基于改进粒子群算法的水轮机调速系统建模

针对电力系统稳定计算分析软件中水轮机调速系统模型过于简单、粗略的问题,建立了水轮机调速系统非线性模型,并提出参数实测与改进的粒子群智能优化算法结合的模型辨识方法,获得了调速器模型参数、水轮机-引水道模型参数.现场实测数据的模型仿真结果验证了该模型辨识方法的准确性,该模型优于电力系统稳定计算软件中的模型,更符合实际.     

电力系统仿真水轮机模型研究

目前电力系统仿真计算中水轮机模型均采用简化模型,难以准确反映水电机组的实际特性。通过分析水轮机调节系统数学模型,提出了一种递推水轮机线性模型,给出了其计算框图,并利用MATLAB/Simulink进行递推水轮机线性模型、非线性水轮机模型、IEEE推荐水轮机模型的仿真试验和对比分析。结果表明,递推水轮机线性模型可较好地描述水轮机的非线性与动态特性,计算结果与非线性模型及现场试验结果具有高度一致性。递推水轮机线性模型计算速度快、计算精度高,可作为电力系统动态仿真用模型。     

水电站厂房楼板自振特性研究

为分析某坝后式水电站厂房结构自振特性,开展现场模态试验和有限元数值模拟计算,并对比两种方法的差异性,同时探讨了厂房剧烈振动原因。结果表明,针对振动突出的局部区域,两种方法自振频率及振型基本一致,可认为数值计算结果真实可靠;数值计算中,除直接对结构整体进行模态计算和谐响应动力复核外,还可针对研究重点进行局部模态分析,以避免因整体计算而产生的频率及振型的掩盖现象。     

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。     

Simulation study of flow and heat transfer in a thermosyphon

By establishing a mathematical model in the thermosyphon system, the numerical simulation method is used for the temperature field, flow field distribution in heat pipe simulated calculation in recent years. In this article, we combine the thermosyphon engineering actuality, build up the Nusselt model, write the visual program with the VB code, and make use of the computer to carry on imitating the calculation. Meanwhile, the calculation predicted temperature profile in the thermosyphon was compared with experimental measurements and a good agreement was observed. Through the research, it can provide theoretical basis for the optimization of heat pipe model in the future.     

基于本征正交分解的无叶扩压器流动稳定性Galerkin降阶模型

将分析湍流拟序结构中的本征正交分解技术运用到离心压气机无叶扩压器的流动稳定性分析中,并将其与Galerkin投影法相结合建立了无叶扩压器内部流场的降阶模型。使用本征正交分解技术提取无叶扩压器在某来流入口角下非定常流场的主要流动模态,将流动控制方程通过Galerkin方法投影至由有限阶本征正交模态所组成的空间上,得到无叶扩压器流动稳定性降阶模型。计算结果表明:该模型可用于判断不同来流入口角下的扩压器流动稳定性,并将降阶模型的计算结果与流场数值模拟结果和线性稳定性预测结果进行对比,验证了此降阶方法的合理性。     

大型高温热管换热器温度场热态模拟实验研究

在热设计的基础上．建立了大型高温热管挟热器热态实验模型,采用计算机实时检测系统测定了换热器内温度场实际分布状况．并通过实验结果与模拟计算结果的分析比较,表明目前高温热管换热器设计中存在的问题．为进一步研究奠定基础．     

基于无单元法的应力场与渗流场耦合分析模型

应用迭代解耦技术建立了基于无单元法的应力场与渗流场耦合分析计算模型并研制开发了计算程序。以矩形坝为例,计算比较了有无耦合作用时的坝体应力场和渗流场。结果表明,耦合作用时坝体的位移略小但分布规律一致;坝体的水平正应力分布差别较大,垂直正应力、剪应力和等势线变化较大,但分布规律一致。计算结果符合一般规律,用无单元法进行应力场和渗流场耦合分析是可行的。     

