前驱物多环芳烃(PAHs)的形成规律的试验研究.选取了在950~1450℃温度范围内3个不同停留时间(0.2s、0.5s、0.8s)下,甲苯裂解反应形成碳烟颗粒粒径分布特性,以及2~7环19种颗粒态PAHs的成分谱特征,进一步分析了不同裂解条件下颗粒物的当量毒性.发现甲苯裂解颗粒的生成过程伴随着凝结、凝并和团聚等气溶胶动力学变化,裂解温度越高碳烟颗粒的几何平均粒径越大、颗粒质量越高,颗粒粒径随停留时间增加向大粒子方向偏移;PAHs的浓度随温度的变化多数呈单峰分布,部分呈双峰分布,这与构成分子中的芳香环数和停留时间相关;0.5s颗粒中PAHs当量毒性高于0.8 s和0.2 s时,且峰值位于1050℃左右.

关键词：甲苯裂解流动反应器碳烟粒径分布 PAHs

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时间倾斜算法模拟涡轮热斑输运的精确性验证

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热能动力工程 2021年第1期36卷 38-48页

作者：程新毓迟重然臧述升上海交通大学机械与动力工程学院动力机械及工程教育部重点实验室上海200240

利用时间倾斜算法(Time Inclined Method,TI)对单级和多级涡轮中的热斑输运现象进行非定常计算,与常规(时间推进)非定常数值计算结果对比,探索时间倾斜算法在涡轮热斑输运过程预测中的优势和局限性。结果表明:时间倾斜算法通过减小计算... 详细信息

利用时间倾斜算法(Time Inclined Method,TI)对单级和多级涡轮中的热斑输运现象进行非定常计算,与常规(时间推进)非定常数值计算结果对比,探索时间倾斜算法在涡轮热斑输运过程预测中的优势和局限性。结果表明:时间倾斜算法通过减小计算域,提高了非定常计算的效率;动静交界面周向平均时均温度分布与时间推进法计算结果相比偏差较小,分布趋势一致;但是时间倾斜算法在叶轮非等栅距的计算中,对周向节距比仍有一定限制,在时间倾斜算法中对叶片数约化会对不同叶高的温度周向分布的预测产生偏差。对动静交界面上温度分布采用空间傅里叶变换的结果表明,时间倾斜算法能够模拟得到与热斑数及其倍数对应的温度波动幅值,但不能预测数量互质的叶片与热斑相互干涉所导致的不规则温度分布。

关键词：燃气轮机热斑非定常数值模拟时间倾斜

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退化涡轮叶片形变对气动参数偏离的影响研究

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热能动力工程 2021年第9期36卷 79-85页

作者：何庆富夏硕成迟重然臧述升上海交通大学机械与动力工程学院动力机械及工程教育部重点实验室上海200240

涡轮叶片在服役过程中发生的形状变化会造成涡轮气动参数偏离,研究造成涡轮性能退化的主要形变因素是实现涡轮精准维护的重要环节。本文分析了实际涡轮叶片在长时间服役后的具体形变特征,以及形变特征与气动参数偏离值的关系;通过光学... 详细信息

涡轮叶片在服役过程中发生的形状变化会造成涡轮气动参数偏离,研究造成涡轮性能退化的主要形变因素是实现涡轮精准维护的重要环节。本文分析了实际涡轮叶片在长时间服役后的具体形变特征,以及形变特征与气动参数偏离值的关系;通过光学扫描获得退化涡轮全周叶片的形状数据,重构得到叶片特征几何参数;以几何参数为基础生成退化的涡轮流道,通过CFD仿真得到了燃气轮机在退化前后的详细气动参数;采用神经网络模型建立涡轮几何数据与气动数据之间的映射关系,并分析了模型中影响气动参数偏离的主要几何参数。结果表明:磨损烧蚀导致弦长变短是第1级静叶气动参数变化的主要诱因,而第1级动叶的气动参数则主要受喉道宽度的影响。

关键词：燃气轮机涡轮叶片形变气动参数

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动量通量比对轴向分级再燃喷嘴燃烧特性的影响

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动力工程学报 2022年第10期42卷 919-924页

作者：贾玉良李昱泽金明朱旭彤葛冰臧述升上海交通大学机械与动力工程学院动力机械及工程教育部重点实验室上海200240 中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所成都610091

针对轴向分级再燃喷嘴,运用冷态粒子图像速度分析仪和火焰自发光CH基拍摄等试验研究方法,探究动量通量比变化时,横流与射流掺混、射流火焰以及污染物排放的变化规律。结果表明:动量通量比的变化对横流与射流的掺混和火焰位置影响较大;... 详细信息

针对轴向分级再燃喷嘴,运用冷态粒子图像速度分析仪和火焰自发光CH基拍摄等试验研究方法,探究动量通量比变化时,横流与射流掺混、射流火焰以及污染物排放的变化规律。结果表明:动量通量比的变化对横流与射流的掺混和火焰位置影响较大;掺混强度和射流速度共同作用导致CO体积分数随动量通量比的增大呈现先降低后上升的趋势;动量通量比的增大会导致回流强度和射流火焰主要反应区位置发生变化,进而导致NO体积分数呈现增加的趋势;对于特定的再燃喷嘴燃烧,存在恰当的动量通量比,使得燃烧室壁面不受火焰冲刷,且污染物排放维持在较低水平。

关键词：动量通量比轴向分级燃烧粒子图像速度分析仪射流火焰

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基于血红素衍生的中空非贵金属催化剂氧还原反应电催化活性

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物理化学学报 2021年第3期37卷 88-95页

作者：李琳沈水云魏光华章俊良上海交通大学机械与动力工程学院燃料电池研究所上海200240 上海交通大学巴黎高科学院上海200240 上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240

血红素作为一种天然金属大环化合物常被用于制备非贵金属电催化剂用于燃料电池阴极的氧还原反应,但是其电催化活性仍有待提升。本文以氯化钠作为模板设计合成了一种中空的铁基非贵金属电催化剂Hemin-HD(Hemin hollow derivative),在碱... 详细信息

血红素作为一种天然金属大环化合物常被用于制备非贵金属电催化剂用于燃料电池阴极的氧还原反应,但是其电催化活性仍有待提升。本文以氯化钠作为模板设计合成了一种中空的铁基非贵金属电催化剂Hemin-HD(Hemin hollow derivative),在碱性介质中该催化剂可以高效地催化氧还原反应。结合透射电镜、X射线衍射、比表面积分析和X射线光电子能谱等物理化学表征可知,与无模板制备的电催化剂Hemin-D(Hemin derivative)相比,Hemin-HD电催化剂比表面积提升了6.5倍,孔容积增加了3.8倍。这主要是由于该电催化剂中空结构的设计使得催化活性位可以同时分散在内表面和外表面,比表面积的增加加强了活性位点的暴露,提高了活性位点密度。此外,Hemin-HD电催化剂中的孔道结构可以有效地改善氧气传质速率,加强活性位点与反应物之间的接触,从而有效提高催化剂的氧还原活性。

关键词：氧还原反应非贵金属催化剂血红素氯化钠模板中空

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