振荡浮子式波能俘获装置模型试验研究

针对目前波浪能发电装置能量转化效率较低的问题,设计并制作了圆台形浮子作为能量摄取机构,采取物理模型试验方法,对浮子周围的波浪场要素、俘能系统所受水平波浪力和浮子垂向加速度等进行了同步测量,研究了入射波波高、周期和浮子初始吃水深度等因素对俘能系统工作性能的影响.结果表明:浮子系统所受水平波浪力和垂向加速度与入射波波高成正相关,与周期呈负相关;波陡一定时,适当增加浮子初始吃水对浮子系统所受水平波浪力具有正向激励作用,对浮子垂向加速度影响较小;大波高条件下,俘能装置吸收效率随波陡增加而增加;小波高时,装置吸收效率随波陡增加先增加后减小;波陡较大时,浮子入水截面半径的变化对俘能系统吸收效率影响较大;随着波陡减小,浮子浸没深度对俘能系统吸收效率影响程度增强.     

矩形截面微通道内饱和沸腾传热系数的预测

通过观察矩形截面微通道内饱和沸腾传热实验的流型特点,并在前人的基础上,推导出适用于预测矩形截面微通道沸腾传热系数的物理模型——四区模型。采用该物理模型对矩形截面微通道内饱和沸腾传热系数进行预测,并采用最小二乘法进行拟合,结合实验数据对其进行最优处理,得到一组新的经验参数。最后利用该参数对矩形截面微通道内饱和沸腾传热系数进行预测计算,并将计算结果与实验数据进行对比、分析,结果显示了88.46%的数据误差在20%之内,平均误差为10.33%,吻合度较好。     

新型卧式车载露点冷却空调的数值模拟

设计了运用在货车的卧式波纹形逆流式露点蒸发冷却器,建立传热传质数值模型并验证,误差不大于8%。根据EES仿真结果分析结构参数和运行参数影响因子并进行优化,优化后通道长度为1.2 m,换热片间距为5 mm,进气速度为1.3 m·s^-1,工作空气比为0.3。模拟研究4个城市气候条件对冷却器冷却性能的影响,结果显示：环境空气湿度影响占主导,冷却器在西北部地区性能较好。     

顺排圆管涡产生器式强化传热板芯凝结实验研究

以280柴油机中冷器为研究对象,应用涡产生器式强化传热机理,对顺排圆管涡产生器式强化板芯的4种不同片间距试件的传热与阻力特性进行了凝结实验研究,比较了凝结实验结果和传热/传质比拟实验结果.研究获得了顺排圆管涡产生器式强化芯板的性能指标,结果表明:萘升华传热/传质比拟实验结果与真实的换热板芯凝结实验结果非常接近.     

船用燃机碳氢燃料流动传热特性研究

本文针对船用化学回热燃气轮机回热通道内碳氢燃料流动传热特性,构建了基于RK-PR立方型状态方程及其混合规则高温裂解态碳氢燃料的热物性计算模型,建立了准一维高温碳氢燃料流动-传热-热裂解计算模型.相关计算结果表明：雷诺数的峰值随着质量流量的增加而向回热通道出口方向增大,对流换热效果增强;回热通道截面内径越大,对流换热系数越小;回热通道长度越小不代表着换热效果越好,换热长度越大,温差越小,即热壁面温度越接近冷流体温度,但回热通道具体长度应根据实际情况来选取.     

