潮流能水轮机叶片结构设计及水动力性能分析

基于叶素动量理论对水平轴潮流能水轮机叶片外形进行设计,并结合Wilson方法修正计算模型,采用Matlab软件对叶片进行优化计算,得到优化后的弦长和扭角.通过坐标转换得到优化后翼型的三维坐标,将得到的坐标导入SolidWorks软件中建立叶片的三维模型.最后通过Fluent软件对设计的水轮机在不同尖速比下进行三维数值模拟.计算结果表明,设计的水轮机在水流速度为0.8 m/s,叶尖速比为3时,捕能系数能取得较大值,且水轮机无回流现象,具有良好的水动力特性.     

剪切流对水平轴潮流能水轮机水动力性能影响

为了研究剪切流下潮流能水平轴水轮机水动力载荷特性,本文基于CFD方法,建立剪切流模型,计算了剪切流下水平轴水轮机的水动力载荷,并分析得出剪切率对水动力载荷的影响规律。结果表明：剪切流情况下,水动力载荷系数时历曲线发生明显波动,除弯矩系数的波动频率和叶轮旋转频率一致外,其他系数的波动频率均是叶轮旋转频率的2倍,且剪切率越大,水动力载荷系数的波动幅值就越大;随着速比增大,弯矩系数的波动幅值逐渐增加,而侧向力系数波动幅值先增加再减小,在最优速比左右达到最大值。研究成果可为潮流能水平轴水轮机的结构设计和性能优化提供依据。     

对转式水平轴潮流能水轮机的数值模拟优化

基于舟山本岛南部附近海域的实测海况,研究使对转式水平轴潮流能水轮机(CRHATT)的功率系数CP达到最大的最优转子间的距离L,以及叶片弦长CB对减小CRHATT转子间的Cp差值的作用.在对9组CRHATT完成稳态数值模拟,并得到CRHATT的最优L与减小转子间CP差值的最优CB组合后,拟合舟山本岛南部28 h的潮流数据,得到潮流数据的2阶傅里叶级数拟合函数.使用UDF编程把拟合函数导入到流场环境中,对CRHATT进行5个周期拟合函数的数值模拟,以研究时域特性下的最优L和最优CB组合的有效性.结果 表明,在稳态和时域特性数值模拟下的最优L和最优CB组合保持一致.综合分析两种数值模拟结果,在最优L和最优CB组合下的CRHATT的Cp可达到0.565;转子间的Cp差值占CRHATT总Cp的百分比减小至6.95％;转子间的Cp差值随潮流变化的离散程度较小,证明CRHATT在时域特性环境中能稳定工作.     

Site Selection Appraisal for Tidal Turbine Development in the River Mersey

This paper used a specialist software package to produce a detailed model of the River Mersey estuary, which can be subjected to a range of simulated tidal conditions. The aim of this research was to use the validated model to identify the optimal location for the positioning of a tidal turbine. Progress was made identifying a new optimal site for power generation using velocity data produced from simulations conducted using the MIKE 3 software. This process resulted in the identification of site 8, which sits mid-river between the Morpeth Dock and the Albert Dock, being identified as the favoured location for tidal power generation in the River Mersey. Further analysis of the site found that a 17.2-m diameter single rota multidirectional turbine with a 428-kW-rated capacity could produce 1.12 GWh annually.     

竖轴变偏角潮流发电水轮机的叶片控制机构

为了进行竖轴变偏角潮流发电水轮机的水动力性能的模型试验研究,需要设计该水轮机的试验模型,关键是进行水轮机叶片控制机构的设计.在比较现有的变偏角叶片控制机构的设计思路和工作特点基础上,设计了三种适用于竖轴变偏角潮流水轮机的叶片控制机构,并分别给出了工作原理和装配图,介绍了叶片控制机构的实现方法.最后对三种控制机构的性能、造价等因素进行比较,为进一步的模型试验奠定了基础.     

