检索结果-内蒙古大学图书馆

动力工程学报 2019年第9期39卷 705-710,724页

作者：周觉蔡振威王炜哲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

采用Abaqus软件对某超超临界汽轮机阀门进行有限元计算,得到阀门温度和Mises应力等参数在启动、稳定运行和停机阶段的分布规律,选取特征位置的数据结果,采用英国的R5规范中损伤评估流程开展疲劳、蠕变交互作用下阀门的损伤和疲劳寿命评... 详细信息

采用Abaqus软件对某超超临界汽轮机阀门进行有限元计算,得到阀门温度和Mises应力等参数在启动、稳定运行和停机阶段的分布规律,选取特征位置的数据结果,采用英国的R5规范中损伤评估流程开展疲劳、蠕变交互作用下阀门的损伤和疲劳寿命评估。结果表明:阀门在运行过程中蠕变问题显著;阀门的某些位置在运行中会产生很大的局部应力,不同阶段阀门Mises应力变化差异很大;阀门最危险位置单次循环损伤为0.014 07,即可以保证70次循环的安全运行。

关键词：汽轮机阀门蠕变疲劳强度评估 R5规范

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预混旋流多喷嘴火焰激光可视化实验研究

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推进技术 2019年第8期40卷 1887-1894页

作者：柳伟杰葛冰臧述升王慧汝中国航空发动机研究院基础与应用研究中心北京101304 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

为了研究预混旋流多喷嘴火焰结构及当量比对多喷嘴火焰结构的影响,针对当量比0.51~0.8的甲烷/空气预混旋流多喷嘴火焰开展了平面激光诱导荧光测量研究。通过实验,获得了不同当量比下预混旋流多喷嘴火焰时均火焰形态和瞬态火焰结构分布... 详细信息

为了研究预混旋流多喷嘴火焰结构及当量比对多喷嘴火焰结构的影响,针对当量比0.51~0.8的甲烷/空气预混旋流多喷嘴火焰开展了平面激光诱导荧光测量研究。通过实验,获得了不同当量比下预混旋流多喷嘴火焰时均火焰形态和瞬态火焰结构分布特点。实验结果表明,相邻火焰相互冲刷,在相互作用区内强化了燃烧化学反应。相邻火焰之间的相互作用随着当量比的减小逐渐减弱,当量比小于0.53时,中心火焰熄灭,相邻火焰相互作用消失。多喷嘴外侧火焰推举高度小于中心火焰,稳定范围比中心火焰宽。当量比大于0.6时火焰推举高度随当量比的变化不明显,当量比小于0.6后火焰推举高度随着当量比的减小显著增加。随着当量比的降低,湍流脉动对火焰的褶皱扭曲作用逐渐增强,湍流火焰传播速度与层流火焰传播速度之比逐渐增大。

关键词：多喷嘴火焰预混燃烧平面激光诱导荧光测量火焰结构火焰相互作用当量比

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基于连续伴随的湍流数据同化方法及应用

基于连续伴随的湍流数据同化方法及应用

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第十一届全国流体力学学术会议

作者：何创新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

本文提出一种基于连续伴随(continuous adjoint formulation)的湍流数据同化(data assimilation,DA)方法,将实验测量结果作为观测值,植入数值模型当中,改变预测模型的运行轨迹,达到耦合实验测量与数值计算的目的。本方法的基本原理是,... 详细信息

本文提出一种基于连续伴随(continuous adjoint formulation)的湍流数据同化(data assimilation,DA)方法,将实验测量结果作为观测值,植入数值模型当中,改变预测模型的运行轨迹,达到耦合实验测量与数值计算的目的。本方法的基本原理是,首先对湍流模型或者Navier-Stokes(N-S)方程进行改进以修正方程的形式误差,通过建立最小化模型预测与实验测量之差的目标函数,从而构建连续伴随方程系统。联立求解主方程与伴随方程系统,即可获得最优的修正函数。本文讨论了三种修正方法的DA技术:第一种在湍流模型方程中的湍流生成项之前添加空间分布的修正系数以达到修正模型形式误差的目的;第二种引入各项异性的湍流涡粘概念,使用常规湍流模型获得湍流涡粘的各向同性部分,而使用DA获取各项异性湍流涡粘导致的雷诺应力分量;第三种直接使用DA获得雷诺应力分量,这对非稳态流动的顺序数据同化具有非常好的效果。文中使用自由射流、分离与再附流动以及标量传输案例对DA方法进行了测试和验证,结果表明:第一种湍流生成项的修成方法可以大幅度降低模型方程的形式误差,但是受到涡粘假设的固有限制;第二种各项异性的思路可以突破涡粘假设的局限,理论上对所有流场均具有非常好的效果;第三种针对非稳态流动,可以获得准确的三维非稳态压力场。

