风力机非定常气动力降阶模型

由于在非定常气动环境下运行的风力机会受到非定常气动载荷的作用,采用2种降阶模型(ARMA模型和Volterra级数模型)对风力机翼型的非定常气动载荷进行了预测,并将预测结果与CFD仿真结果进行比较,以验证模型对非定常气动载荷的预测能力.结果表明:在流动附着工况下,ARMA模型有较好的预测能力,在流动分离工况下Volterra级数模型的精度较高;这2种降阶模型能够在相对较小的计算成本条件下给出不同工况下风力机随时间变化的气动特性,为风力机气动弹性方面的设计与优化提供参考.     

基于涡尾迹方法的风力机非定常气动特性计算

给出了一种水平轴风力机三维非定常气动特性计算方法.风力机的绕流用预定涡尾迹模型确定,并引入涡核模型和考虑粘性引起的耗散效应对模型进行修正,解决了涡尾迹方法在大叶尖速比时普遍存在的计算发散问题.通过对Leishman-Beddoes动态失速模型中动态失速判据和模拟的修正,更准确计算侧偏风时风轮叶片的非定常气动响应.将三维旋转失速延迟模型与预定涡尾迹模型和动态失速模型适当耦合,从而计算包括三维旋转效应对叶片气动载荷非定常响应的影响,提高了风力机风轮和叶片非定常气动特性计算的准确度.     

风力机智能叶片非定常气动特性分析

为研究大型风力机智能叶片的非定常气动特性,以具有尾缘襟翼的NREL 5 MW参考风力机为研究对象,改进动态失速模型并修正动态尾流模型,建立风力机智能叶片的非定常气动模型。进而,通过仿真验证所建模型的准确性。最后,研究在不同尾缘襟翼角度下翼型升力系数、叶根挥舞弯矩和风力机功率的变化规律。结果表明,所建模型可较准确模拟翼型周围的非定常流动状态;尾缘襟翼可减小动态失速效应,有利于降低疲劳载荷、抑制功率波动。     

立轴风力机叶片动态失速特性与气动性能分析

结合立轴风力机运行时叶片的非定常气动特性,对B-V、B-L和ONERA动态失速模型进行适当简化和修正,结合实验数据对比分析俯仰运动时动态失速对翼型气动特性的影响。在双盘多流管气动分析方法的基础上,结合修正的动态失速模型,对Sandia 17m风力机进行气动性能计算,比较不同模型对叶片非定常气动特性的评价结果,与实测气动载荷和功率对比表明,B-L模型整体上对立轴风力机气动性能预测较好。     

基于非结构动网格的风力机翼型失速特性研究

根据翼型俯仰运动规律,采用非结构动网格技术和不同的湍流模型对风力机的动态失速特性进行计算,其结果表明,动网格技术能有效计算振荡翼型的气动特性,较好地捕捉出风力机翼型在动态失速过程中涡的产生、脱落及湮灭过程;并得出SST k-ω湍流模型在运动翼型气动性能的计算方面有较高精度。     

不同工况下风力发电机传动系统动态外载荷计算

综合考虑风轮非定常气动载荷计算模型、传动系统动力学模型、双馈发电机模型和变速变桨距控制模型,建立风力发电机传动系统在不同工况下的动态外载荷计算模型。使用所建立的计算模型对变速变桨距型风力发电机分别在启动、运行和制动时的外载荷进行计算分析,得到增速齿轮箱的输入载荷变化规律及其影响因素。     

基于BEDDOES-LEISHMAN动态失速模型的水平轴风力机动态气动载荷计算方法

从对附着流和分离流的建模两方面阐述了Beddoes-Leishman动态失速模型.基于Beddoes-Leishman模型开发了动态失速数值计算程序,并将其集成到了现有的风力机气动载荷分析软件中.利用所开发的程序,计算了NACA 63-418翼型的动态失速特性,分析了平均攻角、衰减频率和马赫数的变化对动态失速特性的影响.仿真了一台1.5MW变速恒频风电机组的发电工况,结果表明,动态失速对风力机的动态气动载荷有极大影响,在进行动态载荷仿真时必须予以充分考虑.     