基于Petri网隧洞施工过程的系统建模

将隧洞施工过程系统分解为相互关联的子对象系统,分别用Petri网对子对象系统建立分级子模型,将子模型作为主网络模型变迁元素嵌入,建立整个系统的Petri网模型。实例计算与分析表明,运用Petri网对隧洞施工过程进行系统建模是可地的,通过系统的分级大大简化了系统仿真模型,提高了计算交率,降低了计算难度。     

Three-Dimensional Unstable Non-linear Numerical Analysis of the Underground Coal Gasification with Free Channel

The three-dimensional unstable non-linear coupled mathematical model on the underground coal gasification with free channel is established in this article. The determination methods for the major model parameters are explained. Adopting the SIMPLE method, the numerical solution of the mathematical model is found. Additionally, the patterns of variation and development for the temperature field, concentration field and pressure field in the gasification panel are studied. On the basis of the model test, the calculation results are analyzed. Research shows that calculated values of the temperature field are a little higher than the experimental ones, and the relative error for every measuring point is virtually within 16%. Also, a good conformity takes on between the experimental values for the concentration field of the gas compositions and the calculated ones. The simulated results indicate that the relative calculation error of the pressure field is 10.20%–19.44%. Through the analysis of measured data, the change mechanisms of the gas compositions, heating value and pressure field in the underground gasification with free channel are pointed out.     

凝汽器水侧流动的三维数值模拟

运用计算流体力学的方法,采用多孔介质模型对凝汽器水侧流场进行了数值模拟.从计算所得三维流场可清楚地掌握影响凝汽器工作的重要因素：该凝汽器进口水室漩涡的存在使流动阻力增加,流动恶化;高速流体集中于水室中心区域,会影响换热器的换热性能.其整体阻力特性与试验数据吻合较好,表明该模型和计算方法正确.解决了凝汽器水侧数值计算建模的困难和网格数量问题,为动力装置冷却水系统整体的数值模拟提供基础.图6参5     

河水滴灌重力沉沙过滤池的清水流场模拟

为研究河水滴灌重力沉沙过滤池的水力特性及流场变化情况,采用多孔介质模型、κ-ε模型及VOF多相流模型对其进行了数值计算,并将计算结果与物理模型实测数据进行了对比,发现数值计算结果与物理模型结果吻合较好,说明采用的耦合模型具有一定的准确性和可靠度,并采用该耦合模型对沉淀池内水深方向的流速分布规律和流场进行了分析。结果表明,水流流速沿水深方向上的分布规律包含流速迅速增加和流速恒定2个阶段;沉淀池中存在横向水流流动和环形漩涡,并在尾部形成回流现象,不利于泥沙沉降,其结构有待进一步优化。     

基于施工过程仿真的碾压混凝土坝温度场控制分析

为了在施工过程中对碾压混凝土坝的内部温度实时动态监控并制定相应的温度控制措施,从而减少由温度应力引起的裂缝。在进行施工过程仿真分析的基础上,建立有限元模型,再根据混凝土温升随浇筑时间的变化并结合实际情况,实时动态施加坝基初始温度、坝体浇筑温度及随时间改变的气温、水温等荷载条件和边界条件等,基于施工过程的荷载步长,利用ANSYS二次开发功能实现温度场仿真计算,建立了从大坝施工开始经混凝土冷却直至准稳定温度场状态的全过程仿真分析系统。实例应用结果表明,该系统提供了一个基于施工过程的碾压混凝土温度场仿真计算分析工具,具有灵活性和实用性。     

等离子体发生器内高温空气化学反应流场分析

空气在高温环境下会发生离解、电离等化学反应使组分发生变化，从而引起流场状态的改变。以一个低温等离子发生器模型为例，应用数值模拟的方法对七种组分，七个化学反应的流场求解，并与纯空气流场的求解结果进行比较．分析化学反应流场流动和传热的特点。在数值模拟过程中采用了局部热力学平衡流体模型，数值格式用SIMPLEC算法，采用贴体坐标的网格模型。计算结果给出了温度场、速度场及组分变化分布图。     

