防风网多孔动力效应的应用研究

为了研究防风网的屏蔽功能,用理论分析的方法建立了防风网动力效应的数学模型.采用数值计算与风洞实验结合的方法研究了防风网前后的流场分布特点和网后风速的衰减规律.研究表明:在网后0～10倍网高的长度范围内,风流有40%～60%的衰减幅度.根据这个结果,以一大型露天煤粉堆场为实例,在煤堆场的上风向设置防风网,通过对堆垛表面摩擦风速的计算,得出该方案下堆垛煤尘的起尘率仅为37.40%,明显小于无网防护下煤尘73.6%的起尘率,表明设置防风网能有效降低煤尘表面的摩擦风速,减少煤尘的风蚀扬尘量.     

130L环隙气升式旋流反应器的局部相含率研究

为给渣油加氢反应器的工业放大提供参考,在130L环隙气升式旋流反应器中,以空气-水-717型阴 离子交换树脂为三相物系,研究了表观气速、底部间隙、固体装载量、导流筒型式、乙醇体积分数对相含率的影响。 结果表明,上升区局部气含率随表观气速、乙醇体积分数的增加而增加,随固体装载量的增加而降低,随底部间隙的 增加先增加而后减小,底部间隙最优值为60mm。当导流筒型式不同时,气含率由大到小依次为:翅片型、喇叭口 型、传统圆柱型。在表观气速为0.239、0.478cm/s时,上升区局部固含率沿轴向高度呈现出“下浓上稀”的趋势;当表 观气速为0.597、0.836cm/s时,上升区局部固含率轴向分布均匀。上升区局部固含率随底部间隙的增大而减小,随 乙醇体积分数的增加而变化不大。     

一种导流型太阳能热气流系统流动与传热特性的实验研究

搭建了一座小型的导流型太阳能热气流系统实验台,利用相关实验仪器所测数据对其进行流动与传热特性的实验研究。研究结果表明：实验台内的气流温度及速度的变化会受到环境因素的影响,太阳辐射强度的强弱会直接影响集热器内的气流温度分布以及导流塔底部的气流速度分布;环境风速对气流温度和速度也有一定的影响。集热器内气流温度的分布沿着入口向出口处逐渐升高,导流塔底部的气流温度最高,且南侧温度普遍高于北侧温度;当环境风速较低(0.36、0.41 m·s^-1)时集热器内的气流温度提高率较高,而当环境风速较高(0.61 m·s^-1)时集热器内的气流温度提高率下降。导流塔底部气流速度集中分布在不同区间范围,整体分布呈正态分布,集中在0.6～1.2 m·s^-1气流。太阳辐射强度越强导流塔底部的气流速度也越高;环境风速低,则导流塔底部的气流速度在较低速度出现的频率高,而环境风速较高,则导流塔底部的气流速度在较高速度的范围出现的频率高。     

计及尾流效应的风电场机网相互作用分析

由于大型风电场占地面积较大,风电机组数量众多,风电机组问尾流效应和风速时滞将对风电场产生一定的影响。采用Weibull分布函数,建立随机风速模型和风电机组模型,构建含风速场模型的风电场小干扰稳定模型。仿真分析复杂风速场下的风电场运行情况、对线型分布和交叉分布的三风机系统,得到了不同分布方式下系统的特征根变化轨迹,发现尾流效应和时滞效应对风电场机网小信号稳定的影响较小,通过合理的风机分布可以增加风电场的稳定裕度。     

仿海豹胡须阵列检测水中运动目标尾流特征

为检测水中运动目标的尾流特征,获取运动目标运动轨迹方向、几何尺寸等参数信息,通过模仿海豹使用胡须探测猎物的机理,提出了一种仿海豹胡须的尾流探测方法。首先,用3D打印技术制作了与海豹胡须形态相似的胡须模型,并结合压阻元件等材料制作了可感知水中运动目标尾流的传感器阵列。其次,设计尾流检测实验方案,并对0.5、1.0、1.5 m/s的均匀来流及具有微小波动的非均匀流场情况进行仿真分析,获取不同流场情况下的尾流速度场分布,分析S₁₁的升力系数及频谱分布,并与理论计算得到的尾流漩涡脱落频率进行对比,验证实验方案的有效性。最后,在实验室条件下,采用该传感器阵列实现了对被测目标尾流特征的测量,并分析了仿海豹胡须夹角对尾流检测的影响。结果表明：在不同来流情况下,胡须模型升力系数波动较明显,经快速傅里叶变换获得的主频与尾流漩涡脱落频率理论值一致性较好;在尾流区内传感器探测尾流信号的平均电压值是非尾流区的3倍以上,由此可准确识别出尾流区和非尾流区。在此基础上,对平均电压值衰减的梯度方向进行分析,实现了对被测目标运动轨迹方向的估算。该传感器阵列测得尾流信号的最大响应频率接近数值仿真的主...     

