检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2023年第2期59卷 259-267页

作者：庞可超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

为了提高风力机的气动性能,基于NREL Phase Ⅵ水平轴风力机叶片,设计出的一种双层翼叶片。通过计算流体力学的方法,在不同来流风速下,对比分析了双层翼叶片与按比例缩放各叶高处弦长的NREL Phase Ⅵ水平轴风力机叶片的扭矩与弯矩,研究... 详细信息

为了提高风力机的气动性能,基于NREL Phase Ⅵ水平轴风力机叶片,设计出的一种双层翼叶片。通过计算流体力学的方法,在不同来流风速下,对比分析了双层翼叶片与按比例缩放各叶高处弦长的NREL Phase Ⅵ水平轴风力机叶片的扭矩与弯矩,研究了叶片实度的影响,发现实度增加并不是双层翼叶片的气动性能优于原始NREL Phase Ⅵ风力机叶片的主要原因。对不同弦长比、垂直距离及水平距离的大小叶片所组成的双层翼结构进行数值模拟研究,利用流线图着重分析了大小叶片水平距离对风力机气动性能的影响,总结了气动性能随双层翼叶片几何参数的变化规律,发现在15 m/s至25 m/s的风速下,选择较大弦长比、较大垂直距离或者较小水平距离的双层翼叶片可得到较高的扭矩值,但弯矩值也会随之增加。

关键词：双层翼水平轴风力机气动性能流动控制风能

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质子交换膜燃料电池引射器的优化设计

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工程热物理学报 2025年第1期46卷 83-91页

作者：张迪博施鎏鎏张文杰上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 动力机械与工程教育部重点实验室上海交通大学上海200240 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

针对PEMFC引射器的性能受结构尺寸影响,且根据主流设计方法所得到的方案存在严重的设计点偏离问题,本文开展引射器优化设计。首先根据索科洛夫经验公式对引射器进行初步设计,确定需要优化的参数;然后采用拉丁超立方试验设计方法确定初... 详细信息

针对PEMFC引射器的性能受结构尺寸影响,且根据主流设计方法所得到的方案存在严重的设计点偏离问题,本文开展引射器优化设计。首先根据索科洛夫经验公式对引射器进行初步设计,确定需要优化的参数;然后采用拉丁超立方试验设计方法确定初始样本点,样本点的响应值均由CFD计算分析得到;接着构造径向基函数代理模型,并对其进行超参数调优提高模型性能;再通过粒子群优化算法对当前代理模型进行优化,获得原优化问题的可能最优解;在优化过程中逐步增加内部样本点,并更新代理模型以提高其在全局最优解附近的精度;最后对优化参数进行相关性分析。使用该方法对某引射器进行优化设计,结果表明:引射器在最优设计点处引射系数提高22.5%;喷嘴出口直径、混合室入口直径、喷嘴距混合室入口间的距离对引射器性能具有较大影响。

关键词：质子交换膜燃料电池引射器径向基函数代理模型粒子群优化算法

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填充金属泡沫铜对相变材料在半圆柱容腔中传热机理的研究

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西安交通大学学报 2023年第2期57卷 21-30页

作者：孙向昕张华王子龙豆斌林张冠华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

为研究不同金属泡沫铜填充率下金属泡沫铜对石蜡融化过程的传热规律,设计并搭建了一套可视化蓄能实验装置,并建立了对应的数学传热模型,分析了不同填充率下复合相变材料在融化过程中温度分布、固液相界面、速度矢量、液相分数和平均Nu... 详细信息

为研究不同金属泡沫铜填充率下金属泡沫铜对石蜡融化过程的传热规律,设计并搭建了一套可视化蓄能实验装置,并建立了对应的数学传热模型,分析了不同填充率下复合相变材料在融化过程中温度分布、固液相界面、速度矢量、液相分数和平均Nu的变化,得到了不同填充率下金属泡沫铜对石蜡相变过程的强化传热机理,并进行了实验验证。结果表明:当金属泡沫铜的填充率从0增大至1.28%时,复合相变蓄热材料的融化时间从901 s缩短至830 s,较纯石蜡减少了7.88%,而当泡沫铜填充率为1.28%时,石蜡内部温度为12.6 K,梯度最小;平均Nu从24.89下降到3.27,下降了86.9%。由模拟结果可得,填充率为0.43%、1.28%的复合相变材料液化速率较纯石蜡分别提高了1.61%、7.11%,这说明金属泡沫铜的填充率越大,强化传热效果越好。