关键词：数据同化连续伴随形式误差各向异性压力场预测

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定参数快速冷启动过程中主汽-调节阀结构强度分析及优化

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动力工程学报 2019年第5期39卷 360-365,372页

作者：陈诗坤王鹏蔡振威洪辉王炜哲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 上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂上海200240

对某母管制背压式汽轮机机组的主汽-调节阀在定参数快速冷启动过程中的结构强度进行了研究,利用ABAQUS软件建立了主汽-调节阀三维有限元模型,得到主汽-调节阀在启动过程中的温度场和瞬态应力场,将主汽阀测点位置温度计算值与测量值进行... 详细信息

对某母管制背压式汽轮机机组的主汽-调节阀在定参数快速冷启动过程中的结构强度进行了研究,利用ABAQUS软件建立了主汽-调节阀三维有限元模型,得到主汽-调节阀在启动过程中的温度场和瞬态应力场,将主汽阀测点位置温度计算值与测量值进行了对比,并分析了不同主汽阀开度对主汽阀阀座应力交变行为的影响。结果表明:主汽阀测点位置温度计算值与测量值吻合较好;主汽阀阀座在启动过程中出现了明显的应力交变现象;通过改变主汽阀开度可以有效缓解主汽阀阀座的应力交变现象,降低主汽阀阀座疲劳损伤。

关键词：定参数快速冷启动主汽-调节阀温度应力交变

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循环热力载荷下含冷却孔热障涂层的强度分析

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湘潭大学学报（自然科学版） 2019年第6期41卷 104-112页

作者：张子凡蔡振威王炜哲彭迪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

在实际服役工况下,燃气轮机涡轮叶片热障涂层较易在冷却孔附近产生开裂和脱落,造成严重的安全问题.为了深入研究这一过程中的机理,该文通过建立含冷却孔热障涂层系统的三维有限元模型,以实际工况下流固耦合计算得到的温度场作为边界条件... 详细信息

在实际服役工况下,燃气轮机涡轮叶片热障涂层较易在冷却孔附近产生开裂和脱落,造成严重的安全问题.为了深入研究这一过程中的机理,该文通过建立含冷却孔热障涂层系统的三维有限元模型,以实际工况下流固耦合计算得到的温度场作为边界条件,分析循环热力载荷下热障涂层内部应力分布和发展趋势.结果表明,在冷却孔附近的涂层界面间存在应力集中现象,且随着循环应力数值增大,应力集中区域发生迁移.TGO层的不规则生长导致了应力在孔口附近界面处集中,特别是孔口上游区域的TC/TGO界面和TGO/BC界面处.

关键词：热障涂层系统循环热力载荷冷却孔界面应力

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聚合物前驱体硅基陶瓷的制备、性能及其高温领域应用的研究进展（英文）

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中原工学院学报 2019年第1期30卷 1-20页

作者：郝巍赵晓峰倪娜姚尧郭芳威上海交通大学材料科学与工程学院上海市高温材料及其精密成形重点实验室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

对聚合物前驱体陶瓷(Polymer Derived Ceramics,PDCs)及其复合材料的制备技术、性能以及在高温领域应用的氧化行为进行综述。重点讨论了PDCs和多孔PDCs材料的形成机理、性能及氧化行为,并且综述了近年来SiC涂层的制备方法、性能及失效... 详细信息

