检索结果-内蒙古大学图书馆

太阳能学报 2024年第9期45卷 501-510页

作者：孔震雨张馨艺孙晓晶上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

该文对采用局部运动表面的方法在小尖速比下改善风力机获能效率的效果进行三维数值模拟计算。结果表明,在低叶尖速比下,风力机叶片表面采用局部运动表面流动控制后能够有效抑制叶片表面的流动分离,显著提升风力机的获能效率。通过动力... 详细信息

该文对采用局部运动表面的方法在小尖速比下改善风力机获能效率的效果进行三维数值模拟计算。结果表明,在低叶尖速比下,风力机叶片表面采用局部运动表面流动控制后能够有效抑制叶片表面的流动分离,显著提升风力机的获能效率。通过动力学模态分解(DMD)方法分别对原始风力机和叶片表面施加局部运动表面控制的风力机周围流场的速度场进行模态分解,通过分析对比各模态的流场特征,发现叶片施加主动控制后的风力机尾流中脉动场的能量有明显变化:与风力机主频相近的模态能量得到显著降低,单倍主频和双倍主频的模态能量均有所降低且下降幅度达到60%,脉动流场的高能结构得到有效抑制,从而有助于提高风力机气动性能的同时加快其后部尾迹的恢复。

关键词：局部运动表面垂直轴风力机流场特性动力学模态分解

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三种流动控制方法对H型垂直轴风力机性能影响的对比分析

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太阳能学报 2024年第3期45卷 105-115页

作者：刘永飞陈微圣孙晓晶上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

采用数值模拟的方法,分别以基于NACA0021和NACA0018翼型表面带吸气缝叶片的升力型垂直轴风力机为二维、三维研究对象,研究叶片表面施加吸气对提高升力型(H型)垂直轴风力机叶片做功性能的效果。通过开展二维模拟研究,探究多吸气缝在叶片... 详细信息

采用数值模拟的方法,分别以基于NACA0021和NACA0018翼型表面带吸气缝叶片的升力型垂直轴风力机为二维、三维研究对象,研究叶片表面施加吸气对提高升力型(H型)垂直轴风力机叶片做功性能的效果。通过开展二维模拟研究,探究多吸气缝在叶片吸力面上的位置对垂直轴风力机气动性能的影响,并对比研究吸气和吹气这两种常用的主动流动控制方法提升垂直轴风力机风能利用净效率的区别。在此基础上,对叶片表面采用吸气控制的垂直轴风力机进行三维数值模拟分析,并将其获能特性与采用波浪前缘叶片即被动流动控制后的垂直轴风力机的性能进行了比较。结果表明,当多吸气缝位置位于距离叶片前缘10%~15%弦长区域范围内时,能最好地抑制垂直轴风力机叶片表面的流动分离,改善叶片的气动性能。与吹气控制方法相比,叶片表面采用吸气控制后的风力机的风能利用净效率在全叶尖速比下的增幅更加明显;而与波浪前缘控制方法相比,采用吸气控制后风力机风能利用净效率在低尖速比下提升效果更为显著,最大提升幅度可达到140%。该文研究结果表明吸气方式可使垂直轴风力机的效率在较大的运行工况内都有明显提高,与吹气和波浪前缘的方法相比在提升风力机气动性能效果方面更为显著,因此也更具工程应用的潜力和优势。

关键词：数值模拟垂直轴风力机流动控制吸气气动性能

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主梁腹板偏置及复合材料铺层的大型风力机叶片结构性能分析

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中国电机工程学报 2023年第19期43卷 7509-7518页

作者：王海生缪维跑李春李志昊岳敏楠朱海波上海市动力工程多相流动与传热重点实验室(上海理工大学) 上海市杨浦区200093

为研究大型风力机叶片内部结构偏转及表面偏轴蒙皮纤维共同作用下的叶片结构性能,基于NX二次开发建立NREL5MW叶片CAD模型,通过CFD方法求解叶片气动载荷,结合有限元方法对其进行模态、静力学及屈曲稳定性计算。结果表明:各叶片一阶固有... 详细信息