潮流能流道环导管涡轮机减阻特性及尾流场研究

为了解决潮流能导管涡轮机来流阻力及尾部回流过大的技术问题,对一种带流道环的导管涡轮机的水动力学性能进行非定常数值模拟,并从流道环宽度、流道环数和流道环形状3个方面对系统的轴向阻力、叶轮压力脉动及尾流场流态的影响进行分析.研究结果表明:直流道环导管涡轮机相比原导管涡轮机有效减小了系统轴向阻力、叶轮载荷及压力脉动幅值,降低了结构的疲劳风险.此外,相关尾流场分析指出直流道环的射流作用能显著减少尾部的低速条带和回流区尺度,加快近尾流场的流速恢复.且随着直流道环宽度及数量的增加,射流将向导管尾端流域注入更多的动量,尾流恢复更快,系统的减阻效果也进一步得到了增强.而弯流道环导管涡轮机的偏转射流增加了尾流的复杂程度,在阻碍尾流向下游自由扩散的同时也增加了载荷及叶轮压力的脉动幅值,不利于系统的减阻.     

核能闭式循环氦气轮机动力装置性能优化

以潜艇用高温气冷堆氦气轮机循环为对象，用有限时间热力学理论和方法优化其性能，导出循环的功能、功率密度（功率与循环中最大比容之比）和热效率表达式，在高、低温侧换热器和回热器总热导率一定的条件下优化三个换热器热导率分配，得最佳功率、功率密度和热效率，并与文献中的概念设计方案性能作了比较。结果表明了本文方法的有效性。     

湿空气透平循环（HAT循环）中饱和器性能实验台的设计

本实验模拟了实际ＨＡＴ循环中饱和器的热力过程，通过实验，研究分析，影响饱和器性能的主要因素，从而探讨了ＨＡＴ循环的商业化途径，本文介绍了实验装置流程，饱和器结构，喷雾嘴布置及水加热设备的设计。     

风电作业船可调桩靴及其性能研究

针对风电作业船桩靴易受桩腿滑移和拔桩困难等的影响,而无法适应复杂的海底环境的问题,提出了一种新型可调桩靴和设计整体方案。在分析可调桩靴的机构运动学规律的基础上,采用数值分析法探讨了可调桩靴和传统桩靴结构在极限载荷下的屈曲稳定性能,理论计算了两种桩靴结构的拔桩能力并进行了对比分析。计算结果表明:带有可调桩靴的桩腿结构屈曲稳定能力显著增强,其拔桩阻力低于传统桩靴,更易于拔桩。     

一种提高粒子群算法优化性能的方法

针对粒子群优化算法在解决控制领域优化问题时存在的不足,文章在现有粒子群算法的几种改进方法分析的基础上,提出通过控制算法位置和速度的初始化策略,来提高算法的收敛速度、精度和成功率,该方法适用于各种粒子群改进算法。最后,通过两种改进后的粒子群算法,采用初始化策略对典型单峰函数和多峰函数进行实验测试,结果表明,该方法可以有效提高两种改进粒子群算法的搜索成功率、收敛速度和准确性。     

复合型高速船阻力性能的改善措施研究

对单体小水线面水翼复合型高速船（HYSWAS）,通过计算研究发现,在保持水平水翼和割划水翼组合形式不变的情况下,通过增加水平水翼的展弦比可减小该船型的总阻力,提高该船型的快速性。     

小型汽轮机主油泵设计优化与试验研究

通过数值仿真对小型汽轮机离心式主油泵进行了3种不同结构的性能对比计算,择优选择带正预旋的主油泵结构,并搭建试验台进行了性能验证,结果表明性能完全满足要求,并具有良好的变工况性能,为汽轮发电机组的研制创造了坚实的基础。     

船用燃气轮机板翅式回热器设计性能的优化

本文提出了一种回热器设计技术。它适用于在现有的简单循环燃气轮机基础上加装一新设计的回热器，可使该系统的性能达到最优。文中对目前船用燃气轮机装置中应用较广泛的板翅逆流式回热器的设计性能参数（回热度和压降）和结构参数（流道宽、流道长和板翅层数）的优化技术进行了分析，还对板翅式回热器的重量尺寸和系统性能之间的关系作了探索，并提出了新的评判准则。     

一种改善Ad Hoc网络链路层性能的方法

在高误帧率环境下Ad Hoc网络链路层性能急剧下降,针对这一情况,提出了一种改进的自适应编码调制方法,使发端的调制编码方式较为迅速地与当前信道状态匹配.仿真数据表明:与传统自适应编码调制方法相比,改进的方法在误帧率较高的场景下获得了较高的数据包接收成功率和较低的传输时延,提升了Ad Hoc网络在链路层的数传性能.     

