发动机舱温度场仿真及其影响关系研究

为了全面获得飞行器发动机舱内的电子部件的温度分布,利用有限体积法,采用块结构化网格以及非结构化网格.建立了飞行器发动机舱的有限元模型;应用整体求解耦合问题的有效方法,对此发动机舱内外流场与温度场进行了三维的数值模拟;并对此发动机舱内的温度分布进行了重点数值仿真与分析,而且得出了飞行速度、环境温度等因素的变化对部件温度的影响关系.该模拟结果为发动机舱布局设计提供了参考价值,具有重要的现实意义.     

排气歧管流固耦合仿真与试验

针对发动机排气歧管的断裂问题,对某发动机排气歧管的热负荷进行流固耦合分析,并在台架试验中测量其温度场和应变.考虑热辐射和材料的非线性,建立排气歧管的内流场CFD模型、传热模型和有限元模型,分析得到排气歧管的温度场、应力场和塑性应变云图等.仿真结果与试验结果吻合较好.仿真结果表明排气歧管汇合处的温度最高,塑性应变最大位置与试验测得的断裂危险区域吻合.     

基于格子波尔兹曼方法的机舱散热耦合分析

为指导前保险杠格栅及开口设计,研究冷却系统在特定工况下的散热性能和流场分布,建立具有详细的发动机舱几何信息的整车模型,利用格子波尔兹曼方法模拟整车在数字风洞中的热性能,得到机舱内流场和温度场以及散热器出水温度.分析结果与实验数据一致性很好,因此格子波尔兹曼方法很适合解决具有复杂几何结构的机舱散热问题.基于对标模型,针对前保险杠格栅的开口和格栅形式提出改进优化建议.经过多轮优化,散热器的散热能力提升6.94%.     

发动机舱对流换热CFD模拟的基础问题

为合理选择进出口尺寸及布置发动机舱各部件,进一步降低舱内最高温度,对比标准k-ε模型、RNG k-ε模型和可实现的k-ε模型等3种湍流模型及2种壁面函数对温度场模拟的精度.由模拟与实验对比可知：可实现的k-ε湍流模型、增强型壁面函数更适合模拟热流场.利用CFD计算不同进出口尺寸及换热器与发动机间距对舱内温度场的影响,结果表明进出口尺寸对舱内最高温度影响较大.     

雷达天线子部件热分析及其模型简化研究

雷达天线的热可靠性一直是其热设计的关键.本文运用有限元方法对雷达天线子部件的原始模型进行了热仿真分析.在原始模型的基础上提出了三种简化方案,分别对三种不同的简化基准下的子部件有限元模型进行了热仿真,以原始模型温度场分布规律和最大温度值为评价标准,对简化后的仿真结果进行了对比分析,得到一种在保证温度场分析的准确度和精度的条件下,有效减小模型复杂度和求解计算量的子部件有限元模型的简化方法.该方法对雷达天线的热仿真分析及其优化方案具有重要的参考价值.     

湍流模型对电源车车舱内流场及散热的影响

针对某静音型电源车车舱结构及其通风散热特点,建立了车舱内部计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真模型,通过设置各类解析条件,分别利用Standardk-ε,Realizablek-ε,Standardk-ω和SSTk-ω四种湍流模型仿真模拟了车舱内流场和车载柴油发电机组的温度场,并分别测试了两条垂直线的风速对流场仿真结果进行了评价,测试了柴油发电机组和消声器不同测点的温度值,分析了散热的仿真精度.结果表明:k-ε模型的数值模拟结果比k-ω模型更加贴近实测结果,表明Realizablek-ε模型的仿真精度最高,适合静音型电源车车舱结构.     

缺陷表面温度场的红外无损检测分析

关于复合材料表面缺陷无损检测优化问题,利用闪光灯激励脉冲热像法的红外无损检测,对近表面不同尺寸(大小、深度)的预埋缺陷进行检测与评价.通过实验与有限元软件ANSYS仿真,获取缺陷近表面温度场,根据对温度场中温度的均匀性分布,以及对温度场中温度特征值的提取,研究缺陷尺寸对温度场分布影响.在加热-冷却过程中,对温度场与最大温差曲线进行分析,实验与仿真结果表明:在不同阶段内,缺陷大小、深度对温度场影响不同;通过合理选取不同阶段并进行分析,可以对缺陷做出定性与半定量判断.     

