检索结果-内蒙古大学图书馆

动力工程学报 2023年第8期43卷 992-999页

作者：练智博杜雪霏许斌黄典贵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

采用非均等流量射流的控制方式,即叶顶射流孔流量沿轴向弦长方向呈二次曲线分布,通过数值模拟方法探究LISA涡轮在斜切式叶顶形状下非均等射流对叶顶间隙泄漏流动的影响。结果表明:与前缘至尾缘间隙由小到大相比,前缘至尾缘间隙由大到小... 详细信息

采用非均等流量射流的控制方式,即叶顶射流孔流量沿轴向弦长方向呈二次曲线分布,通过数值模拟方法探究LISA涡轮在斜切式叶顶形状下非均等射流对叶顶间隙泄漏流动的影响。结果表明:与前缘至尾缘间隙由小到大相比,前缘至尾缘间隙由大到小的叶顶形状下,非均等射流更有利于控制间隙流动,其相较于无射流下的涡轮等熵总总效率最大增幅可达2.20%,动叶出口质量平均总压损失系数最大降幅可达37.56%,间隙相对泄漏流量最大降幅可达48.57%;当射流比(总射流量占主流流量的比例)小于1.0%时,采用叶顶前缘单孔射流量大的分布方式,当射流比大于1.0%时,增加叶顶中部的单孔射流流量,这种非均等射流分布规律比均等射流控制效果更佳。

关键词：涡轮间隙流动非均等射流斜切式叶顶数值模拟

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优化变分模态分解与深度学习融合的滚动轴承故障诊断策略

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动力工程学报 2023年第6期43卷 749-758页

作者：孙康金江涛李春许子非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

针对滚动轴承早期振动信号具有强非线性特征,导致难以判断其故障类型,提出了以相关峭度和Lyapunov指数为综合目标函数的优化变分模态分解(OVMD)参数优化方法,对综合目标函数最小值进行搜索,以确定模态分解数及惩罚因子的最佳组合,实现... 详细信息

针对滚动轴承早期振动信号具有强非线性特征,导致难以判断其故障类型,提出了以相关峭度和Lyapunov指数为综合目标函数的优化变分模态分解(OVMD)参数优化方法,对综合目标函数最小值进行搜索,以确定模态分解数及惩罚因子的最佳组合,实现降噪与特征提取,重构故障信号,并采用相空间重构法还原系统动力学非线性结构,通过卷积神经网络(CNN)提取纯净信号。结果表明:OVMD可有效降噪并剔除无关分量,重构信号经CNN学习后,吸引子轨迹收缩,信号非线性降低,故障呈可分状;该OVMD-CNN诊断模型具有良好的鲁棒性与泛化性,可实现轴承故障的智能诊断。

关键词：变分模态分解相关峭度 Lyapunov指数相空间重构卷积神经网络故障诊断

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叶片尾缘偏转对升力型垂直轴水轮机性能的影响

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动力工程学报 2023年第1期43卷 83-91,101页

作者：李凯迪周东海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

提出通过叶片尾缘自主偏转,提高传统升力型垂直轴水轮机水能利用效率的新思路。采用计算流体力学(CFD)方法,结合动网格和重叠网格技术对垂直轴水轮机的水动力性能进行二维非稳态数值模拟计算提出了尾缘始终向压力面偏转(OSO)和尾缘以恒... 详细信息

提出通过叶片尾缘自主偏转,提高传统升力型垂直轴水轮机水能利用效率的新思路。采用计算流体力学(CFD)方法,结合动网格和重叠网格技术对垂直轴水轮机的水动力性能进行二维非稳态数值模拟计算提出了尾缘始终向压力面偏转(OSO)和尾缘以恒定的角速度进行连续偏转(CD)的2种尾缘偏转控制策略,探究了尾缘偏转长度和偏转角度对垂直轴水轮机获能特性的影响规律。结果表明:在低叶尖速比下,采用OSO型偏转形式对水轮机性能的提升效果更好,当叶尖速比为1.00时,在尾缘偏转角度幅值为15°与偏转长度为0.1倍弦长的尾缘偏转参数组合下,水轮机的平均获能效率可提高约17.1%;在中高叶尖速比下,采用CD型偏转形式可有效提升垂直轴水轮机的平均获能效率,当叶尖速比为3.00时,与原始水轮机相比,水轮机的平均获能效率最大可提升约15.39%;在实际运用中,可以将2种控制策略结合起来灵活实施,使得水轮机在全工况范围内保持高效的获能特性,使之具备工程化应用价值和潜力。

关键词：垂直轴水轮机叶片尾缘偏转获能效率数值模拟

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襟翼形式对扑翼获能特性影响的对比分析

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空气动力学学报 2023年第5期41卷 35-47,I0001页

作者：张刚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

提高新能源利用效率、减少石化能源的消耗,是实现我国“碳达峰、碳中和”目标的关键。扑翼式获能器是一种可从流体中获取能量且结构简单、环境友好的新型获能装置。为有效提高传统扑翼获能器的获能特性,提出一种带有尾缘襟翼的新型扑翼... 详细信息

