检索结果-内蒙古大学图书馆

核科学与工程 2024年第3期44卷 602-612页

作者：席新铭张程王笑语李肖飞张宇宁华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206 华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 清华大学能源与动力工程系北京100084

空化破坏现象在核电厂中广泛存在。为了更深入地揭示空化破坏的机理,本文借助高速摄影实验系统,研究了直角凸壁面附近非对称位置空泡的动力学行为。具体分析了空泡的轮廓变形,形心的移动距离和方向,以及空泡射流的方向随着空泡与壁面相... 详细信息

空化破坏现象在核电厂中广泛存在。为了更深入地揭示空化破坏的机理,本文借助高速摄影实验系统,研究了直角凸壁面附近非对称位置空泡的动力学行为。具体分析了空泡的轮廓变形,形心的移动距离和方向,以及空泡射流的方向随着空泡与壁面相对位置d、h的变化规律。本文主要结论如下:(1)空泡的变形与空泡和固体壁面的相对位置d、h有关。随着空泡与右壁面的距离d的增大,空泡的非对称性越来越弱。随着空泡与上壁面的距离h的增大,在整个空泡的动力学过程中空泡的非球形特征逐渐减弱。(2)在空泡的溃灭和再生长过程中,空泡形心会持续地向左下方移动,且形心向左移动的距离随着d和h的增大而明显减小。(3)当空泡与上壁面的距离h适当时,会产生明显的斜向左下方的射流现象,且射流方向角θ随着d的增大而增大。

关键词：空泡动力学行为直角凸壁面空泡移动射流现象

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基于集成GAN的旋转机械故障诊断方法研究

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汽轮机技术 2022年第3期64卷 213-216页

作者：高玉才付忠广王诗云谢玉存杨云溪华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206

旋转机械运行工况不稳定、故障类型多样,振动信号中所含的信号成份较为复杂,传统的故障诊断方法难以满足实际需求,利用大数据和神经网络技术实现旋转机械的故障诊断已经成为当前的研究热点。针对神经网络过拟合现象,提出一种基于生成对... 详细信息

旋转机械运行工况不稳定、故障类型多样,振动信号中所含的信号成份较为复杂,传统的故障诊断方法难以满足实际需求,利用大数据和神经网络技术实现旋转机械的故障诊断已经成为当前的研究热点。针对神经网络过拟合现象,提出一种基于生成对抗网络(GAN)的旋转机械故障诊断集成方法。首先利用小波变换将振动信号转换为小波时频图,然后搭建5组生成对抗网络分别对应旋转机械的5种运行状态,利用对抗训练机制进行预训练,减轻网络过拟合,再利用所有训练样本数据分别对每组判别器进行增强训练,最后综合各判别器的输出结果预测旋转机械的运行状态。实验表明,本文方法能够准确识别旋转机械的常见故障类型。

关键词：旋转机械故障诊断小波变换生成对抗网络集成方法

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周期性爆沸诱导的液滴自驱动

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物理学报 2021年第24期70卷 218-230页

作者：曹春蕾徐进良叶文力华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室北京102206 华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206

将液滴沉积在高于Leidenfrost温度的表面上,液滴将悬浮在自身的蒸汽垫上,这使液滴具有惊人的移动性,通常通过构造不对称的微纳结构表面对液滴下方的蒸汽流进行校正,实现液滴自驱动.但液滴运动方向和液滴输运速度(10-40 cm/s)具有局限性... 详细信息