关键词：石蜡泡沫金属自然对流强化传热数值模拟

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锂电池循环充放电过程热管理实验

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高校化学工程学报 2023年第4期37卷 552-559页

作者：周东波杨亮刘道平胡尚尚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

针对动力电池充放电过程积热问题,以动力锂电池(18650型)为研究对象,在25、30和35℃恒温环境中,研究自然风冷、强制风冷和相变材料冷却3种方式对电池在1、2和3 C倍率放电时散热性能的影响。研究结果表明,自然风冷下,电池温度随环境温度... 详细信息

针对动力电池充放电过程积热问题,以动力锂电池(18650型)为研究对象,在25、30和35℃恒温环境中,研究自然风冷、强制风冷和相变材料冷却3种方式对电池在1、2和3 C倍率放电时散热性能的影响。研究结果表明,自然风冷下,电池温度随环境温度和放电倍率的增加而上升,且在35℃、3 C放电倍率时表面最高温度达到86.45℃,最大温升速率达到20.6℃·min^(-1);1和3 m·s^(-1)风速下,温度分别下降31.29%和32.61%,且3 m·s^(-1)风速时的温升速率下降至6℃·min^(-1)以下;相变材料在电池多次循环充放电过程中,对电池冷却效果最稳定,降温效果最佳,最高温度低于50℃,表面温差小于3℃,且温升速率降低至3℃·min^(-1)以下。研究结果对动力电池充放电过程热管理具有一定指导意义。

关键词：锂电池热管理温升速率相变循环

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电子膨胀阀开度对恒温恒湿箱系统性能的影响

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制冷学报 2024年第6期45卷 145-151页

作者：金露露盛健张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

节流装置的调节对恒温恒湿箱系统性能具有重要影响。基于恒温恒湿箱定频制冷系统,实验研究了不同目标工况下电子膨胀阀(EEV)开度(10%~30%)对蒸发器过热度、压缩机排气温度、蒸发器翅片温度及箱内温湿度的影响。结果表明:EEV开度为15%~30... 详细信息

节流装置的调节对恒温恒湿箱系统性能具有重要影响。基于恒温恒湿箱定频制冷系统,实验研究了不同目标工况下电子膨胀阀(EEV)开度(10%~30%)对蒸发器过热度、压缩机排气温度、蒸发器翅片温度及箱内温湿度的影响。结果表明:EEV开度为15%~30%时,可保证过热度(8~15℃)和排气温度在安全合理范围内;EEV开度为20%以下时,设置旁通毛细管,使压缩机吸气带液冷却而安全运行;低温低湿和高温高湿工况下,较大开度使温湿度调节时间缩短10~20 min,低温高湿和高温低湿工况下,较大开度造成额外湿补偿或热补偿的能耗并延长温湿度调节时间;不同目标工况下,小开度(15%)相比大开度(25%、30%)箱内的相对湿度和干球温度更趋近目标温湿度,温湿度控制精度更高。

关键词：恒温恒湿箱电子膨胀阀过热度排气温度

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化学链燃烧中煤灰原位改性对钙基载氧体炭沉积的影响

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化工进展 2024年第8期43卷 4253-4261页

作者：梁国威金晶董波侯封校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与传热重点实验室上海200093 中北大学能源与动力工程学院山西太原030051

在流化床中利用准东煤灰负载在钙基载氧体上,对钙基载氧体进行原位改性,从而制备改性的CaSO_(4)-Ash复合载氧体。借助TG-MS实验中的CO_(2)离子流量强度曲线,考察准东煤灰负载量对载氧体还原反应过程中炭沉积特性的影响规律,并通过固固... 详细信息