为研究大型风力机叶片内部结构偏转及表面偏轴蒙皮纤维共同作用下的叶片结构性能,基于NX二次开发建立NREL5MW叶片CAD模型,通过CFD方法求解叶片气动载荷,结合有限元方法对其进行模态、静力学及屈曲稳定性计算。结果表明:各叶片一阶固有频率均有下降,腹板偏转角θ对叶片模态影响高于纤维偏转角α;在气动载荷作用下,叶尖最大形变量均大于传统叶片;叶片最大应力位于近叶根最大弦长处,叶片表面应力随偏转腹板角θ增加而增大,且θ>0叶片均大于θ<0叶片;θ<0叶片易屈曲失稳区域于前段气动区,而θ<0位于近叶根区靠近前缘处,同一偏转角度下,θ<0叶片一阶屈曲因子均大于θ>0叶片,抗屈曲能力较好;综合分析,θ=-15°,α=15°叶片模态降幅小,屈曲因子增幅及表面应力降幅较为显著,降低叶片结构应力效果良好。

关键词：风力机叶片弯扭耦合特性复合材料结构-材料耦合屈曲分析

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双出口离心式圆盘血泵流动特性研究

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生物医学工程学杂志 2025年第2期42卷 374-381页

作者：连起龙肖媛肖义平曹展硕崔国民上海理工大学能源与动力工程学院上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

特斯拉血泵相较于叶片式血泵,展现出能减少溶血与血栓形成的潜力。鉴于叶片式血泵的二次流道驱动力有限,以及普通特斯拉血泵液压效率不高,且其内部流动特性对溶血及血栓形成有较大影响,本研究在特斯拉血泵转子基础上增设了一组叶片,构... 详细信息

特斯拉血泵相较于叶片式血泵,展现出能减少溶血与血栓形成的潜力。鉴于叶片式血泵的二次流道驱动力有限,以及普通特斯拉血泵液压效率不高,且其内部流动特性对溶血及血栓形成有较大影响,本研究在特斯拉血泵转子基础上增设了一组叶片,构成双流体域转子,并采用轴向双出口蜗壳结构实现流体域分隔。通过对新结构进行数值模拟,本研究对比分析了相同转子下,双出口与单出口蜗壳、对称与非对称断面的内部流动特性。研究结果显示:双出口蜗壳结构下,流场分布更为均匀,整体能量耗散降低;采用双出口后,非对称断面相较于对称断面,在隔舌处的流体速度梯度、湍动能减小,扩压管出口汇聚处的流体速度梯度减小;最大标量应力更低,扬程、效率下降幅度减小;与单出口蜗壳相比,双出口蜗壳的非对称断面溶血指数有所降低。综上所述,本文提出一种新型双出口离心式圆盘血泵,可为磁悬浮离心式血泵的结构设计及性能优化提供参考。

关键词：特斯拉血泵溶血血栓双出口蜗壳

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一种分形王莲叶脉仿生的海上风力机防护装置

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哈尔滨工业大学学报 2024年第12期56卷 124-131页

作者：王瑀琎岳新智刘坤鹏李春岳敏楠上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室(上海理工大学) 上海200093

海上航线日益密集,海上风力机面临船舶碰撞风险,为提高海上风力机抗撞性能,维护其安全稳定运行,延长其服役时间,提出了一种新型分形的王莲叶脉仿生结构的海上风力机防护装置,通过LS-DYNA利用非线性有限元模型模拟海上风力机基础与2 m/s... 详细信息

海上航线日益密集,海上风力机面临船舶碰撞风险,为提高海上风力机抗撞性能,维护其安全稳定运行,延长其服役时间,提出了一种新型分形的王莲叶脉仿生结构的海上风力机防护装置,通过LS-DYNA利用非线性有限元模型模拟海上风力机基础与2 m/s船舶碰撞过程,对仿生分形防护装置和普通传统防护装置进行防护性能的分析与对比,包括系统接触力、塔架应力情况、立柱与基础连接高应力区应力情况和能量转化等方面。模拟结果表明:与普通防护装置相比,仿生叶脉结构可降低风力机受到的最大接触力,并使接触区域高应力区域范围更小,整体应力也明显降低。此外,仿生叶脉结构还可以提升防护装置对立柱与基础连接处的防护能力,减小连接处的最大应力,并明显降低平均应力;相较于普通防护装置,仿生分形结构主体防护材料吸收动能更多,但其内能升高较小,吸收的能量耗散量更大,同时也使得钢壳吸能效果显著提升,因此,与传统普通防护装置相比,仿生分形结构防护装置综合抗撞性能更佳。

关键词：海上风力机分形仿生碰撞船舶防护性能

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一种新的分流棋盘模型同步优化质量交换网络

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工程热物理学报 2023年第12期44卷 3361-3371页

作者：易智康崔国民肖媛段欢欢黄晓璜熊思恒上海理工大学能源与动力工程学院上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

