流固耦合对静压溜板承载性能影响分析

对重型机床静压溜板承载部位进行流固耦合分析,通过建立以雷诺方程和有限元计算为基础的流固耦合模型,分析了开式定量静压油垫的油膜刚度受供油流量、负载和材料特性的影响规律。将计算结果与不考虑流固耦合特性的分析结果进行对比,结果表明:在供油流量相同条件下,考虑流固耦合特性的油膜刚度相对不考虑流固耦合特性的油膜刚度下降更严重,所以,流固耦合特性对油膜刚度的影响不可忽视。     

考虑风光互补及源荷耦合关系的高比例新能源发电调峰运行优化（英文）

为优化高比例新能源接入电网时的调峰运行,提出了同时考虑风光互补及源荷耦合关系的评价指标,在此基础上对具有反调峰特性的新能源发电建立了基于调峰需求的典型出力场景模型。该模型以平衡场景、基于改进拉丁超立方采样(Latin hypercube sampling, LHS)算法和场景削减技术的关键场景及其概率分布表征风光接入对电网运行和调峰需求的影响。根据风光出力典型场景模型,建立了高比例新能源发电的调峰运行优化模型。采用多场景调峰运行优化,计算各项运行指标,对比分析了兼顾风光互补和源荷耦合的调峰运行能力。以一个实际的比例新能源发电场为例设计算例,验证了所提运行策略的可行性和有效性。     

光储联合发电控制策略研究

讨论并提出电池储能在并网光伏发电系统中的应用模式,基于DIgSILENT仿真平台,建立光伏发电及电池储能系统模型,仿真分析不同应用模式下光伏—储能联合发电系统的运行特性。结果表明:电池储能系统能够有效平抑并网光伏系统的出力波动,有利于减轻光伏发电功率波动对电网的冲击。     

大功率潜水电机冷却系统分析方法与试验研究

为了研究大功率潜水电机的温度分布规律,以580 kW潜水电机为例进行分析.依据工作条件建立温度场计算模型,实现流固耦合自动传热并可模拟内外冷却介质的流动;以定转子铁耗定值、油摩损耗和铜耗变量作为热源施加方式,基于冷却系统参数影响关系得到温度场与流场间双向耦合关系,由此提出一种冷却系统分析方法;采用该方法研究冷却系统结构...     

直线电机驱动潜油无杆泵

目前在各大油田采油厂的生产中,管、杆偏磨成为一个不容忽视的问题,直线电机驱动潜油无杆泵的应用则可以有效解决这一问题。直线电机驱动潜油无杆泵是把潜油直线电机与动筒式抽油泵结合为一体的无杆采油系统,潜油直线电机直接驱动抽油泵,取消了机械传动部分,减少了功率损耗。潜油直线电机采用永磁同步直线电机,功率因数高,励磁电流小。抽油泵为上行程时吸液,下行程时排液的工作方式的新型动筒式抽油泵,适合潜油直线电机位于抽油泵下方的工作方式。     

基于电压拟合的有源低压配电网储能优化配置

户用光伏接入低压配电网可能导致电压越限,在用户侧配置储能可以很好地调节电压。针对低压配电网网架信息缺失或不准确、难以通过潮流计算获取电压的问题,面向户用光伏接入,提出了基于电压拟合的储能优化配置方法。建立了光伏和储能的出力模型;拟合了用户电压与总表有功和用户有功的关系;以配置储能容量最小为目标,结合储能运行约束和电压幅值约束,建立了储能优化配置模型;以某实际低压台区运行数据进行仿真分析。仿真结果表明,所提方法可以比较准确地计算户用光储接入点的电压,可以有效指导储能优化配置。     

基于热耦合的滑动轴承两相流场特性数值研究

针对滑动轴承热动力特性,建立考虑空化效应和黏温效应的轴承转子热耦合三维模型,对转子和轴瓦的热传导方程、油膜能量方程与全空化模型进行了联合求解。计算结果表明:轴瓦最高温度出现于下轴瓦最小膜厚下游,下轴瓦的温度沿润滑油流动方向逐渐升高,而上轴瓦的温度变化较少;考虑轴承热传导和两相流特性,热耦合三维模型比绝热边界模型更符合实际情况;与绝热边界模型相比,热耦合三维模型计算出的压力分布趋势相同,但计算结果较大;随着进口油温升高,油膜最大压力、承载力、空化体积比、进出口温差变小,热耦合三维模型与绝热边界模型之间的计算结果偏差变小。采用该热耦合三维模型计算的收敛区和发散区的温度分布,均与实验数据相符,验证了建立的热耦合三维模型。     

