汽轮机调节级叶片三维接触有限元强度可靠性分析

汽轮机运行转速通常存在波动,叶片材料特性也存在不确定性。为评估调节级叶片强度可靠度,假设汽轮机转速、叶片材料弹性模量及密度服从正态分布,建立三维有限元接触模型,自编程序完成了调节级叶片多个样本的静态应力分析,然后应用多项式响应面法拟合以及Monte Carlo模拟方法得到了叶片可靠度。建立的叶片强度可靠性分析方法具有计算效率和精度高的优点,分析结果对保证叶片安全性具有重要参考意义。     

几何参数变化对离心压气机性能影响的仿真研究

采用离心压气机性能仿真数学模型研究某些几何参数，如叶片顶部间隙，叶轮叶片出口角变化对压气机性能产生的影响，是当今设计高压比、宽工作范围、高效离心压气机的关键步骤。为此，首先建立了离心压气机性能仿真数学模型。为了验证数学模型的有效性，对Krain叶轮性能进行了计算。随后，对不同叶片顶部间隙，不同出口叶片角的压气机性能进行仿真研究。研究结果表明，随顶部间隙的增大，压气机效率及压比下降；后弯叶轮性能优于径向叶轮。     

风电叶片固有频率相关性分析新方法

为进行三维风电叶片振动系统固有频率相关性分析,采用MATLAB和ANSYS共同建立了风电叶片三维有限元参数模型,并分析了叶片固有振动特性.考虑系统随机结构参数对风电叶片固有振动的影响,运用将Monte Carlo与ANSYS相结合的方法对叶片固有振动特性进行相关性分析,进而判断其对随机结构参数的敏感性,形成了一种叶片结...     

涡轮叶尖间隙流动的数值模拟

采用基于雷诺平均N-S方程的三维CFD计算程序,并结合Spalart-Allmaras-方程或κ-epsilon双方程湍流模型加壁面函数的方法,对涡轮平面叶栅和涡轮级转子的叶尖间隙流场进行了数值计算,详细研究了不同叶尖间隙高度、不同叶尖间隙形式和叶尖间隙有冷气入射时其对涡轮叶尖间隙流场和性能的影响.计算结果表明:叶尖间隙对从大约70%叶高到叶尖位置的叶片损失具有明显的影响;在同样间隙大小情况下,余高间隙叶片等熵效率比平间隙叶片等熵效率约提高了一个百分点;而叶尖间隙有冷气入射时涡轮的等熵效率要比无冷气入射时的等熵效率约提高两个百分点.     

等温黑体空腔积分发射率的计算

黑体空腔积分发射率的计算对辐射测温黑体空腔的设计非常重要,不同计算方法之间的互相校验是保证计算准确的重要手段。提出了一种基于有限元的计算方法,计算了等温轴对称黑体空腔的积分发射率,结果与Monte Carlo法的平均相对偏差为0.000 9,表明该方法准确可靠。在此基础上,对等温非轴对称黑体空腔的积分发射率进行了计算,结果与Monte Carlo法的平均相对偏差为0.000 5,表明能够有效计算非轴对称黑体空腔积分发射率。     

直叶片积叠方式对涡轮性能的影响

对某直叶片涡轮级采用Ｓ２流面计算方法进行了数值模拟,对静叶采用两种积叠方式进行了计算、比较。结果表明,静叶采用不同的积叠方式时,沿轴向,在顶部和根部,叶片的压力面和吸力面形成不同的类似于倾斜叶片的效果,对涡轮级的性能产生明显影响。     

三维地质建模技术在油藏描述中的应用——以大庆油田T区块为例

三维地质建模技术作为精细油藏描述和储层表征的重要组成部分,有效推动了油藏描述技术从定性到定量的转化,为开发后期井型井网的调整和剩余油分布规律的揭示提供了地质基础。以大庆油田T区块为研究对象,综合运用地震、地质、测井、取心资料,采用多步建模思路,建立油藏沉积微相模型和属性参数模型。最后针对储层参数不确定性问题的来源,运用随机建模技术和地质统计学等方法,分析储层不确定性参数的变化范围和规律,特别是针对变差函数中变程求取的不确定性所产生的油藏储量风险评价问题,引入概率储量,采用Monte Carlo方法,对各个参数的概率累计分布函数进行随机抽样,对地质储量分布概率进行统计和不确定性分析。研究表明,此方法基于对储量参数值范围的认识和评估,可以针对不同的独立变量的不确定性进行量化估计,从而计算油藏储量的概率分布,定量分析对模拟结果的影响,预测储层存在的风险和潜力,同时也为油藏数值模拟提供了一组优选的三维地质模型。     

抑制叶顶间隙泄漏的叶轮机械叶片的流场模拟

根据叶顶间隙流对叶轮机械的性能有重要影响这一特性,设计了一种叶片.该叶片顶部带有"燕尾冠",在叶顶的压力侧和吸力侧都形成"倒钩".通过对带有"燕尾冠"的叶片和一般的叶片的流场进行数值模拟,在同等条件下比较两者之间压气机的总体性能、流场特性以及叶顶间隙的泄漏量的区别,得到优化设计后的"燕尾冠"叶片能较好的保持住叶片表面的压力,削弱了叶顶间隙泄漏涡的产生和减少了通过叶顶间隙的泄漏量.数据结论为改进和提高叶轮机械的运转性能提供参考依据.     

