通道内矩形涡对涡发生器强化换热的数值研究

用数值模拟方法研究了在矩形通道底壁安装矩形涡产生器对(RWP)时纵向涡对层流换热的影响.在雷诺数变化范围为500~7 000,通道底壁安装RWP和不安装RWP两种情况下,比较了流体流动和换热性能.同时对涡产生器的高度和攻角对表面换热性能的影响也做了研究.结果表明:通道的底壁安装RWP可以显著提高换热性,雷诺数越大,换热性越强.随着涡产生器高度的增大,换热性增强,但阻力系数会急剧增加.当攻角为29°时,强化换热效果是最强的.     

Experimental Study on Heat Transfer Enhancement of Natural Circulation Liquid Cooling System for Electronic Component

NomenclatureH :height of condenser above the evaporatorlevel( m)h:heightof FC- 72 filled in the testloop( m)q:heat flux based on projected surface area( W/cm2 )q CHF:critical heat flux( W/cm2 )Tc:cooling water temperature(°C)Ts:saturation temperature(°C)Tw:wall temperature(°C)ΔTsat:wall superheat( K)ΔTsub:liquid subcooling( K)W:flow rate of FC- 72 ( g/min)z:height of liquid in the downcomer( m)IntroductionDirect or indirect liquid cooling with phase-change by use of dielectric liq…     

自然循环转强迫循环时反应堆功率瞬态特性研究

采用一套完整的仿真分析系统,研究了船用核动力装置一回路自然循环向强迫循环过渡时反应堆功率变化的瞬态特性.计算结果表明,初始反应堆功率水平对过渡过程有着重要的影响,较高的初始功率水平有可能威胁反应堆的安全.针对过渡过程中的潜在风险,提出了手动下插控制棒的人为干预措施.分析结果表明,该干预措施可以有效地改善过渡过程的安全性.     

主动磁悬浮轴承在余热发电机的应用研究

针对传统余热发电设备存在发电效率低、成本高、体积大等问题,设计了一款装备5自由度（5-DOF）主动磁悬浮轴承的余热发电机,用于余热发电有机朗肯循环系统. 首先,基于电机转子轴径限制和最大承载力要求,确定径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承的结构形式,采用一维磁路模型和二维有限元分析,计算并校核磁悬浮轴承的尺寸和性能参数;其次,为保证磁悬浮轴承的稳定裕度,采用三电平PWM功率放大器降低输出电流纹波,利用不完全微分PID控制器和不平衡补偿算法实现5自由度稳定悬浮;最后,将该磁悬浮余热发电机应用到实际客户现场,从稳定裕度、承载力和轴振峰峰值3个维度验证磁悬浮余热发电机的可靠性. 现场试验结果表明:磁悬浮余热发电机系统运行稳定可靠,实现了满功率发电和长期运行考核;在全工况运行范围,磁悬浮轴承系统的灵敏度函数小于12 dB,余热发电机转子振动峰峰值小于53 μm,满足ISO14839-3规定的长期稳定运行要求;轴向承载力最大达到3 600 N,满足实际工况需求.      

施工隧道负离子除尘效率的主要影响因素

为研究施工隧道内粉尘颗粒粒径、颗粒浓度、通风风速和负离子系统工作电压、纵向安装位置对负离子系统粉尘降除效率的影响，依据调研和实测选取隧道计算参数，建立隧道及负离子系统三维模型，采用RNG k-ε双方程湍流模型，并通过动量方程附加电场力源项的方法求解电流场，利用拉格朗日法求解粉尘颗粒的运动轨迹，用SIMPLE算法对颗粒运动与电场流场进行离散相和流体相相间耦合的数值模拟计算，并将模拟结果和隧道现场抽样试验结果对比分析. 研究结果表明:隧道粉尘粒径越大，浓度越大，风速越低，负离子系统工作电压越高，系统纵向安装位置越偏于上风口，负离子系统除尘效率越高；两组现场抽样试验与对应数值模拟所得的除尘效率分别为41.2%、56.7%和38.2%、51.1%，误差分别为15.5%和12.9%. 考虑施工隧道大空间复杂环境的影响，通过数值模拟的方法来研究负离子系统除尘效率及其与主要影响因素的关系是可行的.      

柴油发电机组并联运行稳定性研究

在船舶电站模拟器研制中,为了对柴油发电机组并联运行时的失步进行监视并定量分析其稳定性,推导了摇摆角的参数计算公式,提出了发电机组摇摆曲线参数的在线算法.通过求解多阶导数构成的状态方程组,求出了曲线的指数参数.定义并联运行稳定度,利用Simulink工具箱构建了仿真系统验证该算法.算例仿真结果表明:并联运行稳定度可以指示发电机组并联运行的稳定裕量;在电站模拟器训练中,该算法所求的参数能够及时反映发电机组并联运行的稳定性;发电机组的摇摆曲线参数可由曲线的1~4阶导数确定;当指数参数随时间变化或曲线数据离散时,可用五点式插值求导方法得到指数参数.      