对聚合物前驱体陶瓷(Polymer Derived Ceramics,PDCs)及其复合材料的制备技术、性能以及在高温领域应用的氧化行为进行综述。重点讨论了PDCs和多孔PDCs材料的形成机理、性能及氧化行为,并且综述了近年来SiC涂层的制备方法、性能及失效机制。近年来,聚合物前驱体陶瓷在高温领域的应用备受关注,尤其是聚合物前驱体硅基陶瓷。它具有优异的热稳定性、抗氧化腐蚀性及良好的耐磨损性能,被广泛用作高温结构材料和耐磨材料。聚合物前驱体硅基陶瓷可控的制备技术是保证其性能和应用的关键。对聚合物前驱体的改性拓宽了其应用。研究陶瓷转化形成机理和陶瓷氧化机制对其在高温领域的应用至关重要。PDCs主要的制备技术有化学气相渗透(CVI)法、熔融浸渗(MI)法、前驱体渗透热解(PIP)法、流延(tape casting)法和溶胶-凝胶(sol-gel)法等。目前主要通过改变SiC涂层的原料成分、调控热喷涂工艺来有效解决SiC涂层制备喷涂过程中的分解和氧化损失问题。开发防护型聚合物前驱体硅基陶瓷涂层并拓展其应用是未来研究的重点。

关键词：聚合物前驱体硅基陶瓷制备技术性能氧化行为高温应用

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CH_4/RP-3航空煤油混合燃料燃烧特性的实验研究

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推进技术 2018年第5期39卷 1177-1186页

作者：刘宇孙震罗睿赵欢曾文陈保东邓康耀沈阳航空航天大学航空航天工程学院辽宁沈阳110136 上海交通大学动力机械及工程教育部重点实验室上海200240

为研究甲烷添加对RP-3航空煤油燃烧特性的影响,在定容燃烧弹中获得初始温度420K,初始压力0.1MPa,当量比0.8~1.5和甲烷含量0~0.8工况下CH_4/RP-3航空煤油混合燃料火焰发展特性图片、火焰半径扩散速率、拉伸火焰传播速度、马克斯坦长度、... 详细信息

为研究甲烷添加对RP-3航空煤油燃烧特性的影响,在定容燃烧弹中获得初始温度420K,初始压力0.1MPa,当量比0.8~1.5和甲烷含量0~0.8工况下CH_4/RP-3航空煤油混合燃料火焰发展特性图片、火焰半径扩散速率、拉伸火焰传播速度、马克斯坦长度、无拉伸火焰传播速度和层流燃烧速度等燃烧特性,并分析了甲烷添加对混合燃料马克斯坦长度及层流燃烧速度等的影响。结果表明,CH_4/RP-3航空煤油混合燃料在当量比1.3,甲烷含量0工况时燃烧稳定性较差,但随着混合燃料中甲烷含量的增加,火焰前锋面逐渐趋于稳定;混合燃料当量比分别为0.8,1.0和1.2时,甲烷含量的增加对火焰半径扩散速率和拉伸火焰传播速度分别起促进、无明显影响和抑制作用;混合燃料马克斯坦长度曲线在当量比0.9~1.2交叉,当量比为0.8时,混合燃料马克斯坦长度随甲烷含量增加而减小,而当量比为1.3时,混合燃料马克斯坦长度接近于0,燃烧变得极不稳定;混合燃料层流燃烧速度峰值出现在当量比1.0~1.1内,当量比在0.9~1.1,甲烷添加对RP-3航空煤油层流燃烧速度影响较小,当量比大于1.1时,混合燃料层流燃烧速度随甲烷含量增加显著减低。

关键词：定容燃烧弹混合燃料马克斯坦长度燃烧稳定性层流燃烧速度

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Pt-Cu合金纳米枝晶的合成及其氧还原催化性能(英文)

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电化学 2018年第6期24卷 733-739页

作者：罗柳轩魏光华沈水云朱凤鹃柯长春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动力机械与工程教育部重点实验室上海200240 上海交通大学巴黎高科卓越工程师学院上海200240

纳米材料的结构和化学成分对其催化性能的显著影响已经得到验证.因此,本文通过一种简易的蚀刻方法,合成出具有均匀合金结构且尺寸和形貌均一的Pt-Cu纳米枝晶(NDs)作为高效氧还原(ORR)催化剂.其树枝状形貌的形成得益于由Br-/O2氧化蚀刻... 详细信息