在流化床中利用准东煤灰负载在钙基载氧体上,对钙基载氧体进行原位改性,从而制备改性的CaSO_(4)-Ash复合载氧体。借助TG-MS实验中的CO_(2)离子流量强度曲线,考察准东煤灰负载量对载氧体还原反应过程中炭沉积特性的影响规律,并通过固固反应与气固反应定量耦合实验,探究炭沉积的来源。结果表明:炭沉积量随原位改性制备过程中煤灰比例升高先减少后增加,添加质量分数为10%的准东煤灰制备的CaSO_(4)-10Ash复合载氧体能够最大程度降低炭沉积问题,减少了79.5%的炭沉积。固固反应中随煤灰负载比例升高,煤焦炭残留量减少,气固反应中煤灰负载比例大于5%时,复合载氧体性能开始呈下降趋势,积炭量开始增多;当煤灰负载比例大于10%时,随负载比例继续升高而增多的炭沉积的量主要来自于CO分解产生的积炭。

关键词：化学链燃烧准东煤煤灰改性 CaSO_(4)载氧体

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蒸汽加热垂直矩形窄通道内流型与局部换热特性研究

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动力工程学报 2024年第10期44卷 1515-1524页

作者：顾晟杰陶乐仁金程居一伟赵谢飞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

为了明确竖直矩形窄通道内各阶段流动沸腾的换热特性,优化换热器性能,以去离子水为工质,对尺寸为1400 mm×250 mm×2.75 mm(高×宽×深)的蒸汽加热垂直矩形窄通道内流动沸腾流型与局部换热特性进行实验研究。将由实验... 详细信息

为了明确竖直矩形窄通道内各阶段流动沸腾的换热特性,优化换热器性能,以去离子水为工质,对尺寸为1400 mm×250 mm×2.75 mm(高×宽×深)的蒸汽加热垂直矩形窄通道内流动沸腾流型与局部换热特性进行实验研究。将由实验数据得到的流型图与不同加热条件下的现有流型图进行了对比分析。结合流型变化分析了进口温度、质流密度、加热功率对局部换热特性的影响,并基于对实验数据的参数分析,得到适用于该实验工况下的新流动沸腾传热关联式。结果表明:入口温度的升高对提升核态沸腾段的换热有积极作用,而在进入搅拌流阶段后,其对局部传热系数的影响很小;质流密度增加会降低核态沸腾阶段的局部传热系数,提升液膜流动蒸发区的局部传热系数;随着加热功率的增加,局部传热系数的峰值呈现左移的趋势;新的传热关联式能很好地预测该实验工况下蒸汽加热垂直矩形窄通道内流动沸腾的局部传热系数。

关键词：窄通道流动沸腾可视化换热特性蒸汽加热

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风力机翼型S809绕流流动特性的POD和DMD对比分析

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空气动力学学报 2024年第3期42卷 55-68页

作者：李凯迪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

失速时的流动分离现象对风力机叶片的气动性能有重要影响,S809作为典型水平轴风力机翼型,在临界失速攻角下气动性能会大幅降低。基于流动特征提取的非定常流场降阶模型(reduced-order model,ROM)是进一步深入了解非定常流动的重要手段... 详细信息

失速时的流动分离现象对风力机叶片的气动性能有重要影响,S809作为典型水平轴风力机翼型,在临界失速攻角下气动性能会大幅降低。基于流动特征提取的非定常流场降阶模型(reduced-order model,ROM)是进一步深入了解非定常流动的重要手段。本文通过计算流体力学方法得到轻、深失速攻角下翼型的流动特征,对时变速度场进行本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)和动态模态分解(dynamic mode decomposition,DMD)分析,得到轻、深失速下翼型的非定常流场信息(能量占比、模态频率等)。通过两种方法的对比,结果表明,POD和DMD方法能够准确捕捉流动过程中的非定常结构和升力主频相同的典型模态,但是POD方法由于基于能量特征,在捕捉模态时会忽略与升力主频相近但能量较小的流动结构,而基于频率特征的DMD方法能够准确获得场的演化信息(增长率、频率等)。本文研究有利于针对主频结构发展相应的流动控制方法,从而改善翼型流场情况,提高气动性能。