新疆大风区输电线路防风措施的分析与研究

由于特殊的地形地貌和气象条件,新疆境内有许多大风区,大风区内的输电线路风偏闪络现象相当普遍,风偏跳闸率高于全国平均水平.强风是造成风偏闪络的主要原因,所以位于大风区的输电线路采取相应的防风措施是非常必要的.结合新疆大风区风速及输电线路参数等因素,对V型绝缘子串、下方防风横担、防风偏绝缘子等防风措施进行了分析和比较,得出了各种防风措施的特点和适用范围,对大风区输电线路的设计有一定的参考价值.     

空调挡水器汽水分离效果的数值模拟与测试

对蛇型和人字型2种常用挡水板在不同风速下的分离效率和阻力开展了分析和研究。在高风速环境下,使用Fluent软件建立了蛇型挡水板的二维平面模型,采用液滴轨迹、液滴出口直径分布作为评价指标,并设计了不同风速下的汽水分离测试实验,对所建立的二维平面模型进行了验证。对比数值模拟计算结果和测试结果一致发现,蛇型挡水板分离率高于人字型挡水板,阻力损失也较小。由此证明了模型的可靠性,以及蛇型挡水板的可行性和实用性。     

不同入流条件及偏航角下的单风机尾流特性

随着大型风电基地建设,上游风机在运行时会使下游风场风速下降,湍流度增大,造成下游风机发电功率降低,加剧风机的疲劳破坏并缩短其服役周期。因此,亟需开展风机尾流研究,明确其特性及演化规律。为了揭示不同入流及偏航角下的单风机尾流特性,基于单风机尾流风洞试验,验证基于大涡模拟(Large Eddy Simulation, LES)结合致动线模型(Actuator Line Model, ALM)数值模拟方法的准确性;基于LES-ALM模拟方法研究入流风场（包括风速及湍流度）及偏航角对风机尾流特性的影响,阐明正负偏航角下单风机尾流的对称性。结果表明：随着背景湍流度的增大,风机尾流恢复速度加快;当入流条件相同时,风机设置正负对称偏航角,其尾流风速也表现出一定的对称性;风机偏航角越大,风机尾流膨胀宽度会逐渐减小,并降低尾流风速的亏损程度。     

5G蜂窝网辅助的车载自组网数据传输机制与路由算法

针对车联网中不同种类数据的传输需求,该文提出一种V2V和5G蜂窝网络结合的混合消息传输机制及路由算法.将车联网中的数据包分为时延敏感型和非敏感型两种类型,利用5G蜂窝网低时延、高可靠性、网络覆盖范围广的优势,高效传输时延敏感型的数据消息.由于自组网比高性能的5G蜂窝网具有更低的成本,因此针对时延非敏感型数据包设计了一种...     

基于ACTS风速预测模型的变电架构灾变特性数值模拟

根据预测理论,提出了ACIS(渐近变动时间序列)风速预测模型,利用已有的风速数据预测了未来时段的风速数据,通过建立变电架构的三维数值模型,对架构进行了风速时程分析.研究了变电架构在预测风速下的动力时程响应特性,得到架构的各项动力响应指标,研究成果可为变电架构防风减灾提供参考.     

