检索结果-内蒙古大学图书馆

内燃机学报 2025年第2期43卷 144-152页

作者：夏冲朱元清周松冯永明哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001

选择性催化还原(SCR)系统中的尿素沉积物可通过调整喷嘴参数、增加混合器和管道内涂覆催化剂等策略进行有效抑制.针对船用SCR系统尿素沉积物、V_(2)O_(5)-WO_(3)/Ti O_(2)催化剂和纯净尿素(CH_(4)N_(2)O)等样品,首先利用热重分析(TGA)... 详细信息

选择性催化还原(SCR)系统中的尿素沉积物可通过调整喷嘴参数、增加混合器和管道内涂覆催化剂等策略进行有效抑制.针对船用SCR系统尿素沉积物、V_(2)O_(5)-WO_(3)/Ti O_(2)催化剂和纯净尿素(CH_(4)N_(2)O)等样品,首先利用热重分析(TGA)和傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征技术分析了尿素等物质的催化分解特性,以及样品的化学成分;其次,基于密度泛函理论(DFT)提出了一种详细的尿素分解机理,该机理补充了三聚氰酸(C_(3)H_(3)N_(3)O_(3))及其同系物的形成与分解路径;最后,利用TGA试验数据和化学反应动力学方法开发了一套尿素非催化和催化相耦合的动力学模型.结果表明:船用SCR系统尿素沉积物化学成分主要是三聚氰酸及其同系物,以及三聚氰酸一酰胺(C_(3)H_(4)N_(4)O_(2));增加催化剂用量可以加速尿素分解,阻断尿素和缩二脲(C_(2)H_(5)N_(3)O_(2))向三聚氰酸转化,但副产物分解温度越高,催化剂用量也越大.

关键词：选择性催化还原尿素沉积物催化分解分解机理动力学模型

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真实机加表面下船用柴油机斜齿轮混合润滑特性研究

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机械工程学报 2025年第1期61卷 290-304页

作者：李仁泽史修江卢熙群孙文刘翮哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001

斜齿轮作为船舶柴油机正时传动系统的核心组件,长期处于高扭矩及高功率密度的苛刻多变工况条件,并与微观粗糙界面润滑作用耦合,工作于润滑-接触并存的混合润滑环境,导致齿面磨损及点蚀失效问题频发。该研究考虑船用柴油机正时斜齿轮运... 详细信息

斜齿轮作为船舶柴油机正时传动系统的核心组件,长期处于高扭矩及高功率密度的苛刻多变工况条件,并与微观粗糙界面润滑作用耦合,工作于润滑-接触并存的混合润滑环境,导致齿面磨损及点蚀失效问题频发。该研究考虑船用柴油机正时斜齿轮运行状态下典型瞬变工况及三维真实机加表面粗糙度的影响,开展斜齿轮副瞬变混合弹流润滑特性研究。结果表明,三维真实机加表面会显著增加各啮合瞬时斜齿轮接触域油膜压力并使油膜厚度产生较为强烈的波动:剃削表面局部接触区膜厚为0,两齿面微凸体接触概率增加,对润滑状态不利;抛光表面可以改善界面润滑状态,降低两齿面接触面积比,增大膜厚比,是较好的加工工艺选择。此外,大功率和低转速工况使得平均膜厚降低,接触面积比增大,不利于界面润滑膜的形成。为降低齿面点蚀及磨损失效概率,尽量保持正时齿轮工作于高速稳定状态。

关键词：船用柴油机正时斜齿轮副三维真实机加表面混合润滑

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横流中射流水动力与声学性能数值模拟研究

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船舶力学 2025年第4期29卷 669-679页

作者：张博艺靳国永叶天贵宋晓济靳淼哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001

水下航行器舷外排放形成了横流与射流相互作用的流体结构,横流中射流产生的流体动力学特性是流体领域的重要课题。本文基于雷诺平均与大涡模拟方法,建立横流中射流的数值计算模型,将时均速度与脉动压力结果与文献试验结果进行对比,验证... 详细信息