传统棋盘模型具有模拟计算量小、结构紧凑等优点,但在结构多样性方面存在一定局限,因此提出了有分流棋盘模型,并应用于质量交换网络。该模型中贫富流股匹配更加多样化,适用于复杂的质量交换网络综合问题。此外,分支数是有分流棋盘模型... 详细信息

传统棋盘模型具有模拟计算量小、结构紧凑等优点,但在结构多样性方面存在一定局限,因此提出了有分流棋盘模型,并应用于质量交换网络。该模型中贫富流股匹配更加多样化,适用于复杂的质量交换网络综合问题。此外,分支数是有分流棋盘模型的关键参数,基于此提出了分支数匹配策略,在保证有分流棋盘模型的优化效率下可形成大小合适搜索空间。最后,将本文提出的方法运用于焦炉气脱硫、再生法回收苯酚以及废水脱酚三个算例,所获得的年综合费用分别为409367 USD/a、685114USD/a和348454 USD/a,均低于大部分文献所优化出的结果,其中算例再生法回收苯酚所得到的结果突破了已发表文献的最优解。

关键词：质量交换网络棋盘模型过程系统模型优化

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La_(1−x)Sr_(x)MnO_(3)钙钛矿涂层的抗结焦性能

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化工进展 2023年第4期42卷 1769-1778页

作者：梁贻景马岩卢展烽秦福生万骏杰王志远上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

目前,钙钛矿材料在汽车尾气催化处理、污水处理及燃料电池等方面应用广泛,但在抑制热裂解结焦涂层应用方面鲜有报道。本文以磷酸二氢铝为黏结剂,采用浆料法在HP40不锈钢基体表面制备了La_(1−x)Sr_(x)MnO_(3)钙钛矿涂层,采用X射线衍射(X... 详细信息

目前,钙钛矿材料在汽车尾气催化处理、污水处理及燃料电池等方面应用广泛,但在抑制热裂解结焦涂层应用方面鲜有报道。本文以磷酸二氢铝为黏结剂,采用浆料法在HP40不锈钢基体表面制备了La_(1−x)Sr_(x)MnO_(3)钙钛矿涂层,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和Raman光谱考察了La_(1−x)Sr_(x)MnO_(3)钙钛矿涂层及表面焦层的物相组成和微观结构,利用X射线光电子能谱(XPS)研究了涂层组成元素的化学状态,通过石脑油热裂解结焦实验评价了涂层的抗结焦效果。结合材料表征与实验结果,阐述了涂层抗结焦机理。表征结果显示,La_(1−x)Sr_(x)MnO_(3)钙钛矿涂层涂覆均匀,厚度约为30μm,与基底贴合紧密,粒子之间结合较好,但表面存在少量微孔;La_(1−x)Sr_(x)MnO_(3)钙钛矿氧化物具有明显的立方晶体特征,Sr进入LaMnO_(3)晶格未改变钙钛矿晶相结构;与未经掺杂的LaMnO_(3)涂层相比,Sr掺杂后的钙钛矿表面吸附氧含量与晶格氧含量之比O_(ads)/O_(latt)更高,而且涂层中氧空位的数量增加。热裂解结焦实验结果表明,钙钛矿涂层的抗结焦性能随着Sr含量的提高而增强,当裂解时间为3h和5h时,La_(0.2)Sr_(0.8)MnO_(3)涂层的抑制结焦效果分别可达到84.88%和82.31%。钙钛矿涂层结构不仅通过屏蔽基底金属的催化活性抑制了催化结焦过程,还通过催化焦炭氧化燃烧反应进一步减少热裂解焦炭的沉积。其中,Sr的掺杂可促进氧空位形成,增加氧的流动性,从而促进电子转移,进一步提高催化焦炭燃烧反应的活性。钙钛矿La_(1−x)Sr_(x)MnO_(3)涂层的涂覆会导致焦层中无序化焦炭的比例增加,焦炭的石墨化程度降低,有利于后续的清焦操作。

关键词：热解钙钛矿界面催化焦炭

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基于多特征提取的合成射流涡流控制机理研究

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工程力学 2024年第11期41卷 225-237页

作者：郝春阳董祥瑞蔡天意周骛蔡小舒上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流传热重点实验室上海200093

在横流的底部施加倾斜角为60?的合成射流,并采用大涡模拟(LES)对其周期性涡运动过程进行了数值模拟,研究不同激励参数条件下合成射流与横流相互作用涡环结构的产生机理及演变规律。该文首先利用第三代涡识别方法(Liutex矢量法)对流场中... 详细信息