一种用于微网调频的风电与抽水蓄能综合控制方法

多源分布式能源的使用增加了微网负荷频率控制的不确定性,影响其安全运行,为此,提出一种用于微网调频的风电和抽水蓄能综合控制方法。首先,为了在微网发生负荷扰动时提供足额的功率支撑,设计风机限转矩控制,以快速提取转子动能响应一次调频;然后,针对限转矩控制导致的频率二次跌落问题,抽水蓄能提供辅助支撑以减少该问题对频率稳定的不利影响;最后,考虑风机输出和负荷扰动的非相关性,以及风电输出调整范围过窄的约束,设计抽水蓄能二次调频控制方法,利用其抽水工况和发电工况的实时切换消除风速和负荷不匹配时的稳态频率偏差。在MATLAB/Simulink上对所提方法进行仿真验证,结果表明,在不同风速和负荷扰动情况下,风电与抽水蓄能综合控制方法能够实现调频的完备性,并降低弃风率。     

考虑尾流效应的海上风电场可靠性评估

提出了考虑尾流效应的风电出力模型,用于电力系统可靠性评估。通过分析复杂风机局部遮挡和尾流效应的影响,建立了考虑复杂地形的部分遮挡尾流效应模型。利用MATLAB软件对不同风速、风向和机组布置下的尾流效应进行了计算,模拟了风场在不同风速和风向下的快速建模。该模型可以更准确地描述风电场风速和风向输出功率的变化,对于调节海上风电场输出的间歇性和随机性有一定的参考作用。     

融雪型洪水量级的流域积温分布模型研究及应用

鉴于对高寒山区融雪洪水预警精度的迫切需求,利用能量守恒原理和水量平衡原理,选取经典分布式水文模型反序架构,构建了基于融雪型洪水量级下的积温阈值及流域积温分布模型。首先利用流域集总算法计算流域面的平均积温,然后基于气温直减率进行分配,最终确定积温分布,该模型在本质上属于热传导方程的逆问题。在模型驱动数据方面,采用NCAR再分析资料用于模拟输出流域的总体平均温度,同时利用高光谱遥感数据计算出流域平均雪深,结合对新疆地区天山北坡中段军塘湖流域长期的雪特性观测、SWAT及DHSVM径流模拟试验中径流和下渗的相关性试验数据,获得了诱发得到的4次融雪型洪水过程流域的积温分布特征。最后,根据气温直减率,确定军塘湖流域面上的积温分布特征。在对研究区4场融雪型洪水进行模拟验证后发现,该模型的输出结果较为精确(纳什效率系数NSE为0.815)。然而由于模型的水文过程(下渗、蒸发等)仍存在一定的不确定性因素,因而模型结果与实际观测结果依旧存在一定差异(算术平均误差为10.65%)。研究认为,该积温模型的研制对于空间气象站点缺少区的高纬度融雪型洪水多发区的预警、预报具有较大的理论价值及应用价值。     

植被群河道水流特性试验研究

为研究河道中植被群的存在以及床面糙率对植被群上下游的水流特性产生的影响,分别设计了动床与定床情况下的试验,试验中采用木质圆柱模拟植株组成疏密不同的非淹没圆形植被群。通过研究含植被群水流的流速和紊动动能的分布,来分析植被群上游水流调整长度和尾流的形成与发展过程。试验研究表明,当植被群的直径不变时,试验表明植被群上游的水流调整长度与植被群的密度无关,在该试验条件下,床面糙率对其影响可以忽略;提出体积分数φ作为综合表征植被群密度与植被群直径的参数,比较床面糙率与体积分数φ对完整尾流长度的贡献,发现植被群后形成的完整尾流长度L的大小主要与体积分数φ值有关,且φ值越大L值就越小;植被群后的流速分布主要受床面糙率和体积分数φ值影响,而稳定尾流长度L1的形成主要与φ值有关,并且研究表明在φ=6%附近,L1/D出现最大值;植被群后的尾流结构中一般会出现两个紊动动能的波峰,其位置主要受植被群的密度以及床面糙率影响。由于植被群密度的不同,尾流结构中水体的能量的交换和横向剪切层的发展也不相同,这是影响植被群后的流速恢复至正常流速的位置和稳定尾流形成的主要因素。本文成果可为进一步分析不同的床面糙率下水流与植被的相互作用的研究提供参考。     

中子嬗变掺杂直拉硅单晶内吸除效应机理的探讨

中子嬗变掺杂直拉硅(NTDCZSi)作内吸除处理时(IG 处理),清洁区(DZ)和吸杂区(GZ)的形成机理与直拉硅(CZSi)不同,它们的形成是辐照缺陷与硅中间隙氧相互作用的结果.DZ 的宽度主要取决于IG 退火时辐照空位在样品表面附近深度内过剩的宽度,GZ 则是氧以体内辐照间隙型缺陷团为核心非均匀成核形成的.氧的外扩散和体内过饱和沉淀加速了 DZ 和 GZ 的完成.     