关键词：风力机翼型绕流计算流体力学降阶模型本征正交分解动态模态分解

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基于蒙特卡罗法的三维颗粒消光模型

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激光与光电子学进展 2024年第23期61卷 410-416页

作者：邓飞黄茜苏格毅孙存金苏明旭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

设计一个基于蒙特卡罗法(MCM)的三维消光模型,在三维空间中将入射光离散成光子,以Mie散射理论描述单个颗粒的散射行为,统计光子进入颗粒系统后的所有事件,实现对颗粒系统的消光谱预测。同步开展传统消光模型即Lambert-Beer(LB)模型计算... 详细信息

设计一个基于蒙特卡罗法(MCM)的三维消光模型,在三维空间中将入射光离散成光子,以Mie散射理论描述单个颗粒的散射行为,统计光子进入颗粒系统后的所有事件,实现对颗粒系统的消光谱预测。同步开展传统消光模型即Lambert-Beer(LB)模型计算,搭建消光谱测量装置对模型进行实验验证。结果表明,三维MCM模型与LB模型的均方根误差在0.003以内,与实验的均方根误差小于0.015。初步验证了三维MCM预测消光谱的可靠性,并拓展了消光法适用范围,使三维MCM模型成功应用于混合颗粒系统,并实现非平行光束入射条件下的消光谱预测。

关键词：蒙特卡罗法 Lambert-Beer模型三维消光谱

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基于多光谱成像技术的火焰温度及辐射率分布测量方法研究

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光谱学与光谱分析 2023年第11期43卷 3644-3652页

作者：王文松裴晨曦杨斌王志新强科杰王莹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 上海航天动力技术研究所上海201109

火焰燃烧参数能直接反映火焰燃烧状态,并对燃烧过程进行诊断、预测和优化。火焰温度及辐射率是燃烧状态的重要表征参数,火焰温度及辐射率的准确测量对于建立燃烧模型、优化燃烧过程和控制污染物排放有着非常重要的意义。随着数字图像技... 详细信息

火焰燃烧参数能直接反映火焰燃烧状态,并对燃烧过程进行诊断、预测和优化。火焰温度及辐射率是燃烧状态的重要表征参数,火焰温度及辐射率的准确测量对于建立燃烧模型、优化燃烧过程和控制污染物排放有着非常重要的意义。随着数字图像技术与光谱学的发展,多光谱成像技术逐步应用于火焰燃烧温度及辐射率测量。针对光谱仪空间分辨率低和RGB彩色相机光谱分辨率低的问题,多光谱成像技术能获得兼顾空间分辨率及光谱分辨率的火焰光谱图像,实现火焰温度及辐射率分布测量,具有高时空分辨率、响应快速及测温范围宽等优点。因此,提出了基于多光谱成像技术的火焰温度及辐射率测量方法,搭建标准高温黑体辐射实验测量系统,对多光谱相机665~960 nm波段开展高温黑体辐射响应系数标定实验,获得多光谱相机25波段光谱响应标定系数,通过四阶多项式拟合建立多光谱相机各波段下仪器响应值与理论辐射强度之间的关系,并开展多光谱成像技术测量验证实验,结果显示温度与辐射率测量的相对偏差分别小于1%与4%。在此基础上,以蜡烛火焰为研究对象,建立了火焰多光谱成像测量系统,获得了蜡烛火焰多光谱辐射图像,基于普朗克辐射定律参数拟合方法,实现了蜡烛火焰温度与辐射率分布测量。测量结果表明:火焰竖直平面上火焰中心区温度及辐射率均高于火焰上部和底部;蜡烛火焰温度测量结果范围约为1350~2050 K,火焰中心区最高温度约为2050 K;蜡烛火焰辐射率测量结果范围约为0.04~0.36,火焰中心区最高辐射率为0.36。测量结果与蜡烛火焰燃烧过程及辐射特性分布规律一致。

关键词：多光谱成像燃烧诊断辐射测温法蜡烛火焰火焰辐射率分布

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