提高新能源利用效率、减少石化能源的消耗,是实现我国“碳达峰、碳中和”目标的关键。扑翼式获能器是一种可从流体中获取能量且结构简单、环境友好的新型获能装置。为有效提高传统扑翼获能器的获能特性,提出一种带有尾缘襟翼的新型扑翼获能器,并采用计算流体力学(CFD)方法对其获能特性进行了数值模拟研究,比较了采用不同偏转策略的带尾缘襟翼扑翼的绕流流场和获能效率,发现在一个运动周期里尾缘采用连续偏转(TP式)方法提升扑翼获能特性的效果最为显著。最后,对比分析了主动式的尾缘襟翼和被动式的格尼襟翼对其扑翼获能性能的影响。结果表明,尾缘襟翼对扑翼获能效率的提升主要体现在中高缩减频率工况(f^(*)=0.12~0.22),在f^(*)=0.18时获能效率最大,可提高到46.3%;而格尼襟翼对扑翼获能效率的提升主要体现在中低缩减频率工况(f^(*)=0.08~0.14),在f*=0.12时获能效率最大,可提高到41.2%。因此这两种方法都具有实际应用前景和发展潜力。

关键词：扑翼获能尾缘襟翼格尼襟翼获能效率数值模拟

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蒸汽加热竖直窄矩形通道内流动沸腾换热实验与预测模型

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动力工程学报 2023年第8期43卷 959-966页

作者：赵谢飞陶乐仁金程居一伟黄理浩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

为了研究窄通道的流动沸腾换热特性,利用单面蒸汽加热的方式在竖直窄矩形通道中进行实验,分析了质量流量、入口过冷度等因素对换热特性的影响,并建立了适用于竖直窄矩形通道的流动沸腾换热预测关系式。基于目前大部分经验公式均忽略了... 详细信息

为了研究窄通道的流动沸腾换热特性,利用单面蒸汽加热的方式在竖直窄矩形通道中进行实验,分析了质量流量、入口过冷度等因素对换热特性的影响,并建立了适用于竖直窄矩形通道的流动沸腾换热预测关系式。基于目前大部分经验公式均忽略了入口过冷度对气泡生长过程的影响,导致流动沸腾换热预测精确度偏低,故考虑窄矩形通道的尺寸限制和流体表面张力影响,引入相关系数后建立了新的预测模型。结果表明:当质量流量增加或入口过冷度减小时,壁面温度先上升后下降,然后逐渐趋于稳定;同时入口过冷度的减小将大幅增大传热系数,而质量流量的变化对传热系数影响较小,并且在入口过冷度较高时,质量流量的影响进一步减弱;新的预测模型可在本实验工况范围内较好地预测窄矩形通道流动沸腾传热系数。

关键词：窄通道两相流传热系数预测模型

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吹吸联合射流对垂直轴风力机气动特性的影响研究

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动力工程学报 2023年第8期43卷 1022-1029页

作者：刘青松缪维跑罗帅李春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

针对垂直轴风力机(VAWT)复杂流场特性,提出一种基于吹吸联合射流的主动流动控制方法,以抑制攻角周期性变化导致的动态失速现象。通过在翼型吸力面前缘和压力面尾缘同时进行吸气与吹气,采用高精度数值模拟研究其对垂直轴风力机气动性能... 详细信息

针对垂直轴风力机(VAWT)复杂流场特性,提出一种基于吹吸联合射流的主动流动控制方法,以抑制攻角周期性变化导致的动态失速现象。通过在翼型吸力面前缘和压力面尾缘同时进行吸气与吹气,采用高精度数值模拟研究其对垂直轴风力机气动性能的影响。结果表明:在中低叶尖速比下吹吸联合射流对功率系数的提升效果最为明显,并能显著减缓叶片动态失速现象,消除整机负转矩,进而减小叶片离心力以及增加风轮的稳定性与安全性。

关键词：垂直轴风力机主动流动控制气动性能计算流体力学

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精细搜索策略应用于质量交换网络综合

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化工学报 2022年第7期73卷 3145-3155页

作者：杨岭崔国民周志强肖媛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

质量交换网络是化工过程系统的重要组成部分,其优化设计对降低污染排放具有重要意义。采用启发式算法优化质量交换网络时,存在难以兼顾全局搜索和局部搜索的问题。通过分析不同精度优化参数下的优化结果,揭示了该问题的成因,并提出一种... 详细信息

