风力发电系统短路故障分析

本文研究了一种适用于偏远地区的风力发电系统,介绍了工作原理,分析了仿真模型。通过加入故障模块,模拟了当风机侧发生单相、两相、三相短路故障时,系统频率等参数的变化情况。然后绘制出了这些参数的波形曲线,简要分析了波形变化情况,仿真结果证明该系统在发生各种简单短路故障时,具有一定的暂态稳定性,对于偏远地区风电系统的故障分析有一定的参考价值。     

船舶用太阳能热水器设计

随着全球石化能源日益紧缩,越来越多的清洁能源被开发利用,太阳能作为一种取之不尽的能源正受到越来越多的关注。而在船舶行业,许多船载设备的能源供给都依赖于柴油的消耗,其中热水系统消耗了非常多的能源,而且效率一直不高。本文在对船舶热水供给系统充分研究的基础上,开发出一款基于太阳能的热水供给系统,并给出热水器的设计原理和控制平台。通过仿真实验证明,本太阳能热水器的转化效率较高,市场应用前景非常广泛。     

角锥喇叭天线高空电磁脉冲响应统计特性分析北大核心CSCD

[目的]旨在研究入射参量随机分布条件下电磁脉冲作用时角锥喇叭天线的耦合响应规律。[方法]首先,基于CST电磁仿真软件与Matlab软件联合仿真,建立角锥喇叭天线的电磁脉冲响应统计分析模型;然后,利用CST建立天线电磁脉冲响应仿真模型,通过电压驻波比、增益曲线来验证模型的合理性;接着,考虑通信系统在发射、接收等不同状态下的射频端口阻抗特性,在峰值场强50 kV/m的高空电磁脉冲(HEMP)照射下,得到天线端口耦合响应指标(包括开路电压、短路电流和负载电流等);最后,在球坐标系中设定方位角、仰角和极化角以服从均匀分布,并使用Matlab对天线负载响应波形峰值、波形能量等主要响应指标进行分布拟合。[结果]结果显示,主要信号指标概率分布大都呈“凸”字形曲线。以波形峰值为例,其响应波形峰值有90%的概率小于0.13 A,仅为最大峰值0.8 A的16.2%,即除了在特定的电磁脉冲入射范围内,角锥喇叭天线响应波形的各信号指标在大多数情况下都保持在较低水平。[结论]所得结果可为通信系统电磁脉冲易损性分析奠定基础。     

选择家庭洗浴用热水器的探讨

本文介绍网类家庭洗浴用热水器：太阳能热水器、空气能热水器、燃气热水器和电热水器的基本原理和应用，节能运行和热效率，安装和维修，初次投资和运行费用。     

对三电平整流器主电路建模的研究

三电平整流器也叫二极管钳位整流器,它的每个开关管所承受的关断电压为直流电压的一半,并且交流侧脉宽调制相电压有三个电平值,使得波形更接近正弦波。本文对单相三电平整流器的电路工作模式进行了分析,并据此建立了单相三电平整流器的数学模型并编写了S-FUNCTION。用瞬态电流法仿真对比simulink模块搭建与建立三电平整流器模型的波形结果,得出所建立的数学模型完全正确。     

基于CFD的螺旋桨侧斜分布的影响

作为特种船舶高速推进装置的大侧斜螺旋桨,凭借其侧斜角较大的特殊结构导致由螺旋桨引起的轴承力和表面力特性减小,这对于提升推进器的推进性能以及效率性能有着重大意义。采用基于RANS方程的CFD数值模拟方法,对某五叶大侧斜螺旋桨(侧斜角度为55°)进行水动力学仿真并与水池试验结果对比,结果显示仿真结果具备可靠性与精确性。以大侧斜螺旋桨的侧斜分布为变量,并以原型桨为基础且只改变其侧斜分布而建立3个大侧斜螺旋桨模型,侧斜角度分别为40°、50°和60°。然后,对3个不同侧斜角度的大侧斜螺旋桨进行了定常敞水特性水动力学仿真实验。实验结果表明,随着螺旋桨侧斜角度的增大,螺旋桨的推进性能和高效性能都有所提升。     

