喷墨打印太阳电池栅线的成型实验研究

采用喷墨打印技术印制太阳电池栅线具有诸多优点。在硅片上喷墨打印栅线的过程中,聚合成型的纳米银液滴之间的距离、硅片温度及栅线的重复喷印次数对栅线形貌起着决定性作用。通过改变喷印栅线控制参数的分组实验,在3D显微镜下观测栅线形貌,从而发现控制参数对栅线形貌特征的影响关系。实验结果表明,选择恰当的喷印控制参数可以制备出形貌良好的细栅线。     

应用自动相移影像云纹法测量物体的三维形貌

影像云纹法测量三维形貌可直观判别被测物的外形,得到实际的三维尺寸。但该方法只能得到整数级条纹的等高线,精度受到制约。开发研制的新的相移云纹测量仪器,可通过自动相移机构实现物体形貌的自动化和数字化测量要求,测量精度得到提高。     

大子午扩张涡轮导向器栅内流动控制研究北大核心

大子午扩张跨音涡轮具有外端壁栅道前附面层偏厚和内端壁栅道内激波附面层干扰分离严重的特点,从而导致导向器栅道内流动损失偏高。采用全三维黏性N-S方程对优化设计获得的先进导向器叶型和原型进行了级环境的数值仿真,并对比分析了通过多截面S1型线联合设计改善栅道内全三维流动的控制机理。结果表明:采用根部缩放型线和中上部收缩型线能够改善大子午扩张跨音涡轮导向器栅道内流动,此种S1流面设计能减薄外壁侧来流附面层,并减弱甚至消除根部出口激波附面层干扰以及分离的径向掺混。     

方形焦斑聚光硅太阳电池的栅线设计

本文讨论了方形焦斑聚光硅太阳电池栅线的最佳设计问题,对2×2cm~2、2.5×2.5cm~2和3×3cm~2太阳电池的反方形栅线图形进行了最佳化处理,利用分布参数法对功率损耗进行了计算,给出了50个太阳、75个太阳和100个太阳下反方形栅的最佳栅线尺寸和功率损耗值。由于栅线结构的改进,电池的能量转换效率增益可达3.5％(50个太阳)。当栅线尺寸偏离最佳设计时,文中绘出的等功率损耗曲线能预示太阳电池输出功率将会受到的影响。     

大子午扩张涡轮导向器栅内流动控制研究

大子午扩张跨音涡轮具有外端壁栅道前附面层偏厚和内端壁栅道内激波附面层干扰分离严重的特点,从而导致导向器栅道内流动损失偏高。采用全三维黏性N-S方程对优化设计获得的先进导向器叶型和原型进行了级环境的数值仿真,并对比分析了通过多截面S1型线联合设计改善栅道内全三维流动的控制机理。结果表明:采用根部缩放型线和中上部收缩型线能够改善大子午扩张跨音涡轮导向器栅道内流动,此种S1流面设计能减薄外壁侧来流附面层,并减弱甚至消除根部出口激波附面层干扰以及分离的径向掺混。     

基于投影覆盖法的小流域模型地貌分形特征

针对流域地貌所具有的明显各向异性和三维立体特征,将投影覆盖法引入其三维表面分形特征的直接量化,结合投影覆盖法计算三维表面分形维数基本原理和GIS技术,提出了基于投影覆盖法的计算流域地貌三维表面分形维数的GIS实现过程,并对9次摄影测量所得小流域模型地貌三维表面分形维数进行了计算。结果表明,投影覆盖法可实现流域地貌三维表面分形特征的直接量化,计算出的地貌三维表面分形维数准确反映了模拟降雨驱动下小流域模型地貌总体特征的动态变化过程;与计盒维数法相比,投影覆盖法更有利于揭示小流域模型不同发育阶段地貌特征的差异性,对于流域水土流失预报模型中地貌因子量化参数的选择具有重要意义。     

来流马赫数对叶栅吸力面可压边界层稳定性影响研究

针对叶栅高速流动稳定性预测及转捩问题，采用理论分析与实验测量相接合的方法。首先推导出正交曲线坐标系下三维扰动波的抛物化稳定性方程（PSE），在风洞实验中，采用叶栅表面压力测孔测量了设计叶栅表面静压分布。根据表面静压分布测量值，通过求解Falkner—Skan方程以获得不同来流马赫数下边界层内速度、压力、密度等参数的分布。将以上结果作为边界层平均流动值，结合数值离散化的正交曲线坐标系非线性抛物化稳定性方程（PSE）对流动的稳定性进行特征值分析。数值离散采用六阶精度差分格式，采用大步长隐格式法求解方程以保证求解的稳定性。计算结果表明本文所选用的实验叶栅由于加工量较小并采用后部加载叶型设计，边界层流动相对稳定。来流马赫数增加对边界层稳定性有微弱影响，会导致流动趋于不稳定。     

基于透平静叶栅的气液两相流模化试验系统研制

建立了国内第一台基于实际透平湿蒸汽级静叶栅型线的气液两相流动试验台,基本可以完整模拟静叶栅内气液两相流中水相的演变过程,包括水膜的形成、运动及撕裂,粗糙水滴的二次雾化等。还研制了用光学方法测量叶栅前后有关水滴尺寸及其分布的一系列辅助装置。结果表明试验装置和测试系统十分有效。     

后加载技术在极小展弦比叶栅中的应用

具有后部加载载荷分布的透平叶片能有效控制叶片通道内二次流的形成,降低二次流动损失,同时该类型叶栅具有良好的攻角适应性,因此可以显著提高叶栅通道内的流动效率。本文应用后加载技术设计了一种具有后部加载特性的极小展弦比静叶栅,其叶栅的数值分析结果和实验结果表明,叶栅有低的三维叶栅损失,叶栅性能随不同展弦比、不同攻角和不同出口马赫数的变化不大。     

