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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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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超声速差法平面叶栅流场试验和数值研究

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中国电机工程学报 2024年第2期44卷 652-658,I0018页

作者：俞天阳张世玮却依飞马良田昌苏明旭上海理工大学能源与动力工程学院上海市杨浦区200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海市杨浦区200093

针对平面叶栅狭小通道中流场非接触测量难题,提出一种基于超声速差原理的二维流场测量方法。设计一种2×4超声波斜、平口换能器组合阵列,研制一套多通道超声法测量和气流速度场重建系统。开展平面叶栅流场测量试验,成功获取了3种不... 详细信息

针对平面叶栅狭小通道中流场非接触测量难题,提出一种基于超声速差原理的二维流场测量方法。设计一种2×4超声波斜、平口换能器组合阵列,研制一套多通道超声法测量和气流速度场重建系统。开展平面叶栅流场测量试验,成功获取了3种不同进口速度条件下流道二维速度场。利用COMSOL Multiphysics中CFD模块同步开展叶栅流场数值模拟,并与试验结果对比。结果表明:超声测量与数值模拟结果较为接近,速度大小和偏转角误差均在5%以内,较好地反映叶栅通道的流动特点。提出的超声测量技术有望进一步用于高马赫数流场研究。

关键词：二维超声阵列速差法平面叶栅流场测量数值模拟

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光纤后向动态光散射测量纳米颗粒的浓度适用范围研究

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化工学报 2023年第8期74卷 3320-3328页

作者：仪显亨周骛蔡小舒蔡天意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

常用的动态光散射法在测量高浓度纳米颗粒时需要充分稀释样品,避免多次散射效应,以得到准确的测量结果。基于单模光纤后向动态光散射原理发展了一套光纤后向动态光散射测量装置,利用单根单模光纤同时发射激光与接收散射光来抑制多次散射... 详细信息

常用的动态光散射法在测量高浓度纳米颗粒时需要充分稀释样品,避免多次散射效应,以得到准确的测量结果。基于单模光纤后向动态光散射原理发展了一套光纤后向动态光散射测量装置,利用单根单模光纤同时发射激光与接收散射光来抑制多次散射,无须稀释样品,实现了高浓度纳米颗粒粒度的直接测量。为确定该测量方法的浓度适用范围,开展了理论与实验研究。首先,理论分析了不同粒径的颗粒散射平均自由程与体积浓度的关系,并根据该装置的散射区域特性计算了理论测量浓度上限。其次,利用该装置对不同粒径纳米颗粒多种体积浓度的样品进行了颗粒粒度测量。理论与实验结果表明,随着粒径的增加,测量浓度的上限降低,二者趋势一致,但在颗粒大于300 nm后实验结果与理论分析结果的偏差逐渐增大,实验浓度略低于理论浓度1%~2%(体积)。

关键词：后向动态光散射纳米粒子仪器测量粒径单模光纤

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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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肋密度对齿状翅片管外冷凝换热和流动的影响

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化工学报 2023年第10期74卷 4087-4096页

作者：李猛陶乐仁黄理浩金程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

采用数值和实验相结合的方法研究了齿状翅片管周围的冷凝流动和传热特性。利用经过验证的计算模型,分析了齿状翅片管在周向和轴向上的膜流动特性和冷凝传热系数,提供了有关高性能管中冷凝过程的信息。结果表明,齿状翅片管的周向和轴向... 详细信息

采用数值和实验相结合的方法研究了齿状翅片管周围的冷凝流动和传热特性。利用经过验证的计算模型,分析了齿状翅片管在周向和轴向上的膜流动特性和冷凝传热系数,提供了有关高性能管中冷凝过程的信息。结果表明,齿状翅片管的周向和轴向薄膜厚度随着肋密度的增加而增加。对齿状翅片管特殊的传热结构进行了研究,发现复杂的传热结构导致表面张力的变化,从而改变了液膜的分布。齿状翅片管的局部冷凝传热系数对液膜分布非常敏感。得到了与最大总传热系数相对应的最佳肋密度,表明齿状翅片管的强化传热机理是传热面积和液膜厚度的共同作用。

关键词：齿状翅片管肋密度冷凝传热数值模拟 VOF

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海上风力机防护装置布孔方式及性能研究

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振动与冲击 2023年第24期42卷 249-256页

作者：王瑀琎赵鑫磊岳新智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200093

海上风力机存在受船舶碰撞的风险隐患,一旦发生将导致风力机损伤甚至倒塌事故,造成严重经济损失,因此有必要对其进行防护设计以提高安全性。为此采用显示动力分析软件LS-DYNA,通过对防护装置设置通孔,研究孔数及相对角度对防护性能的影... 详细信息

海上风力机存在受船舶碰撞的风险隐患,一旦发生将导致风力机损伤甚至倒塌事故,造成严重经济损失,因此有必要对其进行防护设计以提高安全性。为此采用显示动力分析软件LS-DYNA,通过对防护装置设置通孔,研究孔数及相对角度对防护性能的影响。结果表明:设孔防护装置可延长船舶与风力机接触时间,强化能量转化效果,降低船舶回弹能量;三孔防护装置吸能效果最优,单孔与双孔结构设孔角度分别取50°,60°范围内,其吸能效果均优于无孔防护装置;在船艏撞击范围内设孔,可为橡胶材料提供额外变形空间,增强防护装置抗撞能力;多孔防护装置孔间材料承担主要变形吸能作用,合适的孔间距有助于提高防护性能;孔间距较小的防护装置能吸收较多能量,但易导致材料压溃失效。

关键词：海上风力机设孔结构防护设计防护性能

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