基于风力机尾流排斥的平坦地形风电场微观选址优化

平坦地形风电场微观选址的优化研究中,常采用带有随机量的元启发式算法,这些算法难以达到全局最优,优化效率较低,且通常需要通过划分网格、增加约束才能得到稳定解。针对这些问题,文中提出了一种专门针对平坦地形风电场微观选址的高效且有稳定优化解的元启发式算法——风力机尾流排斥优化算法。参考范德华力原理,提出了风力机尾流排斥力的概念,用于描述风力机在尾流作用下的相互影响:2台风力机之间尾流作用越大,风力机尾流排斥力也越大。在算法优化过程中,风力机会在风力机尾流排斥力的作用下向使尾流减小的方向不断移动,直到达到最优解。仿真结果表明:风力机尾流排斥优化算法不需要网格约束,优化效率高,能得到确定的优质解,且优化结果符合实际工程要求。     

基于致动线模型的风力机尾流场数值研究

针对致动盘模型存在的不足,使用非定常计算,提出了致动线方法,在致动盘模型的基础上改进了体积力的分布方式,利用体积力代替风力机叶片,结合不可压缩N-S方程,采用均匀分布和高斯分布两种不同体积分布方式,在FLUENT中对Nibe A型风机尾流进行模拟计算,研究了尾流区域的速度变化与湍流强度等,并将计算结果与试验数据进行比较。结果表明,体积力的分布方式对致动线方法的计算结果有一定影响,尤其是远尾流区域差异明显,高斯分布下的模拟结果更加接近试验数据,优于均匀分布;致动线方法用于风力机尾流场的计算基本能满足工程需要,但在远尾流场的模拟计算上精度还不够,需结合实际对模型作进一步改进。     

缩扩型超音速喷管的设计与仿真

缩扩型的拉瓦尔喷管可以使通过其的气流获得超音速,出口速度的大小以及气流是否稳定是决定拉瓦尔喷管性能优劣的关键因素.通过Fluent软件对拉瓦尔喷管的相关流场进行了数值仿真,分析了入口压力、面积比、收缩段型面及扩张段的锥角对喷管出流速度的影响,可为喷嘴的设计提供理论指导.     

急流孤岛救援系统的创新设计

提出并设计了一种新型的急流救援系统。采用"水驱动、杆定位、绳控制、船救人"的创新思路,实现快速救出急流孤岛被困人员的目的。系统分为固定模块、定位模块、控制模块和救援船模块4个部分。分别介绍充气折叠船、定位杆件和绞盘导向轮的设计和理论计算过程。制作实体模型进行救援模拟,验证系统可行性。该系统结构简单可靠,采用模块化设计,便于搬运和现场组装,并且不需要额外动力,适应性强,具有良好的实用性和推广价值。     

船用舵机液压系统分析及典型故障处理

介绍某远洋船舶舵机液压系统的组成和各液压元件的功能,分析该转叶式舵机液压系统的操舵原理。以舵机液压系统的一起典型故障为例,详细介绍了故障处理的方法和过程,并结合先导电磁阀的结构原理对故障产生的机制进行了分析。针对液压油污染易引起舵机故障的问题,提出了相应的预防措施。     

基于CFD和NCPSO的复杂地形风电场微观选址优化

针对复杂地形条件下风电场微观选址技术难度大的问题,提出一种基于数值计算结果和高效优化方法的微观选址优化算法。将测风数据按风向等分成12个扇区,并利用平均风速和CFD对复杂地形的每个扇区进行数值模拟,得到风电场各扇区的风资源分布,提取轮毂高度处的风速和风向分布。优化中风力机的尾流影响采用Jensen尾流模型,风电场风能计算中风速按照威布尔分布处理,并考虑每个扇区风速的大小、概率密度。目标函数为整个风电场的输出功率倒数的对数,自变量为风力机在给定风电场中的位置坐标,约束条件为地形边界和风力机之间的最小距离,优化算法采用该文提出的改进小生境粒子群算法(NCPSO),优化风力机组微观选址的最优解。该文提出优化算法得到的结果与基于高度的经验布置方法(EX-TH)、基于风能密度的经验布置方法(EX-PH)以及普通粒子群算法(PSO)进行比较,证明在复杂地形条件下所提出方法的可靠性与有效性,并可应用于工程实践。     

聚乙烯醇/海藻酸钠双交联凝胶球的制备及其应用

将聚乙烯醇(PVA)、硼酸、海藻酸钠(SA)和氯化钙结合构筑双交联凝胶网络,并负载腐植酸钾(KHA)和钙基蒙脱土(MMT)纳米粒子,成功制备了一种双交联凝胶球(PVA/SA/KHA/MMT).该凝胶球用于亚甲基蓝(MB)和Pb(Ⅱ)的去除.通过FTIR、XRD、TGA、SEM-EDS、Zeta电位分析和BET表征了凝胶球的理化性质.结果表明,吸附过程遵循准二级动力学模型,实验数据与Langmuir模型吻合良好.在25℃时,MB和Pb(Ⅱ)的理论最大吸附容量分别为793.65和507.61 mg/g.热力学结果表明,该凝胶球的吸附是自发吸热的,并且是由系统总体熵的增加所驱动.FTIR和XPS结果表明,Pb(Ⅱ)的吸附过程主要是通过羧基的螯合实现,而MB的吸附则通过氢键和静电相互作用发生.PVA/SA/KHA/MMT对MB和Pb(Ⅱ)具有较高的吸附选择性.经过5次循环使用后,凝胶球对MB和Pb(Ⅱ)仍表现出较高的去除率.     

非均匀步长分步傅里叶算法的改进

研究了大气湍流中斜程路径上激光波束的传输模拟过程中的步长取值问题。针对分步傅里叶算法中大步长情况下的边界反射问题,首先对已有的吸收边界法进行了数值实验,得到了吸收边界法的步长取值上限。提出了滤波函数法,进一步解放了对步长的限制,利用真空中的波束传输模拟,证明了滤波函数法的有效性及其有效区域。结合这两种方法,给出了一种斜程路径上的相位屏设置方式,模拟了激光在此路径上的传输并统计计算了激光光斑的相干长度和闪烁指数。数值结果与理论吻合,证明了滤波函数法可以有效地增大分步算法中步长的上限,从而提升大气湍流中激光波束远距离斜程传输仿真效率。     

森林灭火机械抛投平台的原理设计

提出利用机械抛投平台发射森林灭火弹的理念,根据弹丸发射原理以及针对民用的特点,提出一种利用常规能源作为弹丸发射动力的双级加速机构,针对弹丸预期达到的灭火效果,完成了机械抛投平台的参数化设计和推杆的结构设计。系统采用模块化设计,模块化设计的独立性增强了系统的可靠性,发射模块和动力模块的合理匹配,最终可实现灭火弹的抛射。     

超口径森林灭火弹技术研究与展望

通过对现有森林灭火弹的灭火效能的分析,提出了增大炮弹口径,提高单发炮弹灭火面积的方案。文中通过研究灭火剂爆轰扩散规律以及灭火弹弹体结构关键技术,明确了决定灭火剂扩散性能的关键因素,解决了制约灭火剂扩散的结构性技术问题。介绍了灭火弹弹型设计经验,及超口径迫击炮炮弹概况,得出超口径灭火弹弹型设计方案,并在对弹丸飞行稳定性分析的基础上得出了相似弹型具有相似飞行稳定性的规律,以此证明了将现有超口径迫击炮弹改装成超口径森林灭火弹的可行性。