定子无铁心轴向磁场永磁电机温度场分析

为分析定子无铁心轴向磁场永磁电机工作温度过高引起的电机运行性能降低的问题,对电机的温度分布进行了研究.利用多物理场有限元软件建立了电机电磁场和温度场3D有限元模型,求解了电机不同工况下和同种工况不同控制方式时的温度场分布.仿真结果分析了电机内部的温度分布规律及不同控制方式对电机温升的影响,并对定子无铁心轴向磁场永磁电机样机进行实验,实验结果验证了仿真的正确性,对指导电机高效运行及电机的优化设计具有意义重大.     

燃烧机构内部流场的数值仿真和方案优选

为优化燃烧机构的结构设计,用FLUENT建立某燃烧机构内部流场数值仿真模型;针对进口流量和出口直径参数各取3个不同的值,组合成9种方案仿真内部温度场和压力场分布;通过比较不同方案的内部温度场及压力场仿真结果,优选出合适的方案. 仿真结果与试验结果较为吻合,说明采用数值仿真方法可为燃烧机构方案设计提供参考.     

基于KULI的发动机热管理瞬态模型的参数设置与仿真

以某重型柴油机为原型,利用KULI软件建立了发动机冷却系统模型,阐述了模型中发动机参数的设置原理,进行了瞬态工况下冷却液温度以及润滑油温度变化的仿真。结果说明：其仿真结果与实验数值吻合较好,模型精度可靠,模型中发动机的参数设置原理为发动机热管理瞬态模型的设置提供了一种方法,使用该方法可用来设置不同类型的发动机,为发动机热管理系统的仿真计算提供较为准确的放热边界条件,并进一步用来仿真完整的发动机热管理系统。     

环境模拟风洞高压动力系统设计研究

为实现环境模拟风洞风速性能指标,对动力系统进行了设计;介绍了环境模拟风洞的气动轮廓构型,阐述了动力系统的工作原理,包括主驱动回路、散热辅助系统和控制系统,给出了10 kV 4 MW动力电机的计算选型过程并分析了电机特性曲线;采用高压变频器实现了动力系统的调速驱动,通过48脉冲整流完美无谐波矢量变频实现高品质的电能利用;通过基于Modbus TCP现场总线协议,实现了主控计算机、本地控制系统的实时通讯和数据交互,给出了控制系统软件工作流程;通过不同构型风洞喷口试验,分析研究了最大风速和极端温度负荷工况条件下,轴功率随试验温度的变化关系、电机温升特性以及稀油站供油压力与轴升的关系;实验测试结果表明,本系统对于环境模拟风洞有较好的风速、温度匹配性能,对于开展相关实验具有优良环境适应性.     

基于LabVIEW的风力机最大功率点跟踪仿真研究

基于风力机的发电效率因环境风速变化而改变,本文选用LabVIEW为仿真平台建立风力机最大功率点的追踪系统。首先根据风力机的风能捕获输出功率公式,在LabVIEW平台上搭建了风力机系统模块、风力机控制模块、风轮转速调节模块、风速变化判断模块等。为了弥补传统扰动法存在的追踪精度等问题,利用变步长的扰动观测法对输出功率进行最大功率点追踪,使风力机的输出功率保持在最大输出功率。实验结果表明该系统在不同的仿真风速环境下,能有效的追踪风力机最大输出功率点。     

汽车前舱热气流对制动盘散热性能的影响

针对制动盘对流传热计算多基于单个制动盘或基于整车外壳模型下的制动盘,未考虑汽车前舱内高温气流对制动盘散热性能影响的问题,基于含有前舱部件的某SUV整车模型,对其通风制动盘散热性能进行数值计算并分析,得到在不同前舱产热工况以及不同车速下通风制动盘的外流场、外温度场、表面对流传热系数和散热功率.在前舱热源相同时,车速变高会提高制动盘对流传热性能,而在车速固定时前舱热源越大则制动盘的散热性能越差.     