将液滴沉积在高于Leidenfrost温度的表面上,液滴将悬浮在自身的蒸汽垫上,这使液滴具有惊人的移动性,通常通过构造不对称的微纳结构表面对液滴下方的蒸汽流进行校正,实现液滴自驱动.但液滴运动方向和液滴输运速度(10-40 cm/s)具有局限性.本实验构造Leidenfrost传热面和撞击面,Leidenfrost传热面用于悬浮液滴并为其提供足够的能量,当Leidenfrsot液滴(燃料)与撞击面(点火器)接触时,粗糙环的大量微/纳米腔不仅会向液滴产生额外的辐射热量,而且还会提供成核点以在约10 ms内触发爆炸沸腾.利用周期性爆炸沸腾产生的脉冲推力F_(th)实现液滴自驱动.液滴运动初始阶段由于惯性力F_(i)占主导,液滴撞击多为镜面反射,液滴运动轨迹较为混乱,随着液滴直径减小,脉冲推力F_(th)占主导,液滴轨迹通过Leidenfrost传热面中心.同时液滴输运速度高达68.91 cm/s,这是在以往微纳结构表面液滴自驱动从未实现的.这一发现为高温下操纵液滴提供了新的思路,有望在微流控和传热等两相系统中得到重要的应用.

关键词： Leidenfrost 液滴动力学爆炸沸腾热量传递

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采用底部供液强化低液位沸腾传热的仿真研究

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华北电力大学学报(自然科学版) 2025年第2期52卷 116-125页

作者：张愿男张毓翔肖杨李嘉华钟达文陈林华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 电站能量传递转化与系统教育部重点实验室(华北电力大学) 北京102206 北京智慧能源研究院氢能研究所北京102209 华北电力大学核科学与工程学院北京102206

新型薄液膜沸腾采用独特的底部供液方式,能够实现超过1000 W/cm^(2)的超高热流密度,具有应用于芯片散热等领域的巨大潜力。受到薄液膜沸腾启发,建立了采用底部供液的低液位沸腾传热的仿真模型,模拟研究了液位高度和供液流速对沸腾传热... 详细信息

新型薄液膜沸腾采用独特的底部供液方式,能够实现超过1000 W/cm^(2)的超高热流密度,具有应用于芯片散热等领域的巨大潜力。受到薄液膜沸腾启发,建立了采用底部供液的低液位沸腾传热的仿真模型,模拟研究了液位高度和供液流速对沸腾传热的影响规律,运用场协同原理分析了底部供液强化低液位沸腾传热的内在机理。计算结果表明:(1)底部供液的冷流体冲破汽泡大幅增强了对流传热;(2)冷流体扰动过热流体层,润湿传热表面,增强了微液层的蒸发强度;(3)底部供液和低液位沸腾实现了汽泡脱离路径和冷却液润湿路径相分离,大大延缓Helmholtz不稳定性现象的出现;(4)随着底部供液流速的增加以及液位高度的降低,低液位沸腾换热性能得到明显增强。

关键词：薄液膜沸腾底部供液低液位沸腾强化传热

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基于经验小波变换和卷积神经网络的水泵水轮机无叶区流态特征提取及识别研究

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力学与实践 2023年第5期45卷 1091-1100页

作者：李浩郑祥豪张宇宁李金伟华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206 华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 中国水利水电科学研究院北京100048

监测和识别原型水泵水轮机无叶区的流动状态,对于保证抽水蓄能电站的运行安全性和稳定性有非常重要的意义。本文提出了一种基于经验小波变换、散布熵和卷积神经网络原理的流态特征提取和识别方法,首先使用经验小波变换对压力脉动信号进... 详细信息

监测和识别原型水泵水轮机无叶区的流动状态,对于保证抽水蓄能电站的运行安全性和稳定性有非常重要的意义。本文提出了一种基于经验小波变换、散布熵和卷积神经网络原理的流态特征提取和识别方法,首先使用经验小波变换对压力脉动信号进行分解,然后通过计算各分量的散布熵提取流态相关特征,最后通过利用特征-标签对训练卷积神经网络得到的智能识别模型,实现了无叶区流态识别。利用从国内某水泵水轮机采集到的发电、抽水和空转工况下实测压力脉动信号对该方法进行了测试,测试的平均准确率达到了94.84%,证明了该方法的有效性。