质量交换网络是化工过程系统的重要组成部分,其优化设计对降低污染排放具有重要意义。采用启发式算法优化质量交换网络时,存在难以兼顾全局搜索和局部搜索的问题。通过分析不同精度优化参数下的优化结果,揭示了该问题的成因,并提出一种精细搜索策略用于基础算法所得结构的深度优化。该策略包含两种方法,方法1采用具有个体回代与分化的高精度强制进化随机游走算法,可保留个体结构变异能力;方法2采用确定性方法依次对多维目标函数中的每个变量进行一维搜索,具有精度高收敛快的优点。将该策略应用于焦炉气脱硫和空气除氨算例,得到的结果分别为407308 USD·a^(-1)和127807 USD·a^(-1),经济性优于现有文献中的结果,验证了本策略的有效性。

关键词：质量交换网络过程系统优化强制进化随机游走算法确定性方法

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竖直振动激励下颗粒毛细上升行为研究

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物理学报 2022年第10期71卷 201-208页

作者：于天林凡凤仙上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 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

竖直振动激励下颗粒毛细上升现象为颗粒物料的提升、输运和采集提供了一种全新的技术路径.然而,已有颗粒毛细上升行为研究仍存在明显不足,特别是缺乏对重力加速度、水平振动分量、颗粒粒径分布影响的深入探究.针对这些问题,采用离散元方... 详细信息

竖直振动激励下颗粒毛细上升现象为颗粒物料的提升、输运和采集提供了一种全新的技术路径.然而,已有颗粒毛细上升行为研究仍存在明显不足,特别是缺乏对重力加速度、水平振动分量、颗粒粒径分布影响的深入探究.针对这些问题,采用离散元方法,对不同操作条件下颗粒毛细上升现象开展数值模拟研究,并对颗粒最终毛细上升高度和平均毛细上升速度进行计算分析.结果表明,在低重力条件下,颗粒毛细效应仍能发生,颗粒最终毛细上升高度和平均毛细上升速度随重力加速度均呈现先增加后减小的趋势;颗粒最终毛细上升高度对水平振动分量的变化不敏感,而平均毛细上升速度随水平振动分量的增大而增加;在平均粒径相等的情况下,粒径服从高斯分布的颗粒比单一粒径颗粒的最终毛细上升高度最大值对应的临界管径更大,并且同处于堵塞效应影响的管径区域时平均毛细上升速度也更快.

关键词：颗粒物质毛细效应竖直振动离散元方法

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一种应用于换热网络综合的阻尼优化方法

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化工学报 2022年第5期73卷 2060-2072页

作者：刘薇薇崔国民张璐肖媛杨其国张冠华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

针对启发式方法优化换热网络在优化后期易陷入局部极值的问题,提出一种阻尼优化方法,即通过引入延缓概率的概念,以一定的概率不接受费用下降的结构,延缓该结构形成固定匹配,避免因连续变量优化过快导致整型变量优化不充分而陷入局部最... 详细信息

针对启发式方法优化换热网络在优化后期易陷入局部极值的问题,提出一种阻尼优化方法,即通过引入延缓概率的概念,以一定的概率不接受费用下降的结构,延缓该结构形成固定匹配,避免因连续变量优化过快导致整型变量优化不充分而陷入局部最优。通过探讨不同阶段的优化特点及优化陷入局部极值的成因,进而提出分阶段延缓策略,合理调控延缓条件以及延缓概率的取值,从而提高算法的全局搜索能力。最后采用四个不同规模的算例进行验证,结果表明该方法可有效地跳出局部最优解,促进结构的进一步优化。

关键词：换热网络优化局部极值延缓结构进化模型计算机模拟

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金属3D打印复合毛细芯孔径配比对环路热管特性影响

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化工进展 2022年第4期41卷 1715-1724页

作者：胡卓焕袁成伟许佳寅罗婷周志杰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

环路热管(loop heatpipe,简称LHP)是一种利用工质相变进行热量传递的强化传热元件,广泛应用于余热回收、太阳能集热器以及电子器件散热等。而LHP蒸发器内毛细芯对其工作性能具有决定作用,3D打印毛细芯可克服烧结毛细芯孔径分布不均且随... 详细信息

环路热管(loop heatpipe,简称LHP)是一种利用工质相变进行热量传递的强化传热元件,广泛应用于余热回收、太阳能集热器以及电子器件散热等。而LHP蒸发器内毛细芯对其工作性能具有决定作用,3D打印毛细芯可克服烧结毛细芯孔径分布不均且随机性高的局限性。本文根据LHP蒸发器内气液两相的流动特点,将3D打印毛细芯的上层定义为吸液层,下层定义为蒸发层,并对其上下层孔径的配比进行研究后发现:在本文所研究的工况下,当蒸发层孔径一定时,增大吸液层孔径会使蒸发区内过热度降低;减小吸液层孔径会使蒸发区内出现干烧现象,二者皆会限制LHP的传热性能。此外,当吸液层孔径一定时,增大蒸发层孔径会造成热泄漏,减小蒸发层孔径可强化LHP在高负荷下的传热性能。蒸发层孔径为100μm、吸液层孔径为200μm的复合毛细芯具有更高的传热系数和热负荷。

关键词：环路热管相变传热 3D打印复合材料

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