铝制错列锯齿型板翅式换热器内低温氦气流动传热特性研究

板翅式换热器具有传热系数高、适应性强、结构紧凑等特点,在大规模氦液化/制冷系统中得到广泛应用.文中通过数值研究了低温氦气流经锯齿型翅片通道的热工水力特性,通过对比实验获得了翅片型号65JC1403-03在室温(300 K)和液氮温区(77 K)下翅片表面低温氦气的传热摩擦性能数据,验证了文中数值模拟结果的可靠性.为进一步获得不同低温条件和翅片规格下的性能关联式,基于L25(54)正交设计展开了诸多数值仿真,系统研究了不同温区下的氦气流经不同规格锯齿型翅片表面的热工水力特性,提出了考虑氦气和铝制翅片热物性变化的传热和摩擦关联式.由于锯齿型翅片表面性能不仅受低温氦气热物性、金属热导率的影响,而且还受到低温运行条件的影响,因此在传热系数j和摩擦系数f关联式拟合过程中引入了无量纲Pr数和翅片效率η_f,以扩展低温下关联式的预测能力.结果表明与仿真数据相比,该预测关联式具有较高的预测精度,j和f预测值的均方根误差分别为10.49%和12.77%,所提出的关联式能够精确预测低温氦气在锯齿型翅片通道内的流动传热性能.     

大面积深层地基加固渗透系数试验研究

张靖皋长江大桥北航道桥南锚碇采用直径90 m圆形地下连续墙锚碇基础方案，为了防止开挖期间基坑出现突涌，基坑底部采用了旋喷桩的方式形成水平封底隔水层。为了验证加固后水泥土的渗透系数能满足设计要求，深层地基加固大面积施工前开展了钻孔式振荡现场试验和变水头渗透室内试验，试验结果发现，现场振荡试验和变水头渗透试验得到的渗透系数结果差异较大。为进一步验证加固效果，补充开展了现场原状土的振荡试验和变水头渗透试验，补充试验结果表明：现场振荡试验结果比变水头渗透室内试验结果大很多，渗透系数结果受试验方法影响。同种试验方法得到的结果表明深层地基加固后水泥土的渗透系数比原状土明显降低，说明深层地基加固后可有效降低土的抗渗性能。最后分析了不同试验方法的差异原因以及本项目深层地基加固渗透系数取值的建议。     

LNG加注船液货舱区域温度场有限元分析

以6 000 m3 C型独立式液货舱液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)加注船为研究对象,利用Patran软件的热分析模块,使用有限元法对液货舱区域温度场进行数值模拟.计算过程主要考虑传导和对流,对计算模型加以合理简化,根据热力学理论计算出热对流换热系数,使用Patran软件建模并进行有限元...     

硫酸盐渍土热-质迁移试验与耦合模型

为研究西部寒旱区盐渍土传热传质行为，首先，在无压补给条件下进行非饱和硫酸盐渍土的单向冻结试验；其次，考虑结晶潜热、结晶阻抗及结晶消耗等因素，建立非饱和硫酸盐渍土水-热-盐三场耦合模型；最后，采用COMSOL Multi-physics对耦合模型进行数值模拟，将模拟结果与试验数据进行对比分析.研究结果表明：盐渍土内温度随冻结时长呈三阶段发展，逐步形成上冷下暖的温度梯度；在温度梯度和基质吸力双重驱动下，水、盐向冻结锋位置迁移，冻结锋位置水、盐含量出现峰值，峰值含水率、含盐量相较初始值分别增加2.16%和0.28%；冻结锋沿冻结温度线移动，形成冻结锋面；土柱最大冻结深度约为15.5 cm.     

基于改进滑模极值搜索算法的货运列车黏着控制研究

针对传统的滑模极值搜索控制算法（SMESC）在货运列车最佳黏着工作点追踪过程中存在稳态振荡、收敛速度慢的问题，提出了参数时变的改进滑模极值搜索控制算法。为削弱稳态振荡和加快SMESC收敛速度，分析了SMESC中增益参数与稳态振幅间的数学关系，以及辅助函数斜率与收敛性的联系，并对其进行优化：设计了时变辅助函数斜率以改善SMESC的收敛速度，设计了以观测误差为基准的动态增益参数以削减稳态振荡，并进行了收敛性分析。针对行车阻力无法直接测量的问题，引入了基于粒子群算法（PSO）的阻力参数估计，最后设计了基于SMESC的黏着控制律，通过与传统滑模极值搜索进行对比，证实了所提方法的有效性和实用性。