水下航行器舷外排放形成了横流与射流相互作用的流体结构,横流中射流产生的流体动力学特性是流体领域的重要课题。本文基于雷诺平均与大涡模拟方法,建立横流中射流的数值计算模型,将时均速度与脉动压力结果与文献试验结果进行对比,验证计算方法的准确性。基于数值计算结果探究孔口上下游近壁面速度及涡量特性,分析孔口附近的声场特性。结果表明:孔口射流对上游边界层的影响体现在前6倍孔径范围内,孔口下游2~14倍孔径范围内发生流动分离;在横流与射流干涉作用下,孔口下游形成了反对称涡对的特征涡结构;反旋对称涡对形成于孔口下边缘附近,并在下游持续存在,其涡核沿流向距离增加逐渐远离壁面,影响区域逐渐扩大;横流与射流相互作用产生的主要声源位于壁面附近,孔口附近声源水平较高且存在脱离壁面的特征,孔口下游声压水平明显高于孔口上游相同位置,声场辐射与流向相关,存在明显的指向性特征。

关键词：射流注入横流边界层特性特征涡结构反旋对称涡对涡声方程

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基于激光诱导荧光法的超高压天然气射流浓度分布

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内燃机学报 2025年第1期43卷 47-54页

作者：樊旭董全倪佐夏天峰哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150006

基于高压直喷双燃料喷射阀,采用激光诱导荧光成像方法对超高压天然气射流的浓度分布特性进行了研究.优化了天然气射流浓度分布数据处理方法,将天然气射流喷雾划分为激波核心区、浓度速降区、浓度混合区及边界扩散区.结果表明:激波核心... 详细信息

基于高压直喷双燃料喷射阀,采用激光诱导荧光成像方法对超高压天然气射流的浓度分布特性进行了研究.优化了天然气射流浓度分布数据处理方法,将天然气射流喷雾划分为激波核心区、浓度速降区、浓度混合区及边界扩散区.结果表明:激波核心区受到马赫盘影响,在马赫盘产生位置出现浓度峰值,发现了浓度峰值同马赫盘位置的高度相关性;天然气轴向浓度研究中,喷射压力对喷嘴附近的激波核心区、浓度速降区影响最大,当喷射压力从22 MPa以3MPa步长增加到31 MPa时,激波核心区、浓度速降区区域长度增长均为60%,而浓度混合区长度减少2.2%,边界扩散区受到影响最小,区域长度出现先增大后减小的现象;天然气径向浓度研究中,同样显示出天然气浓度对喷嘴附近区域的强影响性,激波核心区、浓度速降区径向浓度随着喷射压力的增加而增大,而在远离喷嘴的浓度混合区及边界扩散区出现浓度波动区.

关键词：天然气高压直喷激光诱导荧光法浓度分布特征

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喷嘴参数调整下的火箭推力室膜冷却优化研究

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工程热物理学报 2025年第1期46卷 120-126页

作者：于柠宁王忠巍张海哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150000

利用数值仿真方法分析某型火箭推力室气膜孔变化对冷却特性地影响,对比了固定吹气量条件下冷却效果,并探究对孔数(Ni=200,300,400)、出口直径(b/S=0.446,0.594,0.743)及出口张角(β=30°,40°,60°)的变化对射流状态及冷却... 详细信息

利用数值仿真方法分析某型火箭推力室气膜孔变化对冷却特性地影响,对比了固定吹气量条件下冷却效果,并探究对孔数(Ni=200,300,400)、出口直径(b/S=0.446,0.594,0.743)及出口张角(β=30°,40°,60°)的变化对射流状态及冷却效果地影响,结果发现:气膜孔孔数及出口结构参数改变对气膜均匀性及射流流态产生影响,在基准孔结构基础上就行调整,在一定程度上能够改善冷却效果。