提高柴油机排气消声器消声性能的试验研究

针对柴油机排气消声器，将流体计算软件用于阻力特性分析，并采用对试验件进行静态放声试验的方法，优化消声器的声学设计以提高消声效果。     

一种基于控制图的燃气轮机压气机性能评价方法

介绍了对象燃气轮机的结构、状态临测系统,并存MATLAB软件仿真平台上开发了基于喻测参数的燃机性能计算程序,发现随着机组工作时间的累积,燃气轮机压气机效率有着明显的降级。为了科学有效地评价降级,将工程管理中的控制图法运用剑压气机性能的评价工作中,分析了机组某次停机水洗前后的性能变化。以压气机效率为控制图特征值,发现水洗前压气机效率处于“失控状态”,水洗后爪气机效率重新回到“受控状态”。结果表明：控制图法可以反映燃气轮机运行过程中的性能变化情况,依据控制图法判断机组工作过程是否异常,可为燃气轮机的维护工作提供帮助。     

叶顶间隙对船舶余热系统动力涡轮性能的影响

近些年来随着国家对节能减排的重视,越来越多的注意力集中于船舶余热利用系统。动力涡轮是余热利用系统的重要组成部分,其设计效果直接影响余热利用系统的转换效率,本文通过数值模拟的方法研究叶顶间隙对动力涡轮的性能影响。结果表明叶顶间隙的增加会导致径流式涡轮二次流动损失的增加,进而导致涡轮等熵效率下降。     

调整涡轮通流特性提高增压机组与增压锅炉热力匹配性能

根据涡轮增压机组与增压锅炉匹配工作的基本原理,考虑两者之间存在的热平衡关系、压力平衡关系,以及配合约束边界条件,建立研究两者匹配工作特性的热力平衡计算模型,提出一种迭代求解计算方法。基于计算与测试数据的对比分析,证明建立模型的正确性和有效性。在此基础上,针对机组的联合工作线靠近压气机堵塞区域,可能影响机组满负荷长期工作性能,提出通过调整涡轮的通流特性以优化两者的热力匹配。计算结果表明,涡轮通流能力减小5%时,压气机工作线远离堵塞区域,效率得到提高,使涡轮做功能力增强,辅助汽轮机蒸汽消耗量减少30%,提高了两者的热力匹配性能。     

燃气轮机对超大型集装箱船装载性能的影响

讨论超大型集装箱船应用燃气轮机动力系统方案,对其装载性能进行预估及计算,并同常规船型进行了对比研究,并初步分析了方案装载性能的优缺点 。燃气轮机布置灵活性、绿色环保,能够显著增加船舶集装箱箱位数,带来运营成本上的收益。随着其技术的不断成熟和人们对船用燃气轮机了解的深入,超大型集装箱船应用燃气轮机动力系统或将成为未来的一种趋势。     

船用油水分离器环保性能改进技术

鉴于目前船用油水分离器使用状况监控困难的现状,创新提出了流量鉴定法、浓度鉴定法、运行时间鉴定法、视频鉴定法的监控措施,以防止船上工作人员偷排污油水而污染海洋行为的产生。针对船用油水分离器的分离性能不佳的问题,提出了加强污油水的前期处理,把船用油水分离器系统供水泵由恒量泵改为变量泵、船用油水分离器和船用焚烧炉科学联合使用的技术方案。这些技术方案和措施提高了船用油水分离器环保性能,对海洋环境保护具有积极意义。