CZ法制备单晶硅相变界面形状演变及控制研究

建立描述CZ-Si系统中动量、热量和质量同时传递,且流固耦合的模型,数值模拟CZ法制备单晶硅等径过程中在热传导、热对流等因素耦合作用下的固液相变问题,给出相变界面形状的演变过程。计算结果表明,等径前期和中期相变界面形状变化主要是由于晶体散热的改变,后期则是由于熔体中自然对流和强迫对流关系的反转。从全局的角度分析改善界面形状的控制方法,提出变晶转制备工艺。     

水平与微倾斜管内气液两相流长气泡形状实验和模型研究

针对水平管和倾斜管内气液两相段塞流的长气泡形状进行了实验和理论研究,实验中长气泡形状通过在管道中注入单气泡的方式获得,并利用双平行探针技术获得了2种不同管道内径条件下的长气泡形状数据.建立了可预测长气泡形状的一维理论模型,并将模型预测结果与实验结果进行了比较.结果表明:气泡形状取决于液体流速、气泡长度和管道倾角;所建立的理论模型对长气泡形状的预测结果与实验结果吻合良好.     

云团移动对光伏电站出力特性及系统调频的影响

云团移动会造成大规模光伏系统出力的大幅度波动,并影响区域电网频率的稳定性。基于此,文章提出了地基云图和中尺度数值天气预报模式相结合的修正预测方法,并利用该方法来分析云团的移动特性及其对太阳辐照度衰减情况的影响,得到光伏电站出力的波动幅度和爬坡速率。在此基础上,分析了光伏电站出力波动对区域电力系统调频情况的影响。研究结果表明,该预测方法能够较为准确地预测云团移动情况下太阳辐照度和光伏电站的发电功率,并确定了当区域电网中,光伏发电装机容量与常规发电机组装机容量的比值小于常规机组爬坡率与光伏发电爬坡率之比时,区域电力系统的调频能力能够应对云团移动情况下光伏发电功率波动引起的区域电网频率的变化。     

基于地基云图分析的光伏功率预测系统设计

光伏发电具有波动性和间歇性,直接导致输出功率的波动,从而给光伏电站输出功率预测带来巨大困难。传统的基于物理和统计模型,结合数值天气预报的光伏功率预测技术在遇到因云遮挡而导致光伏功率骤然下降的情况下,预测结果具有滞后性。文章在研究基于地基云图观测图像数据在线采集分析方法的基础上,通过云团识别、云遮挡预测、畸变校正与投影变换以及与光电转换模型、云强迫分析模型集成等关键技术环节,提出基于云图图像分析光伏电站输出功率预测系统的设计方法,理论分析和数据分析证明该方法对1h内或2~4h的光伏短期功率预测可以获得理想的精度,并具有广泛的适用性。     

EEMD-NNBR模型在降水预测中的应用

为解决降水资源预测复杂的问题,建立了具有物理意义的新预测模型,即利用集合经验模态分解(EEMD)方法,分解降水资源并识别其演变模式,获得各本征模函数(IMF),然后结合最近邻抽样回归模型(NNBR)对数据进行预测分析,汇总相应的计算结果,从而构成了EEMD-NNBR降水预测模型。以无锡市惠山区的降水序列资料为例,采用EEMD-NNBR模型预测降水资源,并与单一的NNBR模型预测值进行对比分析。结果表明,所建模型稳定性较好,能合理预测水资源演变趋势,提高降水资源预测精度,具有一定的应用价值。     

不规则太阳电池临近空间发电模型构建与分析

临近空间长航时飞行器（平流层飞艇、太阳能飞机、高空科学气球等）是目前高空平台（HAPS）的一种发展趋势。目前临近空间长航时飞行器的能量来源主要是太阳电池,由于飞行器形状和体积不同,太阳电池安装位置和面积也不同。飞行器有效铺装面积有限,为了实现能量平衡,因需要铺装更大面积,会遇到不规则形状铺装的情形,但此时的发电预测计算过程比较复杂且速度较慢。该文提出一种基于太阳电池之间关系的发电模型,实现任意单块太阳电池快速预测光伏阵列发电功率。针对现有飞行器不规则铺设太阳电池的进行仿真分析,结果表明,该模型能够准确预测其发电能力,并解决了不规则太阳电池发电能力的准确预测计算过程复杂和速度较慢的问题,修正后的模型在计算用时效率上最多可减少50%。     