关键词：超声速气膜冷却壁温数值模拟

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周期波纹夹芯结构动力学解析建模及振动特性分析

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振动工程学报 2025年第1期38卷 19-28页

作者：李直兵靳国永叶天贵杨铁军陈玉坤哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001

本文基于动刚度方法建立了一种周期波纹夹芯结构的动力学解析模型。该模型将耦合结构解耦为若干开口圆柱壳和矩形板,并基于Kirchhoff薄板理论和Flügge薄壳理论推导了对边简支条件下子结构的动刚度矩阵。根据耦合边界处的位移连续... 详细信息

本文基于动刚度方法建立了一种周期波纹夹芯结构的动力学解析模型。该模型将耦合结构解耦为若干开口圆柱壳和矩形板,并基于Kirchhoff薄板理论和Flügge薄壳理论推导了对边简支条件下子结构的动刚度矩阵。根据耦合边界处的位移连续性条件和力平衡条件,得到了子结构的坐标转换矩阵,并采用类似于有限元的思想组装了周期结构的全局动刚度矩阵。基于组装的全局动刚度矩阵,计算了三种类型周期波纹夹芯结构的振动特性,并将计算结果与有限元软件ANSYS仿真数据进行对比。研究结果表明,本文建立的解析模型能够在较少的自由度下获得准确的计算结果。此外,还探究了不同夹芯类型和几何参数对周期波纹夹芯结构振动特性的影响。

关键词：波纹夹芯结构振动特性动刚度方法解析模型

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基于流热固耦合的轴流涡轮特性预估方法研究

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哈尔滨工程大学学报 2025年第3期46卷 467-474页

作者：徐克文周伯骜岳国强郑群哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001

为实现涡轮性能快速精确预估,本文提出一种轴流涡轮性能一维预估方法。研究热应力、气动力与离心力对轮盘、机匣与叶片共同作用的影响,基于流热固耦合方法建立了涡轮叶高与叶尖径向间隙预估模型。本文结合经验损失模型与落后角模型,通... 详细信息

为实现涡轮性能快速精确预估,本文提出一种轴流涡轮性能一维预估方法。研究热应力、气动力与离心力对轮盘、机匣与叶片共同作用的影响,基于流热固耦合方法建立了涡轮叶高与叶尖径向间隙预估模型。本文结合经验损失模型与落后角模型,通过迭代的流热固耦合计算,求解涡轮特性曲线。结果表明:与仿真结果相比,预估模型得到部件变形结果与部件仿真趋势一致,叶尖径向间隙平均相对误差为3.9%;与四级轴流涡轮实验结果相比,涡轮总膨胀比平均相对误差由3.41%降低到0.99%,总温比平均相对误差由1.95%降低到1.20%。通过在涡轮性能预估过程中考虑流热固耦合引起的部件结构变形,模型的性能预估误差得到有效降低。

关键词：轴流涡轮气动热力学一维预估特性曲线损失模型非设计工况流热固耦合叶尖间隙叶高

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高速电磁阀能量损耗的敏感性分析与多目标优化

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哈尔滨工程大学学报 2025年第3期46卷 458-466页

作者：赵建辉于志清魏荣强哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对高速电磁阀因涡流能量和焦耳能量产生热负荷,从而显著影响其工作耐久性的问题,本文提出了一种基于响应面预测模型的能量损耗参数敏感性分析及多目标优化方法。本文建立并验证了包含电流反馈的高速电磁阀动态响应仿真模型,构建了涡... 详细信息