纳米材料的结构和化学成分对其催化性能的显著影响已经得到验证.因此,本文通过一种简易的蚀刻方法,合成出具有均匀合金结构且尺寸和形貌均一的Pt-Cu纳米枝晶(NDs)作为高效氧还原(ORR)催化剂.其树枝状形貌的形成得益于由Br-/O2氧化蚀刻剂引起的蚀刻效应.通过改变Pt/Cu前驱体的比例可以容易地调节Pt-Cu NDs的Pt/Cu原子比,而不会使其树枝状形貌发生改变.活性最高的碳载Pt1Cu1NDs(Pt1Cu1NDs/C)的面积比活性为1.17 mA·cm-2@0.9V(***),约为商业Pt/C的5.32倍.此外,Pt1Cu1NDs/C还具有卓越的电化学耐久性,即使在经过加速衰减实验的12000个电势循环后仍保持其优异的ORR催化活性.Pt1Cu1NDs/C优异的ORR催化活性和电化学耐久性得益于由其合金结构和枝晶形貌产生的电子效应和结构效应.

关键词：铂合金电催化剂纳米枝晶氧还原

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启停运行工况下超超临界机组高压缸平衡活塞区域结构强度与间隙变化分析

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动力工程学报 2018年第9期38卷 713-718,731页

作者：苏虎吴仕芳陈永照王炜哲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 上海电气电站设备有限公司汽轮机厂上海200240

以机组运行历史数据为基础,考虑启停及稳态运行中的弹塑性力学和蠕变行为,应用ABAQUS有限元软件分析高压缸平衡活塞区域启停工况下的温度场、应力场及位移场分布,并选取2组节点分析平衡活塞区域启停工况下温度、应力及径向间隙的变化趋... 详细信息

以机组运行历史数据为基础,考虑启停及稳态运行中的弹塑性力学和蠕变行为,应用ABAQUS有限元软件分析高压缸平衡活塞区域启停工况下的温度场、应力场及位移场分布,并选取2组节点分析平衡活塞区域启停工况下温度、应力及径向间隙的变化趋势。结果表明:启动过程中应力及径向间隙变化较大,稳态运行与停机过程中应力及径向间隙变化较小;在启动开始阶段平衡活塞中部区域径向间隙最小,但尚未产生碰摩,此径向间隙值可作为平衡活塞区域安全裕度,以供设计参考。

关键词：高压缸平衡活塞启停工况蠕变径向间隙

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蠕变-疲劳-损伤耦合行为本构模型及其在汽轮机高温转子中的应用

蠕变-疲劳-损伤耦合行为本构模型及其在汽轮机高温转子中的应用

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第十九届全国疲劳与断裂学术会议

作者：王炜哲蔡振威洪辉赵乃龙蒋季伸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

随着国家对环保要求越来越苛严，近几年大型火力发电机组审批愈加严格。而在面临用电巨大峰谷差时，外来电几乎没有调峰能力，当地机组被迫扮演调峰机组的角色，甚至百万超超临界机组也不例外。大型机组设计时，其经济性和能效水平非常... 详细信息

随着国家对环保要求越来越苛严，近几年大型火力发电机组审批愈加严格。而在面临用电巨大峰谷差时，外来电几乎没有调峰能力，当地机组被迫扮演调峰机组的角色，甚至百万超超临界机组也不例外。大型机组设计时，其经济性和能效水平非常好，但其频繁变化负荷的能力会变得越来越差。尽管超超临界机组负荷变化范围很大，负荷变动率也很高，但由于超超临界机组的高效率只有在高参数、高负荷时才能显示出来，同时由于超超临界机组厚壁部件热应力对负荷变动率的限制，超临界机组在运行中应尽可能带高负荷，并尽量避免大幅度和快速变动负荷;而通常降负荷时的负荷变动率要比升负荷时要求的更严一些。

关键词：蠕变-疲劳耦合损伤本构模型汽轮机高温转子热力学行为

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