电力推进船舶电网多脉冲变压整流器仿真研究

船舶电网系统对电流质量有较高的要求,而多脉冲变压整流技术可有效降低输入电流中的谐波含量。在详细分析12,18,24三种多脉冲变压整流器工作原理的基础上,在Matlab/Simulink中分别搭建多脉冲变压整流电路的仿真模型,并对3种多脉冲变压整流电路的仿真波形进行对比分析。仿真波形说明,多脉冲变压整流技术可以有效地降低输入侧的电流谐波含量,很好地抑制特定次数的谐波,进而提高船舶电网的稳定性。     

电力推进船舶电网多脉冲变压整流器仿真研究

船舶电网系统对电流质量有较高的要求,而多脉冲变压整流技术可有效降低输入电流中的谐波含量.在详细分析12,18,24三种多脉冲变压整流器工作原理的基础上,在Matlab/Simulink中分别搭建多脉冲变压整流电路的仿真模型,并对3种多脉冲变压整流电路的仿真波形进行对比分析.仿真波形说明,多脉冲变压整流技术可以有效地降低输入侧的电流谐波含量,很好地抑制特定次数的谐波,进而提高船舶电网的稳定性.     

基于感应滤波的电力推进船舶电网谐波抑制

为研究谐波抑制方法在电力推进船舶电网中的应用,提出了一种基于感应滤波方式,同时具有自耦补偿和谐波抑制作用的新型推进变压器结构。该变压器二次侧采用延边三角形接线,它将传统滤波和无功补偿装置移至绕组内部且公共绕组的等效短路漏电感为零设计,使船舶大功率变流设备在电能变换过程中产生的谐波源无法进入交流网侧,有效地抑制了谐波对船舶电网的污染。对比船舶电网传统滤波方法,对新型推进变压器的结构设计,滤波原理进行了介绍,并分别对基于新型和传统推进变压器的6相交直交推进方式船舶电力系统进行了SIMU-LINK仿真,仿真结果的电流波形和电流频谱验证了方案的正确性和可行性。     

侧向推进器水动力性能数值分析与验证

为研究侧向推进器的水动力性能,采用CFD方法以四叶Ka型螺旋桨侧向推进器模型实验为依据进行了仿真验证,结果吻合度高。在此基础上,模拟和分析零航速时不同螺距比、盘面比、通道长度和船艏两侧倾斜角度对侧向推进器流场和水动力性能的影响。结果表明:侧推器通道长度对侧推器效率影响较大,在2D时,效率最高;侧推器进出口处两侧倾斜角度对性能也有影响,船艏水线与侧推器轴线的夹角大则效率高。另外,研究了有航速时,首侧推器受航速影响的规律并分析了侧推器失效的原理。     

The circulation of Levantine intermediate water in the northeastern Ionian sea (late winter/early spring 1986)

CTD data, collected in the northeastern Ionian Sea during late winter/early spring 1986, are used to examine the spreading of the Levantine Intermediate Water (LIW) on selected isopycnal surfaces. The distribution of salinity on these surfaces provides the qualitative aspects of the flow field. Charts of the spreading of LIW, based on θ-S analysis, emphasize the diffusive nature of the LIW spreading over a major part of the study area. However, more than half of the overall decrease in its concentration, indicative of vertical mixing, occurs at the Strait of Otranto. Geostrophic calculations, with a reference level selected on the basis of heuristic criteria, are used to derive (preserving continuity) the quantitative flow pattern. The circulation of the “upper” water (above the reference level), in the part of the study area south of 37° 30′N was found to be dominated by a mesoscale though distorted anticyclonic gyre; with the latter a total of 2.0 Sv (1 Sv = 1 × 10⁶ m³/s) of “upper” water, including 1.0 Sv of LIW, was found to be associated, presumably re-circulating in the area of the anticyclonic gyre. North of 37°30′N the flow is northward and mildly cyclonic, transporting 0.5 Sv. A major portion of the latter (= 0.4 Sv), including 0.2 Sv of LIW is directed toward the eastern side of the Otranto Strait.     