A second-order sliding mode and fuzzy logic control to optimal energy management in wind turbine with battery storage

The optimal control of large-scale wind turbine has become a critical issue for the development of renewable energy systems and their integration into the power grid to provide reliable, secure and efficient electricity, despite any possible constraints such as sudden changes in wind speed. This paper deals with the modeling and control of a hybrid system integrating a permanent magnet synchronous generator (PMSG) in variable speed wind turbine (VSWT) and batteries as energy storage system (BESS). Moreover a new supervisory control system for the optimal management and robust operation of a VSWT and a BESS is described and evaluated by simulation under wind speed variation and grid demand changes. In this way, the proposed coordinated controller has three subsystems (generator side, BESS side and grid side converters). The main function of the first one is to extract the maximum wind power through controlling the rotational speed of the PMSG, for this a maximum power point tracking algorithm based on fuzzy logic control and a second-order sliding mode control (SOSMC) theory is designed. The task of the second one is to maintain the required direct current (DC) link voltage level of the PMSG through a bidirectional DC/DC converter, whereas in the last, a (SOSMC) is investigated to achieve smooth regulation of grid active and reactive powers quantities, which provides better results in terms of attenuation of the harmonics present in the grid courant compared with the conventional first-order sliding controller. Extensive simulation studies under different conditions are carried out in MATLAB/Simulink, and the results confirm the effectiveness of the new supervisory control system.

     

An adaptive observer for wind velocity using a new torque model of a wind turbine

In this paper, a new mechanical torque model of a wind system is presented, which is used to design an adaptive observer, whose goal is to estimate the wind speed and the mechanical torque in a wind turbine. This adaptive observer allows to obtain, in real time, the turbine maximum power point with wind turbine power control purposes without requiring the precise knowledge of the performance coefficient curve or look-up tables, that are currently used in most control schemes. The new model is compared with a heuristic model and validated with an experimental system.     

秦岭特长公路隧道火灾数值仿真研究

该文通过计算机建立了实验中所用的秦岭特长公路隧道的数值模型,并采用与实验中相同的火灾规模和边界条件对不同风速下隧道拱顶纵向温度分布进行了数值仿真研究。将仿真的结果和实验数据进行了比较,实现了对这个数值模型的有效性的验证。然后,采用这个数值模型对秦岭特长公路隧道发生火灾时的热环境进行了数值仿真研究,获得了从实验中很难得到的数据并在此基础是对隧道的性能化防火设计、消防安全措施、特别是对人员的在火灾时的安全逃生作了可靠的分析和预测。     

FireStation — an integrated software system for the numerical simulation of fire spread on complex topography

A software system aimed at the simulation of fire spread over complex topography is presented. The software implements a semi-empirical model for fire rate of spread, which takes as input local terrain slope, parameters describing fuel properties as well as the wind speed and direction. Fire shape is described with recourse to an ellipse-type model. Two different models are implemented for the simulation of the wind field. Both these models predict wind velocity and direction based on local observation taken at meteorological stations. The whole system was developed under a graphical interface, aiming at a better ease of use and output readability so as to facilitate its application under operational conditions. This work describes the mathematical models employed, provides an overview of the graphical interface and presents the results of some simulations tested against experimental data.     

Maximum wind power tracking for PMSG chaos systems – ADHDP method

Aiming at the chaotic behavior of PMSG under certain parameters, the new ADHDP method based on Cloud RBF neural network is proposed to track the point of maximum wind power, which can make the system out of chaos and track the point of maximum power stably, and the optimal control problems of the complex nonlinear system can be solved effectively. This method is realized by using the optimal power–speed curve and the vector control principle, and by adjusting the stator output voltage to control the electromagnetic torque, then the rotor speed of wind turbine can operate at the optimal speed that corresponds to the point of maximum power, meanwhile, the measure of wind speed also can be avoided. The simulation results show the effectiveness of the proposed method.     

基于反馈线性化的液压型风力发电机组最佳功率追踪控制

液压型风力发电机组在额定风速以下时为获得最多电能,需随风速变化追踪最佳功率点.建立并网液压型风力发电机组仿射非线性数学模型,基于反馈线性化方法,分别以风力机转速和液压系统传输功率为输出,以变量马达摆角为控制输入,线性化系统,设计最佳转速与最佳功率追踪控制器,实现机组在额定风速以下随风速变化输出最佳功率.仿真结果表明,以液压系统传输功率为控制输出的功率追踪过程动静态特性较好.理论分析表明,控制器中高压腔压力变化率是否可以规划,是影响功率追踪过程稳定性的关键因素.