在横流的底部施加倾斜角为60?的合成射流,并采用大涡模拟(LES)对其周期性涡运动过程进行了数值模拟,研究不同激励参数条件下合成射流与横流相互作用涡环结构的产生机理及演变规律。该文首先利用第三代涡识别方法(Liutex矢量法)对流场中涡环的演变过程进行了运动跟踪,并且定量统计合成射流在不同驱动频率(S_(t)=0.25,0.5,0.75,1)和驱动振幅(A_(0)=1,1.5,2,2.5)下涡旋结构的旋转强度和涡核尺度。此外,采用本征正交分解法(proper orthogonal decomposition,POD)方法和动态模态分解(dynamic mode decomposition,DMD)对合成射流特定频率(S_(t)=0.25)及振幅(A_(0)=2.5)下流场速度场进行模态分解,提取影响流场的主特征模态。结果表明:振幅对旋转强度和涡核尺寸大小有正贡献,而频率对旋转强度和涡核尺寸大小有负贡献;合成射流在横流中的涡运动机理可以概括为,在低频低振幅条件下有利于顺时针涡结构的产生,而在高频高振幅条件下有利于逆时针涡结构的产生;基于各阶POD模态的空间结构及频谱特征等特性,流场主特征结构为脱落涡,脱落频率与射流驱动频率一致(S_(t)=0.25)。初级顺时针涡旋结构为涡流控制的主导结构,而每阶模态均为多频耦合;通过DMD对流场信息进行时空解耦,得到了剪切诱导、涡合并等动力特征。多种特征提取方法的结合更有助于合成射流涡流控制机理的深入研究。

关键词：流体力学流动控制特征提取方法横流合成射流 Liutex矢量涡脱落主频率

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CFB锅炉宽筛分颗粒临界流化风速研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第7期55卷 2813-2818页

作者：于艺马有福吕俊复上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093 怀柔实验室山西研究院山西太原030032 清华大学教育部热科学与动力工程重点实验室北京100084

基于计算颗粒流体力学(CPFD),通过表征常规CFB锅炉床料(Set 1)、增加炉内细颗粒含量(Set 2)和减小初始床支撑料粒度(Set 3) 3种筛分分布的SiO_(2)颗粒,研究颗粒筛分变化对临界流化风速的影响。研究结果表明:在相同床层高度下,Set 1、Se... 详细信息

基于计算颗粒流体力学(CPFD),通过表征常规CFB锅炉床料(Set 1)、增加炉内细颗粒含量(Set 2)和减小初始床支撑料粒度(Set 3) 3种筛分分布的SiO_(2)颗粒,研究颗粒筛分变化对临界流化风速的影响。研究结果表明:在相同床层高度下,Set 1、Set 2和Set 3床料的临界流化风速分别为0.51、0.30和0.20 m/s。表明增加炉内细颗粒含量和减小初始床支撑料粒度均可明显降低临界流化风速。将宽筛分颗粒临界流化风速的数值模拟结果与相关关联式预测结果进行对比,表明ERGUN关联式的预测结果偏差较小,WEN-YU关联式的预测结果明显偏低。

关键词：循环流化床锅炉临界流化风速宽筛分颗粒计算颗粒流体力学

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天然烟浸滤液水合物法储甲烷动力学研究

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化工学报 2023年第3期74卷 1313-1321页

作者：胡晗杨亮李春晓刘道平上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

水合物法储存天然气被公认为是一种极具潜力的高效储气技术。如何加速水合物生成,又能保证水合促进材料绿色环保,是水合固气技术实用化的关键。本文利用天然烟丝和烟末浸泡滤液在8.0 MPa和274.2 K的实验条件下进行静态水合储甲烷实验,... 详细信息

水合物法储存天然气被公认为是一种极具潜力的高效储气技术。如何加速水合物生成,又能保证水合促进材料绿色环保,是水合固气技术实用化的关键。本文利用天然烟丝和烟末浸泡滤液在8.0 MPa和274.2 K的实验条件下进行静态水合储甲烷实验,研究甲烷水合物在烟滤液中的生成动力学特性。实验结果表明,水-烟质量比(液固比)为5~100的滤液与表面活性剂溶液性质相似,其表面张力比纯水下降36.7%~47.5%,甲烷水合物在该天然活性溶液中能快速生成。烟丝滤液中活性物含量明显低于烟末滤液,低液固比时,烟丝溶液有更高的水合储气量和储气速率;高液固比时,烟末滤液则表现出更优的水合储气性能,尤其在液固比为50时,烟末滤液中水合物储气量高达118.5 mmol·mol^(-1),储气速率达2.98 mmol·mol^(-1)·min^(-1)。

关键词：烟浸滤液甲烷储存水合物生成动力学促进

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