切向单双入口旋流器油-水两相分离流场及特性研究

运用雷诺应力模型（RSM）及两相流 MIXTURE 混合模型和 SIMPLEC 算法对切向单、双入口旋流器内的流场进行模拟分析。采用作图法描述了锥段中间截面处的切向速度、径向速度、湍动能及湍能耗散率,使内部复杂旋流流场的分析得以简化。模拟结果表明：单入口旋流器内流场具有不对称性,呈现偏心结构,双入口旋流器流场具有较好的对称性;油-水分离时,切向双入口旋流器中的分离效率为96%,高于单入口旋流器的94%,但同时增大了能量消耗。实验测试结果显示：流量为3 m3/ h 时的实际分离效率为90%,与模拟结果的平均误差为5%,处理流量相同时,采用切向双入口旋流器更能提高分离效率。     

舟山北部水域大型泊位规划对通航效率影响的仿真模拟研究

远期规划的舟山北部水域大型泊位高达50余个。进港航速低、历时长、乘潮和靠泊时间窗口要求特殊,是大型船舶影响港口通航效率的主要因素。在现状及近、远期港口规划条件下,基于Arena仿真建模方法,构建舟山北部水域大型船舶进出港仿真模型,定量统计分析不同阶段大型泊位规划对船舶通航效率的影响。结果表明:近、远期规划实施后大型船舶流量增加33%和65%,远期规划中黄泽作业区的船舶平均等待时间较现状增加约10.5 h,小洋山作业区和鼠浪湖作业区分别增加约0.5 h和2 h,对通航效率整体影响有限。     

Energy efficiency optimization analysis of fuel cell/lithium battery hybrid ship based on whale optimization algorithm北大核心CSCD

[目的]为提升船舶的能源利用率,对多因素影响下的燃料电池/锂电池混合动力船舶能效优化方法进行分析。[方法]基于Matlab/Simulink仿真建模软件,建立对象船舶的能效仿真模型,研究通航环境要素对船舶能效的影响。考虑动力源特性和船舶功率需求,提出基于模糊逻辑的功率分配策略,以优化系统能量流动。然后在此基础上,以系统总能耗最低为优化目标,建立考虑多因素的船舶航速非线性优化模型,采用鲸鱼优化算法开展优化模型动态寻优,并进行不同航行方法和航行时间约束下的能效优化分析。[结果]结果显示,在总航行时间不变的情况下,采用所提的考虑多因素的船舶能效优化方法可以降低船舶5.04%的总能耗和13.16%的燃料电池氢气总消耗。[结论]所述方法对船舶节能减排具有积极的作用,同时对提高船舶续航力和经济性具有重要意义。     

基于正交分析的柴油机微粒捕集器结构仿真优化

采用微粒捕集器可大幅减少船舶柴油机颗粒物的排放量,但在实际应用中仍然受到背压过大等条件的限制。文章利用GT-Power软件建立了柴油机和微粒捕集器(DPF)联合仿真模型,在柴油机试验台架上进行了模型验证试验,模型误差均在5%以内,满足仿真优化要求。分析了滤体结构中的微孔直径、壁厚、孔隙率、过滤体长度、通道密度对DPF性能的影响,可得微孔直径对捕集效率影响较大;壁厚和孔隙率增加时,过滤体压降和捕集效率均有所增加;过滤体长度和通道密度增加时,压降降低,初始捕集效率升高。通过正交分析法建立正交表并计算得出最佳DPF结构模型。与原模型相比,改进的模型压降由原来的7.16 k Pa下降至3.92 k Pa,初始捕集效率由原来的93.87%上升到94.09%,为DPF结构优化设计提供了理论依据。     

斜坡式集装箱码头船岸作业系统效率研究

以离散事件仿真技术为基础,研究影响斜坡式集装箱码头船岸作业系统作业效率的因素,建立基于Arena的斜坡式集装箱码头船岸作业系统仿真模型,应用其研究分析起重机大车移动范围与船岸作业系统作业效率的关系.     