质心位置偏移对隔振系统解耦度的影响

隔振系统质心位置的偏移直接影响着系统的解耦,为了定量确定偏移量对解耦度的影响,根据隔振理论,利用数值计算方法,在以垂向解耦度为目标的情况下,分别计算系统质心沿水平x方向、水平y方向和同时沿水平x、y方向偏移三种情况下,偏移量和解耦度之间的关系曲线。结果表明:在隔振器动刚度变化15%以内,质心位置尽量靠近弹性中心有利于系统解耦;质心位置偏移量控制在两个跨距最短隔振器距离的5%以内,可以保证系统有80%以上的解耦度。并结合试验验证理论推导结果的正确性。     

基于因素替代法对地区节能目标分解模型研究

通过对因素替代法研究,建立了地区节能目标分解模型,并对重庆市40个区县的能耗基础、经济发展水平、产业结构现状等变化轨迹和特征作了分析.运用地区节能目标分解模型,将地区节能目标分解为三次产业单位增加值能耗、产业结构和生活能耗等影响份额,并对分解结果进行了分析.     

非定常喷嘴射流形状预测研究

在对射流进行非定常CFD解析的基础上，提出了射流直径的计算公式和射流形状的统计预测方法，并由时间平均的射流形状确定了缩流位置、膨胀率等用于设计的重要参数。     

基于STCP-BP的风速实时预测方法研究

为提高实时预测精度,提出一种新的基于时空相关性和BP神经网络的风速实时预测方法。该方法首先基于风速演变的物理特性,依据目标预测点若干个邻域点的风速及风向信息,建立时空相关性预测(spatio-temporalcorrelation predictor,STCP)模型并得到不等时间间隔的预测风速;然后依据目标预测点的风速序列建立BP神经网络预测模型进行风速的实时预测;最后将STCP结果以一定的滑动时间窗与BP预测模型得到的实时预测风速进行适当加权组合得到最终的预测风速。以某区域多个风电场实测数据为例进行仿真测试,结果表明,与BP预测模型相比,该文提出的STCP-BP组合预测方法可有效提高风速的实时预测精度。     

数值仿真技术在燃油泵托架疲劳损伤分析中的应用

论文针对某燃油泵托架出现异常断裂开焊的现象,利用UG、Hypermesh及Ansys软件建立了该燃油泵托架结构的有限元模型,并利用模态试验结果验证了模型的正确性。利用试验模态分析结果修正有限元模型的物理特征,确定了系统的阻尼和减振橡胶的刚度。为建立复杂装配结构的有限元模型及进行合理的结构动力学分析、疲劳寿命预测等工作提供了有价值的参考和依据。     

汽轮机调节级导叶片前缘优化研究

对原有调节级导叶进行测绘,基于测绘得到的叶型,用多项式构造不同的前缘形状.通过CFX建立模型,对前缘附近的流动进行了计算分析.通过对不同前缘形状下压力峰和分离泡出现的位置和大小进行比较分析,得到了最优的前缘形状.前缘型线优化后,由于压力峰的减小,分离泡基本消失,调节级中的等熵效率提高了0.31％.     

基于遗传算法的中国清洁能源需求Logistic预测模型

通过分析中国历年能源需求量变化规律,得出序列近10 a增长趋势与以往明显不同.为准确描述能源需求增长趋势,用整体序列和近10 a序列分别建立Logistic模型,再将两者耦合,并运用遗传算法优化模型参数,由此建立基于遗传算法的能源需求Logistic中长期预测模型.运用该模型对中国2020年能源需求量进行预测,并构建未来社会经济发展情景,结合碳减排目标推求清洁能源需求量,由此建立基于遗传算法的清洁能源Logistic中长期预测模型,并对中国2020年清洁能源需求量进行预测分析.结果表明,该模型物理概念明确,思路清晰,预测结果与中国能源规划目标相符,具有一定的合理性.     