流固耦合对油气井管柱振动特性的影响分析

以油气井管柱为例,分析了流固耦合作用对管柱振动特性的影响。首先建立了有无流固耦合管柱振动方程,阐述了考虑流固耦合对管柱振动特性分析的重要性。再应用ANSYS Workbench软件建立有无流固耦合管柱三维有限元模型,运用Modal分析模块分析了空管柱、气固耦合管柱、液固耦合管柱三种情况下管柱的固有频率与振型等振动特性。与无流固耦合管柱振动特性对比表明:考虑流固耦合作用时管柱固有频率小于无流固耦合时空管柱的固有频率;与气固耦合相比较,液固耦合时管柱固有频率降低量更大,高达13%;管柱固有频率基本随阶数呈平方关系增长;管柱各阶固有频率均随管柱长度的增加而非线性下降;流固耦合作用对管柱的振型几乎没有影响。流固耦合作用影响管柱的固有频率,尤其是内部流体密度很大时,这种影响更不能忽略。考虑流固耦合作用下管柱振动特性的分析为管柱动力学分析提供了依据,也可为避免结构的共振提供参考。     

流固耦合影响下内啮合齿轮泵功率损失研究

针对理论计算难以获得精确的内啮合齿轮泵功率损失问题,利用Fluent和Adams分别计算了内啮合齿轮泵流场压力特性和压力载荷作用下内啮合齿轮泵动力学性能,通过实时数据传递建立内啮合齿轮泵单向流固耦合模型,得到耦合作用下内啮合齿轮泵的摩擦功率损失以及不同油液温度、工作压力及转速下功率损失的特性曲线。结果表明:功率损失随油液温度、工作压力和转速的增大而增大,油液温度和转速对其影响较大,工作压力的影响较小;考虑流固耦合作用计算得到的功率损失更接近于试验数据,比未考虑流固耦合作用时的情况更加精确。     

基于间歇式新能源消纳能力的电网灵活性模型研究

面对当下日渐凸显的能源和环境问题,风、光发电等具间歇特性的新能源得到了快速发展。然而,新能源出力的不确定性、间歇特点使得并网出力存在不同时间尺度的功率变化,给系统的可靠运行带来隐患。本文首先开展了电网灵活性分析,然后建立电力系统灵活调节电源和储能的响应特性模型,为电网新建灵活调节电源和储能的容量配比和多点布局优化方案提供依据。最后结合研究结论进行了总结和展望。     

基于热网络法的电主轴热结构耦合计算

为了更准确地对电主轴系统进行温度场的预测,建立了综合考虑接触热阻、轴承热变形和气隙变化等因素影响的热网络模型和热结构耦合热网络瞬态温度平衡方程(简称热平衡方程)。首先计算了接触热阻、轴承热变形、电机的定子与转子由于热变形导致的气隙变化以及电机与轴承的生热;然后选择电主轴主要部件作为温度节点,建立了电主轴系统的热网络模型及热平衡方程;最终通过MATLAB软件编程进行热平衡方程的求解,得到电主轴各主要部件的瞬态温度变化情况,通过不断更新接触热阻、轴承生热和电机生热等热特性参数,对电主轴进行温度和结构变形的耦合计算。计算结果表明:在达到平衡状态前,电主轴运转的时间越长,轴承的温度越高,轴承生热功率越低;电机温度随对流换热系数增高而降低;考虑热特性参数变化的热计算所得到的结果更加准确。通过与相同条件下的热结构耦合仿真结果进行对比表明,该热网络瞬态温度模型(热网络模型)可以正确预测温度场分布。     

油田封层用永磁直线电机设计与优化

针对井下智能开关器用旋转电机加减速器结构复杂、动作时间长等问题,提出了油田封层用永磁直线电机.根据封层用直线电机特性要求,对直线电机结构和参数进行设计.采用磁路分析法推导出电枢绕组前移式直线电机在工作行程范围内的出力表达式,并分析其出力特性.利用有限元方法分析电枢绕组前移董对电机平均出力特性的变化规律,从而确定前移量的...     

电动汽车内置式永磁同步电机转子温度在线估计

实现电动汽车车用永磁同步电机转子温度的在线监测不仅对保证电机的正常运行至关重要,同时还能增加电机峰值转矩持续时间,最大限度的发挥电机工作潜能。因此在磁-热双向耦合思想的基础上,提出具体的用于估计车用内置式永磁同步电机(Built-in permanent magnet synchronous motor,IPMSM)转子温度的磁-热双向耦合技术路线。首先,在传统的电机集中参数模型的基础上,建立考虑电机温度影响的集中参数电磁模型;然后,根据IPMSM材料的电阻、磁密、电导率等的温度特性建立考虑电机温度影响的电机损耗模型。最后,根据传热学原理和电机损耗分布对电机进行节点划分,建立IPMSM的等效热网络模型,并利用粒子群优化算法对热网络模型中的热力参数进行辨识。联合电磁模型、损耗模型与等效热网络模型构成磁-热双向耦合转子温度在线估计模型,实现对电机转子温度的快速在线估计。通过不同环境温度和不同工况下的台架试验与实车路试验验证转子温度估计模型的准确性,试验结果表明,所提出的转子温度估计模型具有较高的估计精度,转子温度估计误差均在±3℃以内,可更大程度地提高转子温度阈值,延长峰值转矩持续时间,提...     