天津港区硬质黏土切削过程的有限元模拟

硬质黏土的挖掘存在效率低的问题,需要研究该种土质的切削机理.利用数值模拟技术,建立刀齿切削硬质黏土的三维分析模型.土体的本构模型采用非线性弹塑性模型,应用单元损伤失效准则模拟硬质黏土的切屑,并基于显式积分算法实现了硬质黏土全物理过程的数值仿真,分析不同时刻的土体变形状态,得到刀齿的切削荷载.结果表明,对于所选定的硬质黏...     

船舶并联式气电混合动力系统能量效率分析

为提高船舶系统能效,提出一种船舶并联式气电混合动力系统方案,在Simulink平台上建立系统的仿真模型。结合实例对蓄电池的储能效率进行分析,得到该系统在E3循环、不同功率比下天然气发动机的燃气消耗和电动机的效率,从部件效率、总能量效率和总能量效率提升率3个方面对系统能量效率进行研究。结果表明,该系统在转速100%、功率100%和转速91%、功率75%工况下机械推进模式能量效率高,在转速80%、功率50%工况下电力推进模式能量效率高,在转速63%、功率25%工况下大功率比并联推进模式和电力推进模式能量效率高。     

Hydrographic cruises off northwest Africa: the Canary Current and the Cape Ghir region

We present hydrographic data for several sections located along the African coastline and off Cape Ghir, carried out at times of weak surface winds (October 1995 and September 1997). The main sections are near the continental slope, at mean distances between 100 and 150 km from the coastline. North of Cape Ghir (31°N) the geostrophic transport (referenced to 650 m) of North Atlantic Central Water through these sections is 3.7 and 2.0 Sv for 1995 and 1997, respectively. This confirms that a major fraction of the water transport by the Canary Current flows east, into the continental slope off northwest Africa, at latitudes above Cape Ghir. Most of this flow continues south past Cape Ghir, along the coast and probably through the eastern passages of the Canary Archipelago. A significant fraction, however, may escape through surface Ekman transport (0.3–0.5 Sv during the early fall season) and by offshore flow at Cape Ghir (1.1 Sv in September 1997, referenced to 650 m). Despite the weak winds the Cape Ghir filament was clearly visible, characterized by localized coastal upwelling associated to a cyclonic shallow structure and cold (and fresh) waters stretching offshore as a very shallow feature (50–100 m deep). The satellite images show that the surface temperature field is highly variable, in rapid response to the surface winds, always with a core region of relatively cold water and commonly with one or two associated eddies. Our results support the existence of two recirculation cells in the area: a horizontal one that connects the interior eastern boundary currents with the coastal region and a vertical one related to both wind-induced and filament upwelling. The data also show a salinity subsurface maximum at the root of the filament, linked to water inflow from northern latitudes, and a subsurface anticyclonic eddy over the Agadir canyon, likely related to the poleward slope undercurrent.     

船用膜片联轴器的膜片组件简化建模方法及模态试验

针对船用膜片联轴器的膜片组件螺栓连接的复杂性问题,基于薄层单元法对膜片组件的有限元模型进行简化,提出一种新型简化建模方法——结构分割法。对模型静刚度进行计算,确定结构分割法中结合面单元的弹性模量和泊松比。该方法相较于传统的薄层单元法计算效率更高。将结构分割法模型的模态仿真结果与试验结果进行对比,结果表明,结构分割法模态分析得到的振型与试验测得的前三阶振型吻合较好,固有频率误差均在10%之内,验证简化模型仿真的正确性,可为船用膜片组件结合部动力学快速有效建模提供思路。