直喷式柴油机性能与排放的准维模拟

建立了直喷式柴油机缸内燃空混合与燃烧过程的多区准维模型,考虑了滴径分布、液滴蒸发、着火延迟、对流与辐射换热、缸内温度均匀化和空气涡流的瞬时角速度等影响性能和排放的主要因素,并采用紊流射流理论推出了一个壁面射流模型,在正确描述喷注贯穿的基础上细致地建立了空气卷吸模型。建立了ＮＯx模型和反映碳烟成核、增长和表面凝聚的微观机理模型,初步分析了燃烧室形状对涡流衰减和排放的影响。通过对１０个工况的计算表明,模型预测与实测结果基本吻合,具有一定的实用性。     

风力机三维尾流模型研究与验证

考虑风剪切效应，提出一种高斯形状的三维尾流模型（3DG-k）。该模型定义尾流半径rw等于两倍的高斯特征参数σ，并与物理尾流边界的扩展系数k建立联系，来描述风轮后尾流边界的演变规律。通过GH风洞实验数据、Nibe风电场实测数据、Vestas V80-2 MW风力机大涡模拟数据，对3DG-k模型、Jensen模型、三维高斯模型（3DG）及三维椭圆高斯模型（3DEG）进行对比分析。研究结果显示，3DG-k模型在3种案例中均显示出最佳的预测精度，更适用于工程实际应用。     

数值预测气泡形状演变对温度和浓度场的影响

提出预测气泡在静止的液体中上升时，形状演变对周围液体的温度和浓度场的影响的数值方法，在这个方法中，在每个时间步长内，使用直接预测（direct-predictor）和交替求解变量（ADV）两方法进行内部迭代。利用所发展的方法和程序，模拟无粘性的气泡在静止的粘性不可缩牛顿流体中上升时的形状演变过程以及对浓度和温度场的影响，给出不同物理条件下，气泡演变的途径和终态稳定的气泡形状，结果表明气泡形状的演变对周围流体温度和浓度场均有直接影响。     

基于Simulink的地电波检测机械臂运动控制器及动力学研究

基于Simulink仿真研究了地电波检测机械臂的动力学建模、仿真和分析。针对动力学建模问题,采用牛顿-欧拉法将地电波检测机械臂的各连杆质量、质心位置、惯性张量、连杆长度等带入,得到了其逆动力学方程,然后将计算好的动力学方程改写成状态空间方程的形式。基于地电波检测机械臂动力学模型设计了控制器,并在Simulink环境下进行了仿真,达到了良好的控制效果,为接下来更先进的控制器设计打下了基础。     

基于噪声的风力机翼型优化设计研究

基于翼型型线和噪声预测理论,提出以风力机设计运行攻角范围内平均效噪比为设计目标来指导翼型设计的新方法,并建立翼型的优化设计模型。选取相对厚度为21%的翼型进行了优化计算分析,得到了低噪声及高气动特性优化翼型的形状,通过与风力机专用翼型DU93-W-210和FFA-W3-211的性能比较以及风洞试验测试,很好的验证了该优化方法的通用性及实用性。     

基于变分模式分解和向量自回归模型的波浪发电系统输出功率预测

为准确预测直驱式波浪发电系统的输出功率，提出基于变分模式分解和向量自回归模型预测方案。通过分析原始时间序列的相关性选择预测特征时间，应用变分模式分解方法将所选特征时间序列分解为不同子序列，经过单位根检验及差分运算，建立每个子序列的向量自回归模型，求和重构子序列模型预测结果获得所选特征的预测初值。建立了直驱式波浪发电系统的波能转换模型，仿真结果表明：所提方案模型具备合理性与可行性，模型预测结果稳定，预测精度高，预测趋势准确。     

基于特征空间重构的差分-LSSVR短期电煤价格预测

掌握电煤价格变化关系到企业参与电力市场的定价策略以及优化内部运行成本的方针制定。针对导致煤价变化的影响因子数量众多且影响权重变化频繁的难题,在煤价影响因素精细化分析、因素检验与季节差分等方法对特征空间重构的基础上,建立中短期煤价最小二乘支持向量机模型。依据计量经济学等理论筛选煤价相关影响因素,并利用协整检验及格兰杰检验提取主要影响因素压缩特征因子维度;通过建立多年同期对比时序信息数据集,利用季节性差分消除时序信息中周期性因素以及随机干扰的影响,实现特征空间重构,改善输入数据质量。建立基于LSSVR的趋势提取学习模型,并结合周期价格及残差,实现中短期的煤炭价格预测。构建多个对比模型,验证了所提模型的有效性。