关键词：水泵水轮机压力脉动经验小波变换散布熵卷积神经网络

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热力循环流程重构能效分析新方法:循环拆分法

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中国电机工程学报 2021年第20期41卷 7003-7013页

作者：杨勇平辛团团许诚电站能量传递转化与系统教育部重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

流程重构是提高热力循环效率的有效途径,然而重构后的循环流程配置往往较为复杂。为简单直观地揭示热力循环不同流程配置的节能机制,提出一种具有普适性的热力循环能效分析新方法——"循环拆分法"。该方法基于热力学第一定律... 详细信息

流程重构是提高热力循环效率的有效途径,然而重构后的循环流程配置往往较为复杂。为简单直观地揭示热力循环不同流程配置的节能机制,提出一种具有普适性的热力循环能效分析新方法——"循环拆分法"。该方法基于热力学第一定律,将复杂热力循环拆分为基础循环与若干等效"小循环";拆分获得的小循环可直接用于分析热力循环流程重构的节能机制,指导系统流程优化。以蒸汽朗肯循环与超临界二氧化碳布雷顿循环为例,对典型循环的拆分过程进行了图示化描述和公式化表达,并分析了多种流程重构手段的节能效益;基于循环拆分法,对现有超临界二氧化碳布雷顿循环开展流程优化,进一步提高了循环效率。

关键词：热力学分析循环拆分法节能机理蒸汽朗肯循环超临界二氧化碳布雷顿循环化学回热

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液态金属软表面池沸腾传热的实验研究

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物理学报 2021年第13期70卷 191-201页

作者：曹春蕾何孝天马骁婧徐进良华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室北京102206 华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206

池沸腾是一种高效的传热方式,目前主要通过刚性固体表面改性强化沸腾传热.本文以乙醇为工质,实验研究了光滑铜表面和液态金属软表面池沸腾传热.发现液态金属软表面可有效降低沸腾起始点(ONB)壁面过热度,饱和沸腾时,ONB壁面过热度从光滑... 详细信息

池沸腾是一种高效的传热方式,目前主要通过刚性固体表面改性强化沸腾传热.本文以乙醇为工质,实验研究了光滑铜表面和液态金属软表面池沸腾传热.发现液态金属软表面可有效降低沸腾起始点(ONB)壁面过热度,饱和沸腾时,ONB壁面过热度从光滑铜表面的约18℃降低到软表面的约6℃,沸腾传热系数最大提高了149%.与光滑铜表面相比,液态金属软表面增加了汽泡核化穴数量,减小了汽泡尺寸,提高了汽泡脱离频率.观察到软表面弹性毛细波和汽泡射流现象.弹性毛细波增强了壁面热边界层热质传递.发现汽泡脱离过程中,汽泡尾部在液态金属薄层内形成残余核化穴,残余核化穴快速长大,与上升的大汽泡聚合,形成汽泡射流现象.弹性毛细波及汽泡射流解释了液态金属软表面强化池沸腾传热的机理.

关键词：液态金属软表面池沸腾弹性毛细波

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基于拟沸腾理论的超临界CO2管内传热恶化量纲分析

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物理学报 2021年第4期70卷 228-238页

作者：张海松徐进良朱鑫杰华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室北京102206 华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206

超临界流体广泛应用于工程技术领域,其流动传热特性对工程设计具有重要意义,但是,由于超临界流体的物理微观和宏观行为的机理尚不清晰,所以其异常的流动传热特性并未得到很好的解决.普遍认为超临界流体在分子尺度上可分为类气和类液两... 详细信息