两种驱动电机地铁车辆轮轨动态相互作用对比分析

为研究驱动作用下直线电机地铁车辆和旋转电机地铁车辆的轮轨系统动力学响应特性,利用KALKER线性蠕滑理论分析比较电机驱动下两种地铁车辆曲线通过时的轮对导向能力,分别建立直线电机地铁车辆-轨道三维耦合动力学模型和传统旋转电机地铁车辆-轨道三维耦合动力学模型,对比分析驱动作用和曲线半径对两种地铁车辆轮轨动态相互作用的影响。研究结果表明:驱动工况下,不同于传统旋转电机地铁车辆,直线电机地铁车辆的轮轨蠕滑特性和系统动态响应几乎不受牵引载荷的影响,其轮轨蠕滑力不受到轮轨黏着的限制。曲线通过时直线电机地铁车辆导向轮对的导向能力优于传统旋转电机地铁车辆。     

高速大功率电机转子通风孔散热效率优化研究

采用将转子与冷却气体流场实行分离的传统分析方法难以反映转子与冷却气流的热耦合作用,难以实现转子散热效率优化。提出基于流固耦合的高速大功率电机转子系统动态传热特性的分析方法,建立转子系统的流固耦合传热模型。利用建立的模型研究转速、冷却气流入口压力和速度,以及转子冷却孔分布、孔径和轴心距对转子温度场和散热效率的影响规律,提出了优化散热效率的具体途径。结果证明了所提出的计算方法和优化散热效率的具体措施的有效性。     

具有混合槽结构的水润滑橡胶轴承弹流润滑特性

综合考虑水润滑橡胶轴承不同开槽结构的润滑特性,设计出一种具有混合槽结构的橡胶轴承。采用有限元法建立了水润滑橡胶轴承双向流固耦合模型,研究不同沟槽结构对橡胶衬层变形、水膜压应力分布以及流场速度分布的影响,结果表明,混合槽结构综合了U形、V形和T形槽结构的各方面优势,能够改善水润滑橡胶轴承的流体润滑特性。     

氦气介质干气密封热-流固耦合建模及性能分析

以氦气介质螺旋槽干气密封为研究对象,考虑密封环温度分布、变形与气体性质、膜厚、生热等因素之间的相互作用关系,将流体域和固体域方程耦合,根据密封结构特征设置力、热边界条件,建立用于干气密封性能分析的热-流固耦合计算模型.基于该模型对氦气干气密封进行热-流固耦合分析,探讨不同转速及槽深对密封性能及其他参数的影响规律.结果表...     

基于Preisach模型的永磁同步轮毂电机损耗及温度场建模与分析

针对永磁同步轮毂电机运行过程中发热明显,严重影响永磁体性能和电机寿命的问题。开展电机铁心材料磁滞特性试验,测试一维磁化条件下的磁滞回线,考虑不同磁场强度和磁场高频特性对磁滞特性的影响。考虑到经典Preisach理论无法解释磁场频率过高的现象,基于对称小回环（Symmetric minor loops, SML）的密度函数离散化方法建立高频磁场强度变化的磁滞特性模型,通过与试验结果的对比发现该方法预测结果准确,对于在不同频率下的磁化特性有很好的模拟效果。根据铁心损耗的影响因素分析,提出考虑旋转磁化影响、磁密谐波影响的铁心损耗旋-交系数计算铁心损耗。最后建立电机三维温度场模型,仿真计算不同工况下各个部件的温升情况及危险点,并在试验台上进行电机温升试验,与仿真结果进行对比验证。仿真结果电机温度最大值为73.2℃,试验最高温度为72.6℃,证明电机损耗计算以及温度场仿真的准确性。研究结果表明,考虑磁场强度和磁场频率对铁心磁化特性的影响,能有效改善电机电磁计算中的缺陷,提高电机电磁场、损耗及温度预测的准确性。     

喷嘴挡板伺服阀前置级流固耦合特性研究

伺服阀前置级流固耦合特性与伺服阀的稳定性、快速性、气穴和自激噪声的产生密切相关。为研究喷嘴挡板伺服阀前置级流场的瞬态气穴分布特性以及流场作用下挡板的位移特性,提出了伺服阀前置级流固耦合分析方法,采用STAR-CCM+软件对伺服阀前置级流固耦合特性进行仿真分析,并通过流场分布规律实验观测对仿真方法进行了验证。结果表明,伺服阀前置级的流固耦合作用会引起流场周期性的瞬态分布和挡板谐振。     

基于故障树的潜油电机故障诊断系统的建立

本文结合油田现场实际潜油电机相关资料建立了潜油电机故障树,并对故障树进行了反推,最后基于VC++开发环境的面向对象处理能力建立了基于故障树的潜油电机故障诊断系统。提高了潜油电机故障诊断的效率。保证设备有效工作、延长检泵周期、提高油田生产整体经济效益。