非定常条件下风力机柔性叶片气弹耦合分析

研究叶片振动与扭转变形对气动载荷的反馈以及基于静、动态气动模型的叶根载荷的差异。应用计算多体动力学理论和叶片气动模型,建立受约束的柔性叶片非线性气弹耦合方程,得出叶片气弹耦合时域响应。以某5 MW风力机叶片为研究对象,研究柔性叶片的振动和变形对叶根力矩的反馈;在修正的叶素动量理论(BEM)基础上,引入Beddoes-Lesihman动态失速模型,考察叶片气动载荷的非定常效应。分析表明,随着叶片柔性增加,气弹耦合现象愈加明显;动态失速将引起叶片载荷有较大的振荡幅值和频率,影响叶片疲劳载荷谱的分析和疲劳寿命的设计。     

海上浮式水平轴风力机气动特性研究

以NREL-5 MW风力机为研究对象,基于叶素动量理论,考虑动态失速、风剪切及塔影效应等气动修正模型,开发Matlab非定常气动载荷计算程序,研究浮式水平轴风力机气动特性。结果表明:为保证风力机气动载荷模拟的正确性,气动修正模型必不可少;基础运动对风力机气动性能有显著影响,基础运动使风力机输出功率增大,但同时存在较大的振荡幅度,导致功率输出不稳定;叶片变桨失效导致功率输出更加不稳定。     

水平轴风力机翼型大攻角气动性能计算研究

耦合RANS和基于线性稳定性分析的eN转捩预测方法,进行风力机翼型的大攻角气动性能计算,以期提供风力机叶片分析/设计中使用翼型的更为准确和完备的气动性能数据。以风力机翼型S809为例,计算了翼型表面从出现分离气泡到大面积分离的情形,并比较了S-A和B-L两种湍流模型对计算结果的影响。通过对已有经典风力机翼型DU97-W-300和新设计风力机翼型WA21ak5在-180°～180°攻角范围内的气动计算,对计算结果和实验结果以及国外风力机叶片分析/设计中使用的基于Viterna方法由有限攻角范围的气动性能外推到-180°～180°的结果进行比较。结果表明,RANS方程计算气动性能和实验结果吻合较好,为建立风力机翼型气动性能数据库提供了基础。     

ON THE PHASE-LAG EFFECT ON THE NONEQUILIBRIUM ENTROPY PRODUCTION

In this work, the effect of the phase lag in heat flux, under the effect of the hyperbolic heat conduction model, on the nonequilibrium entropy production is investigated. It is shown that the entropy production cannot be described using the classical form of the equilibrium entropy production where using this form leads to a violation of the second law of thermodynamics. Also, it is shown that in most practical applications, the difference between equilibrium and nonequilibrium temperature in the hyperbolic heat conduction model may be neglected. The effect of the phase lag in heat flux on the spacial and time variation in nonequilibrium entropy is studied.     

基于直流电机的风力机模拟技术研究

分析了风力机的运行原理,建立了风力机模型,制定了简单有效的转速、转矩控制模拟方案,搭建了基于DSP的直流电机风力机模拟平台,应用LabWindows/CVI开发了上位机界面。该风力机模拟系统应用于并网型变速恒频交流励磁双馈风力发电系统,实现了模拟风力机在不同风速、转速下的运行状态,满足了双馈发电机在同步、超同步、亚同步状态下运行以及进行风电系统最大风能追踪等方面研发的需要,可方便用于实验室条件下风电技术的研究。     

基于惯性摆的波能系统研究

提出了一种基于惯性摆结构的波浪能吸收转换方法,并对采用此结构构成的水中载体所受到的波浪力及水动力进行了理论分析,建立了实验模型,对其进行了运动学、动力学仿真实验,仿真结果证明了方案的可行性。     