大转角扩压叶栅气动性能与流动结构的实验研究

设计了低速轴流风扇叶型转角45°、扩压因子超过0.6的扩压叶栅,测量了在设计工况与±10°攻角范围内的叶栅气动性能,采用PIV技术获得了对应工况下的叶栅内部流动状态。结果表明:扩压因子超过0.6时,增加叶型几何转角不能继续增加气流实际转角,气流转角反而有下降的趋势,叶栅损失明显增加。叶栅内流动的测量结果显示,在非设计工况下,大转角高扩压度叶栅后半段的流体流动与叶栅分离,造成了叶栅尾迹区域明显增大,这是导致叶栅流动损失增加的主要原因。     

基于一维/三维耦合仿真的工程机械冷却系统优化设计

本文针对一款设计中的工程机械冷却系统,建立了一维数值模型与三维CFD模型。通过一维/三维耦合计算,研究在散热器模块串联安置并留有间隙的情况下,部分空气绕过前排散热器流动对工程机械冷却系统换热性能造成的影响。将CFD计算结果的风速数据嵌入标准的一维数值模型,对一维仿真计算进行修正。修正后,前排低温油散热器尺寸需要增加约11.3%,经实验验证满足要求。一维/三维耦合仿真使冷却系统热管理仿真计算的精度得到提高,使一维仿真结果更加接近实际情况。     

三维有限元分析在发动机改进设计中的应用

为解决双缸水平对置风冷柴油机存在的活塞环粘结问题，首先对已知温度场的同类型的TY180F发动机活塞进行了三维有限元分析，以验证数学模型的正确性；然后建立了双缸风冷柴油机的三维有限元模型，按照TY180F发动机活塞的分析过程并充分考虑风冷柴油机传热的特点确定了传热边界条件，对活塞温度场进行了有限元计算和分析。最后根据计算结果对发动机冷却系统进行了必要的改进，试验结果表明改进后的活塞能避免活塞环粘结问题的发生。     

基于GRA和学生满意度的高校用电优化研究

本文综合考虑用电节能与学生满意度之间的平衡,运用GRA和AHP对学生满意度进行量化,由此建立一个多目标优化模型.采用带权无穷范数理想点法对模型进行求解,得到了多目标优化模型的非劣解.最后通过对某教学楼的实例计算说明该模型在节能中的具体应用.     

天然气/柴油双燃料发动机燃烧过程的模拟计算

详细介绍了天然气／柴油双燃料发动机的二维数学模型,并对一台单缸双燃料发动机燃烧过程进行了模拟计算,将计算结果与实验结果对比分析发现,该模型的计算结果与试验数据有良好的一致性。     

气化炉中生物质——煤共同气化的模拟研究

在气化炉内采用煤粉和生物质共气化可解决生物质不易稳定流化和生成焦油两大难题,采用流程模拟软件PROⅡ对炉内的气化过程进行了模拟计算,得到了汽氧比和氧碳比和生物质／煤比对气化过程的影响。气化炉内优化的反应条件为：反应温度1350℃,[H2O]／[O2]=0．32,[O][C]=1．05,气化得到的合成气的高位热值Qgr=7150kJ／Nm3,有效气产率为1．59Nm3／kg。     

汽轮机转子热应力在线监测与疲劳寿命分析

对第三类边界条件转子非稳态导热微分方程,采用有限差分格式分析计算,实时在线监测转子应力变化.采用等效应变法,简化转子多轴应力状态模型,将转子多轴低周疲劳转化为单轴疲劳问题,基于线性损伤累积模型,利用雨流计数法对转子低周疲劳寿命进行了分析.     

基于Fluent的辫状水槽水流三维数值模拟

为研究辫状河道水流运动规律,应用计算流体力学Fluent软件,基于Realizable κ-ε湍流模型及水气二相流流体体积函数法(VOF)模型,建立了辫状水槽水流的三维数学模型,模拟了辫状水槽4种工况下不同尺寸的流场分布,并对比分析了数值结果与实测资料。结果表明,数值模拟能较好地反映流场分布规律;支槽分离区的尺寸与支槽宽度、水深位置及支槽中间沙岛长宽比相关。     

排气歧管结构对发动机性能影响研究

为实现某发动机轻量化及改善其性能,将该发动机排气歧管的材料由铸铁改为不锈钢,改变排气总管长度（排气歧管与催化器一体化）和结构布置。通过UG建模,将模型进行抽壳和离散化处理后,运用GT—POWER软件对该发动机不同排气歧管设计方案进行分析。结果表明,仅改变排气歧管材料或排气歧管催化器一体式对发动机性能影响不大,但可满足轻量化要求,改变歧管结构布置（歧管出口连接方式、歧管长度）,发动机性能可获得有效提升。     

内燃机压缩过程冷态流场的大涡模拟

通过修改发动机多维CFD计算程序KIVA-3V,建立了内燃机压缩过程冷态流场的大涡模拟（LES）计算模型。利用此模型对内燃机压缩过程中缸内流场的水平速度及湍流动能进行了详细分析,并与k-ε模型进行了比较。结果表明与采用k-ε模型计算时相比,采用LES计算时显示了更为复杂的湍流结构,而且LES所能捕捉到的涡团结构范围要大于k-ε模型。同时,采用LES计算时得到的湍流动能要远远低于k-ε模型。