沥青路面温差发电系统设计分析与试验研究

针对沥青路面集热研究现状,设计了一种利用导热铝片取代水流管网作为载热体的沥青路面温差发电系统,通过构建沥青路面集热数学模型、导热铝片传热数学模型和半导体温差发电数学模型等动态仿真模型,对系统进行理论分析和试验研究,结果表明采用导热铝片作为载热体可以增强沥青混凝土内的热量转移,从而降低路面的温度梯度,减少路面的热应力,同时温差发电模块可将路面热量转化为电能输出,作为城市市政工程用电的补充.     

基于Saber的船舶同步发电机仿真

运用Saber仿真软件,在分析船舶同步发电机数学模型基础上,在SaberSketch中建立船舶同步发电机及其励磁调节系统的仿真模型,并且在SaberScope中得到相关波形.验证了发电机模型的正确性,为船舶电力系统的分析提供了一个有效的工具.     

考虑时滞作用下的车辆主动座椅悬架鲁棒H∞控制

利用鲁棒H∞控制理论为车辆座椅悬架模型设计输出反馈控制器,并且考虑了模型的不确定性和控制输入的时滞问题.建立了车辆座椅的三自由度运动微分方程,并转化为包括参数变化和控制延迟的状态方程和包括控制指标在内的控制模型.分析了系统可通过输出反馈鲁棒镇定的充分条件,并将该充分条件转化为线性矩阵不等式（LMI）问题,通过Matlab求解出用LMI构造的输出反馈控制律.建立仿真模型并以白噪声作为路面激励与被动控制、PID控制对比验证了在路面输入扰动作用下鲁棒控制器的有效性.     

Regularization Method to the Parameter Identification of Interfacial Heat Transfer Coefficient and Properties during Casting Solidification

The accurate material physical properties, initial and boundary conditions are indispensable to the numerical simulation in the casting process, and they are related to the simulation accuracy directly. The inverse heat conduction method can be used to identify the mentioned above parameters based on the temperature measurement data. This paper presented a new inverse method according to Tikhonov regularization theory. A regularization functional was established and the regularization parameter was deduced, the Newton-Raphson iteration method was used to solve the equations. One detailed case was solved to identify the thermal conductivity and specific heat of sand mold and interfacial heat transfer coefficient (IHTC) at the meantime. This indicates that the regularization method is very efficient in decreasing the sensitivity to the temperature measurement data, overcoming the ill-posedness of the inverse heat conduction problem (IHCP) and improving the stability and accuracy of the results. As a general inverse method, it can be used to identify not only the material physical properties but also the initial and boundary conditions' parameters.     

光脉冲信号在海水中传输的多径效应研究

采用修正Henyey-Greenstein函数表示海水的散射相位函数,利用半解析Monte Carlo方法计算了光脉冲信号在海水中传输的多径时间扩展效应.由于采用光学厚度的传统归一化方法不能较好地反映不同海水介质散射函数状况,本文提出了一种新的归一化数据分析方法,利用介质的有效散射厚度代替光学厚度.仿真结果表明在不同海水深度、不同海水条件下的光束多径效应具有同样的形式.海水参数会影响多径时间扩展分布的高度和宽度.多径扩展时间达到数百ns.此外,在不同散射特性海水条件下,如果海水有效散射厚度相同,则多径时间扩展分布基本相同.     

阀控非对称缸液压系统建模研究

考虑了阀控非对称缸液压系统中阀与缸之间采用软管连接的情况,构建了系统方程,推导了活塞杆在两个方向,活塞杆伸出和活塞杆缩回时的两个传递函数,分析了两个方向的增益与固有频率,采用了SimHydraulics实物仿真,仿真结果验证了对传递函数的理论分析.     

基于AMESim电控空气悬架系统性能仿真研究

基于AMESim软件建立1／4空气悬架系统模型,利用Matlab软件设计空气悬架系统控制器,使用Matlab和AMESim对空气悬架系统进行联合仿真。白噪声路面信号输入下的联合仿真结果分析表明,安装主动空气悬架系统车辆的最大振动加速度与振动加速度均方根、平均车身高度、动载荷均比安装被动空气悬架系统的车辆小,该仿真结果符合有关主动空气悬架系统的一般研究结论,该控制方法可以有效提高车辆的平顺性。     

两足机器人步态综合研究进展

把两足机器人步态综合方法分为参考轨迹法和自然动力学法两大技术流派.根据参考轨迹获得方法的不同,参考轨迹法又分为步行数据法、中枢模式发生器法和动力学模型法.自然动力学法也可分为被动动力学法和虚拟模型法.在总结两大流派研究进展的基础上,分析了它们各自的优势和不足,指出了今后工作的重点,即参考轨迹法需要提高步行效率和轨迹的生成速度,而自然动力学法需要增加功能.最后分析了强制学习技术在步态综合中应用的适应性和多自由度造成的组合爆炸问题.     