有机噻吩类衍生物作为光伏材料的研究进展

从有目的地设计、合成噻吩类衍生物入手,继而从探索其作为光伏材料的应用角度出发,综述了噻吩类衍生物作为光伏材料的最新研究进展。     

基于柔性晶体硅电池的光伏瓦研究

光伏瓦作为一种建筑材料,可替代屋顶陶瓦建材,且增加了发电功能,以薄膜电池为主的柔性光伏瓦具有质量轻和可弯曲的特性,但存在转换效率低、使用寿命短的问题。采用柔性晶体硅太阳电池,通过固化炉加气压釜的新型层压工艺,克服了层压过程中气泡、脱层等工艺问题,实现了基于晶体硅电池效率的柔性光伏瓦。     

基于MMC-PET的直流微电网综合控制策略

为提升智能配电网电能质量,提出一种基于模块化多电平型电力电子变压器的直流微网构架及其综合控制策略,对分布式电源并网方式进行简化,设计MMC-PET及风光储系统的控制器,对智能配电网中电压深度跌落、三相不平衡等电能质量问题进行治理。在PSCAD/EMTDC平台搭建基于MMC-PET的直流微网风光储系统仿真模型,进行仿真分析总结,结果表明该方法很大程度地提高了新能源接入适应性,具备更快的动态响应速度和更强的鲁棒性,能有效改善智能配电网电能质量。     

建筑形式对太阳能热利用的影响研究

以上海地区的住宅建筑为研究对象,通过模拟分析的方法,采用DeST软件计算确定建筑逐时的采暖、空调能耗,研究分析窗墙比对建筑全年采暖能耗、全年空调能耗以及全年采暖、空调总能耗的影响规律,研究分析太阳辐射热增加所导致采暖能耗的降低幅度与外围护结构保温性能两者之间的定量关系。计算结果表示在夏季外窗遮阳和夜间通风的条件下,加大南向窗墙比可增强太阳能的热利用效率,降低建筑全年的采暖、空调总能耗;而外围护结构保温性能的增强则可降低室内向室外散热的程度,相应提高对冬季太阳辐射的热利用程度,从而达到降低采暖能耗的目的。     

浅析城市发展对太阳辐射的影响

由于城市的发展,大气中污染物增加,使得城市全所的太阳辐射发生变化,以福建为例,直接辐射出现全年多数月及年总量递减趋势,且由东南沿海经济发展快地区向内地经济发展慢地区递减速率减慢。总辐射多数月及年总量随城市发展呈递减趋势。混浊因子则多呈增加趋势,诸多变化趋势均与人口变化呈密切相关关系,说明辐射值的变化与城市发展密切相关。     

基于生物质碳的界面光热蒸发实验研究

具有多孔结构的生物质碳可作为光热材料应用于界面光热蒸发。该文对具有不同表面形貌和多孔结构的多种生物质碳（碳化木块、榴莲壳与百香果皮）进行界面光热蒸发实验研究。研究结果表明：界面光热蒸发因良好的热限制实现了更高的光热利用率,复杂的表面形貌和多孔结构能进一步提升生物质碳的蒸发速率与光热利用率。其中,碳化百香果皮实现最佳的蒸发性能：一个标准太阳下的蒸发速率达到1.27 kg/（m²·h）,光热利用率为88.6%。同时,生物质碳对盐度为3%（质量分数）的人工海水的脱盐率均高于99.5%。因此,生物质碳具有较好的海水淡化应用前景。     

有机液态氢化物可逆储放氢技术的研究现状与展望

以甲基环己烷－甲苯－氢（MTH系统）与环己烷－苯－氢（CBH系统）为例介绍了有机物可逆储放氢技术的特点与研究现状。研究表明，该技术作为大规模、长期性的氢能储存和运输手段，作为随车脱氢为汽车提供氢燃料或为氢燃料电池提供氢源，以及用于化学热泵等在技术上都是可行的，但问题的关键是如何提高过程的释氢效率，特别是低温下的释氢效率，开发低温高效脱氢催化剂和采用膜催化反应分离技术是提高释氢过程效率的可行方法。水电解－有机氢载体电化学加氢－氢载体膜催化脱氢技术路线有望改善系统储氢效能，实现氢的高能量密度储存。