基于Monte Carlo法的极值分布类型及其参数估计方法比较

为探讨极值概率分布模型(极值Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型分布)在工程场地重现期内极值风速预测中的适用性,以工程上常用的风速分布模型为依据,采用Monte Carlo数值模拟法分别产生服从指数分布、正态分布、瑞利分布、威布尔分布、对数正态分布、广义极值分布的伪风速母样.基于以上伪风速母样分别使用极大似然参数估计法和概率权矩法对极值Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型分布模型中的参数进行估计,并与伪风速母样的理论极值分布进行对比分析.结果表明:极大似然参数估计法适用性较强,参数估计精度较高;重现期内极值风速的估算对风速母样分布类型敏感,服从不同分布的风速母样,应有针对性选用极值分布类型估算重现期内极值风速.     

采砂区布置对分汊河道的影响分析

以长江天兴洲河段为例,应用平面二维水沙数学模型,采用实测水沙数据进行率定与验证,模拟了不同流量级下采砂区相对分汊口距离不同采砂后分流比、水位和流速变化规律,模拟结果表明,在相同水流条件下,随着采砂区距分汊口距离的增加,采砂后主汊分流比与河段水位和流速变化都呈先增后减的规律.进一步选取2004年作为典型水沙年预测采砂后河段冲淤变化和回淤率,预测结果表明,河段总的冲淤量随着采砂区相对分汊口距离的增加呈先减后增的规律,而采砂区回淤率呈先增后减的规律.模型成果可为本河段采砂的可行性和采砂规划控制提供科学依据.     

风力机尾流场的实验研究

为了获得风力机的尾流场信息,同时为大型风力机的尾流场研究提供参考依据,利用轴流式风机提供来流风速,使用皮托管和手持风速仪对无风力机情况和单个小型风力机的尾流场进行测量,获得尾流区域的速度场、压力场以及诱导速度场的分布规律.结果表明：对于无风力机的情况,在同一测量断面处的风速随着半径的增加而逐渐减小;对于有风力机时,在同一测量断面处的风速随着测量半径的增加先增加后逐渐减小;对于不同测量断面,随着测量间距的增加,在同一角度的速度值的变化趋势逐渐变小.通过尾流的诱导速度曲线可以发现,在同一测量断面处的诱导速度随测量半径的增加呈下降趋势,而对于不同截面,同一角度的诱导速度曲线会相互交叉.     

防风网改善环境风影响直接空冷凝汽器换热的数值研究

环境风对直接空冷凝汽器的换热性能有很大的影响.针对某电厂空冷岛换热受环境风影响的问题,提出了3种加装防风网的方案来改善环境风的影响.用Fluent软件建立了数学模型,从风机的进气量和风机入口压强两方面对比分析了不同方案的优劣.结果表明:相比于无措施的情况,方案1在风速为3m/s时效果较好,能够提高进气量4％;方案2在风速为9m/s时效果较好,能够提高进气量25％;方案3能够使得风机入口压强的分布更加的均匀,有利于机组的安全运行.     

仿生非光滑用于旋成体减阻的试验研究

基于仿生非光滑表面具有减粘降阻特性的基本思想,通过仿生非光滑表面控制旋成体附壁区的边界层结构来减小旋成体的阻力。利用6因素3水平的正交试验,考察了对旋成体阻力影响较大的6个因素。对具有不同尺寸的凸包、凹坑以及棱纹等形态的非光滑旋成体及光滑旋成体进行了低、亚、超音速风洞试验,并将减阻率作为试验指标。对减阻率的分析表明,三种非光滑表面均能起到减小旋成体阻力的作用,总阻力最大减阻效果为5%左右。用极差法进行正交试验设计分析,得到了影响旋成体阻力因素的主次顺序及最优水平,并探讨了不同仿生表面对旋成体粘性前部阻力(包括表面摩擦阻力及激波阻力等)及底部阻力的不同影响。