三维波浪作用下钢吊箱围堰下放过程受力研究

为了解跨海大桥桥台施工过程中哑铃型钢吊箱围堰与波浪的相互作用,研究了围堰下放过程中所受的波浪力.基于RANS方程和k-ε湍流方程建立了波浪-围堰相互作用三维数值模型,并采用流体体积法捕捉自由液面.该模型不但考虑了钢护筒对围堰周围波浪场影响,而且考虑了围堰的整个动态下放过程.结果表明:钢护筒的存在以及围堰动态下放过程均会对围堰周围波浪场产生显著影响,考虑钢吊箱围堰动态下放过程时的受力较固定淹没深度处围堰的受力增大10%;随着波浪高度和波浪周期增大,钢吊箱围堰在下放过程中所受最大水平力呈现增大趋势.      

水轮机组不对称运行时扭转双重强迫共振

研究人某水轮发电机组转子轴系由电磁参数激发的整体扭转共振和两相线间短路时负序电流激发的100Hz共振的双频双重强迫共振问题。应用能量法建立了轴系扭振共振方程。研究结果表明双频双重共振比单重共振振幅加大,共振区加宽,动态剪切应力增大。所得结论对工程实际有一定的指导作用。     

Influence of excitation frequency on slosh-induced impact pressures of liquefied natural gas tanks

Liquid sloshing phenomena in No. 2 tank of 140 km³ liquefied natural gas (LNG) carriers have been studied numerically and experimentally. The scale of the model tank was selected as 1/55.9. Roll and pitch motions were tested. For measuring impact pressures, seventeen pressure sensors were installed on the tank model. A large number of excitation frequencies and filling heights were investigated. The experimental results showed that when the frequency of tank motion is close to the natural frequency of fluid inside the tank, large impact pressures may be caused. Resonance frequencies and maximum impact pressures of different filling height were presented. Among all the experimental situations, the maximum impact pressure always occurs at the place near 70% height of tank where should be especially concerned. A computational fluid dynamics (CFD) model was developed to simulate the sloshing in the tank. The model was based on the Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) equations, with a standard κ-ɛ turbulence model. The volume of fluid (VOF) method was used to predict free surface elevations. Dynamic mesh technique was used to update the volume mesh. Computations for pressure time histories and peak pressures were compared to experimental results. Good agreement was observed.     

考虑太阳辐射的轿车客舱内气流组织数值模拟

对轿车室内的热环境进行了数值模拟。计算采用SIMPLE算法,紊流采用k—ε模型,考虑了自然对流换热的影响,应用整体求解法计算气固耦合传热问题。采用射线追踪法计算了太阳热负荷,以图形的形式给出其在车内的分配情况,有利于直观地分析其对车内热环境的影响。CFD的计算结果表明,进、圃风口的布置不仅影响车室内气流速度和温度的具体数值大小,而且决定了整个流场和温度场的分布结构.     

变速恒频双馈风力发电系统励磁控制策略仿真研究

能源问题正受到全世界的广泛关注,风能的有效开发利用变得愈加重要,因此先进的风力发电技术的研究成为热点。变速恒频（VSCF）双馈风力发电系统是目前风力发电系统的主流,在该系统中,励磁控制技术的研究是关键。对VSCF双馈风力发电机组的基本功率控制策略进行了研究。在额定风速以下运行时,转子励磁控制系统通过双馈发电机转速的控制,跟踪最佳风能利用系数曲线以获得最大功率,给出了最佳风能捕获控制系统励磁控制算法。在高于额定风速运行时,通过变桨距和励磁控制技术相结合实现恒功率控制,建立了简洁、直观的变桨距控制与励磁控制的控制算法,并对控制算法进行了仿真。     

涡强化扁管管片式散热器中流动与换热的数值模拟

以空气为介质,在Re=500～2 100的范围通过数值模拟的方法对涡强化扁管管片散热器中涡产生器形成的涡的相互干涉及其对散热器流动与换热性能的影响进行了研究分析.说明了当涡产生器呈线性布置而涡产生器的数量发生变化时对横截面上平均Nu数和涡旋强度Γ的影响,并对在本文所采用的模型参数下加装涡产生器的最佳数量进行了探讨.