针对高速电磁阀因涡流能量和焦耳能量产生热负荷,从而显著影响其工作耐久性的问题,本文提出了一种基于响应面预测模型的能量损耗参数敏感性分析及多目标优化方法。本文建立并验证了包含电流反馈的高速电磁阀动态响应仿真模型,构建了涡流能量和焦耳能量的响应面预测模型。基于该模型,进行了电导率、弹簧刚度、阻尼系数及电阻等参数对能量损耗的敏感性分析,并利用非支配排序遗传算法开展了多目标优化研究。研究结果表明:电导率、电阻和弹簧刚度是涡流能量的重要敏感参数,电阻和电导率则是焦耳能量的关键敏感参数。经过优化后,高速电磁阀的涡流能量降低了6.31%,焦耳能量降低了49.75%。本文方法和模型可以在不改变高速电磁阀几何结构参数的前提下,有效实现电磁阀能量损耗的多目标优化。

关键词：高速电磁阀涡流能量焦耳能量能量损耗敏感性分析响应面法遗传算法多目标优化

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考虑摩擦效应的船用配气凸轮轴系动力学特性研究

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振动工程学报 2025年第3期38卷 449-460页

作者：华德良史修江施方鹏卢熙群哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001

配气凸轮轴系是用于保证船用柴油机气门准时启闭的核心传动机构,因其凸轮轴系接触润滑状态恶劣、摩擦激励过大,易导致界面综合扭矩过大,从而出现凸轮轴系配气不均及接触疲劳等故障。考虑系统瞬变激励及界面摩擦影响,采用集中质量法建立... 详细信息

配气凸轮轴系是用于保证船用柴油机气门准时启闭的核心传动机构,因其凸轮轴系接触润滑状态恶劣、摩擦激励过大,易导致界面综合扭矩过大,从而出现凸轮轴系配气不均及接触疲劳等故障。考虑系统瞬变激励及界面摩擦影响,采用集中质量法建立了某V20型柴油机配气凸轮轴系摩擦动力学分析模型,获取了配气凸轮轴系强迫振动结果,并分析了转速波动工况下配气凸轮副的摩擦润滑特性。结果表明,综合考虑各凸轮副瞬变激励及摩擦激励作用,配气凸轮轴系各轴段附加应力增大约4 MPa,且轴端瞬时转速波动量提高约±30 r/min;转速波动加之粗糙度作用,使得配气凸轮副膜厚明显减小,特别是在凸轮基圆段内,膜厚降低约0.3μm,接触润滑状态恶化;在凸轮副反向运动位置及桃尖处,挺柱界面温升超出材料胶合温度,易致胶合磨损失效问题。

关键词：配气凸轮轴摩擦动力学船用柴油机扭转振动附加应力

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海上风电制氢系统建模及热力学与经济学分析

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化工学报 2025年第3期76卷 1207-1220页

作者：高波王佳琪刘志亮赵玄烈葛坤哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

为系统分析和评估海上风电制氢系统的热力学性能及经济性,构建了一个在热力学方面充分考虑附属设备、在经济学上兼顾海域特殊性的海上风电制氢系统模型。基于该模型,首先展开了参数研究和敏感性分析,以探讨运行参数对系统性能的影响规律... 详细信息

为系统分析和评估海上风电制氢系统的热力学性能及经济性,构建了一个在热力学方面充分考虑附属设备、在经济学上兼顾海域特殊性的海上风电制氢系统模型。基于该模型,首先展开了参数研究和敏感性分析,以探讨运行参数对系统性能的影响规律;其次,利用我国海域真实风速数据进行了案例研究,模拟并评估了该海域的制氢能力及系统性能。研究结果表明,风速、电解槽运行温度及运行压力的提升均有助于增强制氢系统的运行性能,其中系统性能对风速变化表现出显著敏感性;案例研究显示该海域全年氢气产量为179908 kg,平均能量效率和㶲效率分别为26.6%和54.4%。然而,成本高昂的海上浮体结构使得氢气平准化成本显著上升。此外,该海域在夏季的制氢能力明显不足,特别是6月份的氢气产量最低,仅为10月或11月的15.3%。

关键词：海上风电制氢模拟性能评估技术经济学可再生能源

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