超临界流体广泛应用于工程技术领域,其流动传热特性对工程设计具有重要意义,但是,由于超临界流体的物理微观和宏观行为的机理尚不清晰,所以其异常的流动传热特性并未得到很好的解决.普遍认为超临界流体在分子尺度上可分为类气和类液两种不同的特性,直到最近通过实验在宏观上监测到超临界水类液和类气之间的转变,且这一过程与拟沸腾理论一致,使得问题逐渐变得清晰.本文基于拟沸腾理论对超临界CO2异常流动传热行为进行了研究,在假设类液和类气转换过程不均匀的情况下,从经典的量纲分析和亚临界过冷沸腾理论模型出发,提出了一个适用于超临界流体拟沸腾换热过程的分析方法.通过引入表征类气膜生长速度与流体主流平均流速之比π=(qw·ρ1)/(G·Δi·ρg)和表征近壁区类气膜温度梯度π13=(qw·βpc·di)/λg两个无量纲数,来表征拟沸腾如何导致传热恶化,解释了超临界CO2竖直向上加热流动过程中的异常换热特性,即较大的类气膜生长速度使近壁区快速聚集了较多的高温流体,而较大的类气膜温度梯度使类气膜覆盖在壁面.当核心的冷类液不能充分润湿热壁面时,传热恶化.新无量纲数较好的诠释了超临界流体拟沸腾诱导传热恶化机制,为超临界拟沸腾传热研究提供了理论依据.

关键词：超临界CO2 拟沸腾传热恶化量纲分析

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颗粒-壁面附近空化泡溃灭动力学研究

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核科学与工程 2024年第6期44卷 1316-1326页

作者：刘雅斌梁琪何大庆张伟王笑语张宇宁华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206 华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 北京市热力集团有限责任公司北京100022

磨蚀现象常对周围的壁面造成严重损伤,是水力机械中广泛关注的问题。本文通过高速摄影系统对空泡生长溃灭形态演化和形心移动特性进行了分析并用Kelvin冲量研究了射流强度和方向变化特性,重点考虑了颗粒-壁面距离、颗粒-空泡距离和空泡... 详细信息

磨蚀现象常对周围的壁面造成严重损伤,是水力机械中广泛关注的问题。本文通过高速摄影系统对空泡生长溃灭形态演化和形心移动特性进行了分析并用Kelvin冲量研究了射流强度和方向变化特性,重点考虑了颗粒-壁面距离、颗粒-空泡距离和空泡最大半径的影响。研究发现:(1)空泡生长和溃灭受到颗粒和壁面的共同影响,出现了锥形、梨形、颈状结构甚至断裂等不同的形态,射流的方向发生偏转。(2)空泡中心移动距离受到颗粒和壁面距离以及颗粒与空泡距离的显著影响,随着两者的增大,形心移动距离分别减小和增大。(3)当颗粒和空泡间的距离增加时,射流强度先减小后增大,射流方向逐渐从朝向颗粒转变为朝向壁面。

关键词：空化泡泡动力学高速摄影 Kelvin冲量

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风剪切强度对漂浮式风电机组气动特性影响研究

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工程热物理学报 2023年第8期44卷 2112-2122页

作者：王晓东陈子文郭翼泽赵庆旭李新凯华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206 中国长江三峡集团有限公司北京100038 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司北京102209

漂浮式风电机组平台受风载和波浪载荷联合作用,存在复杂的多自由度运动。同时还存在海面垂直风切变效应,风电机组展现出较强的非定常特性。以NREL 5 MW风电机组为研究对象,在不同强度的风剪切来流下,依据波浪和风载的作用规律,研究平台... 详细信息

漂浮式风电机组平台受风载和波浪载荷联合作用,存在复杂的多自由度运动。同时还存在海面垂直风切变效应,风电机组展现出较强的非定常特性。以NREL 5 MW风电机组为研究对象,在不同强度的风剪切来流下,依据波浪和风载的作用规律,研究平台纵摇和纵荡的单独以及耦合运动对机组气动特性和速度分布的影响。结果表明:平台运动对于总体性能具有主导作用,但风剪切的影响不可忽略。平台运动作用下,随剪切指数的增大,波幅先减小后增大。风剪切指数较大时,风轮垂直风剪切效应较为强烈,风轮所受总体推力的变化波动幅度以及时均量值较高,整体受到较大力载。

关键词：风剪切指数平台运动数值模拟气动载荷

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