基于地质和监测资料的地下洞室数值仿真模型概化分析

以某水电站大型调压井工程为研究背景,从介质类型、初始地应力场、主要结构面、地下水等方面进行概化分析,建立三维数值计算模型进行洞室施工模拟,分析了施工过程中围岩应力和位移的变化和分布规律,将计算位移与实测位移进行对比分析,得出一些有意义的结论。研究表明,工程区的计算本构模型和初始地应力场均对围岩的稳定性造成一定的影响;洞室施工期围岩较稳定;该水电站大型调压井工程选择弹塑性本构模型并施加构造应力场进行施工期数值模拟计算,更加接近真实的工程区围岩特性,可为其它相关工程问题的数值计算提供参考。     

一种损失和落后角模型在轴流压气机特性预估中的应用

为了得到某型两级轴流压气机的特性曲线，采用在子午平面上叶片排间隙中设置计算站的流线曲率法对其内流场进行了数值模拟，得到子午平面上速度分布；建立了一种设计、非设计损失和落后角模型的组合，将其应用到两级压气机特性计算当中去，得到了不同转速条件下，压气机特性的变化曲线，将其同试验得到的特性线作对比，验证了损失和落后角模型在压气机特性计算当中的有效性。     

基于分层大地电导率模型的电网GIC算法研究

磁暴在电网感应的地磁感应电流(Geomagnetically Induced Current,简称GIC)与磁暴强度、大地构造和电网结构等因素有关,不同深度大地电导率的差异对GIC影响很大.根据电网GIC产生过程,建立了基于分层大地波阻抗的构造模型,推导了地面波阻抗的迭代公式和地电场与地磁场的关系式,得到了基于平面波理论的大地感应电场算法,给出了该算法的实现过程和电网GIC的计算流程.根据2006年12月磁暴数据,计算了阳-淮输电系统的GIC水平.计算结果与实测数据对比表明,模型和算法是有效的,并且有精度高、计算简单等优点.     

内燃机辐射噪声三维计算模型

应用声边界元理论建立了内燃机辐射声场三维计算模型，开发了计算程序，利用复式声强测量得到的空间粒子速度分布作为书籍边界条件计算了Ｌ１９５柴油标定工况的辐射声功率及其辐射声场分布。试验结果表明，本内燃机辐射噪声计算模型和计算程序准确可靠，声边界元方法是内燃机辐射声场计算的一种有效方法，为低噪声内燃机设计奠定了基础。     

某中速柴油机冷却液流动及流固耦合传热计算分析

为获得直观的流场和温度场数据,对某16缸中速柴油机建立了完整的冷却水三维模型,采用FLUENT流体计算软件对其进行了绝热CFD计算分析,得到了冷却水流速、压力等数据。考虑到各缸冷却水套为并列排布方式,各缸之间相对独立,建立了单缸的缸盖-缸套-冷却水耦合传热模型,对其进行了缸盖-缸套-冷却水耦合传热仿真,获得了各部件比较精确直观的温度场分布。结果表明:仿真结果与实测数据吻合较好,从而为柴油机冷却水套的优化设计提供了依据。     

Prediction of thermal sensation based on simulation of temperature distribution in a vehicle cabin

Thermal comfort in an automobile is predicted with numerical simulation. The flow field and temperature distribution are solved with a grid system based on many small cubic elements which are generated automatically with cabin and passenger configuration. Simulation of temperature is combined with simulation of cooling cycle and calculation of heat transfer at the wall including solar radiation to treat transient and actual driving conditions of the vehicle. In order to evaluate thermal comfort, transitional effective temperature is calculated from simulated thermal conditions and physiologic values which are calculated by a simple model of a human thermal system. This system can well predict thermal sensation of passengers in a short period of time. © 2001 Scripta Technica, Heat Trans Asian Res, 30(3): 195–212, 2001