一种离心压缩机叶片优化设计方法

针对叶轮机械数值优化过程中常常需要大量耗时的CFD计算,发展了一种基于近似模型的优化设计方法.该方法的核心是一个用于建立样本点几何信息与其性能之间的近似模型的样本数据库.将该优化方法应用于某离心压缩机叶片优化设计,以极大化等熵效率为目标函数,在保证流量和总压比不减小的情况下,优化后叶轮的等熵效率提高了2.7%,优化后的叶片型线变得更平直,且顶部型线变化较根部明显.     

Ω型惯性气液分离器性能研究

借助数值模拟方法对Ω型气液分离器的内部流场状态进行预测,计算采用二维雷诺时均N-S方程,湍流模型采用标准k-ε模型,获知分离器内部流场分布特性,对不同间隙的Ω型气液分离器性能进行研究,并制作模型进行风洞实验,验证理论计算结果,得到该型气液分离器的阻力及效率特性。研究表明,Ω型气液分离器具有较高的气液分离效率,并且分离效率与叶片间距有很大影响,采用的Ω型叶片间距为18.2mm时,平均分离效率在90%以上。     

A probabilistic power flow calculation method considering the uncertainty of the static frequency characteristic

In a power system, power generation and load have frequency response characteristics, which randomly fluctuate with changes in operating status. This study investigates a probabilistic power flow method that considers the unit and load uncertainty of the static frequency characteristic. Firstly, a calculation model is established on the basis of the characteristics of the frequency modulation performance of the unit and load. Then a calculation method is developed using the concept of dynamic power flow in order to determine the probability distribution of the active power flow of each line under the occurrence of a fault in the system. In the method, Monte Carlo sampling with the semi-invariant method is applied for analysis and calculation. The IEEE-30-buses system is taken as an example to analyze the impact of different responses of units on the power flow distribution of various branches. The method discussed herein is compared with the Monte Carlo simulation method to verify its effectiveness.     

核电楼层谱不确定性分析的并行算法研究

蒙特卡罗模拟方法是进行核电参数不确定性分析、得到统计意义楼层谱的基本方法之一,但该方法要求大样本循环,计算成本较高。为提高计算效率,基于并行理论改进蒙特卡罗模拟样本循环模式,在MATLAB软件平台上完成了楼层反应谱概率分析并行程序的开发。数值算例表明,该程序实现了核电结构的随机参数大样本空间分析,能够有效获取不同保证率的楼层反应谱,极大提高了运算效率,同时也保证了楼层谱统计结果的计算精度。     

Prediction of the extreme wind speed in the mixed climate region by using Monte Carlo simulation and measure‐correlate‐predict method

The extreme wind speed at an offshore location was predicted using Monte Carlo simulation (MCS) and measure‐correlate‐predict (MCP) method. The Gumbel distribution could successfully express the annual maximum wind speed of extratropical cyclone. On the other hand, the estimated extreme wind speed of tropical cyclones by analytical probability distribution shows larger uncertainty. In the mixed climate like Japan, the extreme wind speed estimated from the combined probability distribution obtained by MCP and MCS methods agrees well with the observed data as compared with the combined probability distribution obtained by the MCP method only. The uncertainty of extreme wind speed due to limited observation period of wind speed and pressure was also evaluated by the Gumbel theory and Monte Carlo simulation. As a result, it was found that the uncertainty of 50 year recurrence wind speed obtained by MCS method is considerably smaller than that obtained by MCP method in the mixed climate. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

透平导叶应用不同周向弯曲母线改进设计的研究

应用数值计算的方法,比较研究了某型导叶叶片不同周向弯曲对叶栅流动性能的影响,结果包括总压损失系数、出口气流静压、马赫数沿叶高分布。计算基于时均N—S方程,湍流模型为Baldwin-Lomax模型。结果表明,该导叶简单的斜置叶片可以提高叶根局部的流动性能,叶顶流动性能差,对整个叶栅的流动性能的提高却十分有限,J型弯曲可以兼顾叶很和叶顶流动而义弯曲母线易于计算优化。C型弯曲叶顶流动性能较好,但弯曲母线选择优化困难。     

大侧斜桨非定常空化流动结构的数值研究

为了对船后螺旋桨空化流动问题进行深入分析,本文基于大涡模拟(LES)方法和Zwart空化模型对非均匀来流条件下的大侧斜桨非定常空化演变及空化对桨叶周围流动结构的影响进行了研究.首先,采用三套系统加密的网格对非均匀流场中螺旋桨空化流动计算结果进行网格无关性验证以及不确定度分析,结果表明计算方法的可行性和可靠性较高.其次,...     

Influence of uncertainty in diffusion coefficients on moisture field during wood drying

The paper presents an experimental measurement of diffusion coefficients of wood and theoretical analysis (stochastic analysis) based on influence of uncertainty in these coefficients on moisture field during wood drying simulations. Experimental measurement was used to verify of analytic equations for calculation of diffusion coefficients, which were implemented in the numerical simulations. Histograms show on normal distribution, but stochastic analysis was used for uniform distribution as well. Mean value of diffusion coefficient in tangential direction was calculated as 1.016·10^?10 m² s^?1 and standard deviation as 0.153·10^?10 m² s^?1. Stochastic analysis is based on the Monte Carlo method. The analysis proves that final moisture field has a same probability distribution as the diffusion coefficient (normal or uniform distribution) and also depicts a character of course and distribution of uncertainty in lumber during drying.     

基于半不变量及最大熵原理的静态电压稳定概率分析

针对含不确定出力的静态电压稳定分析问题,提出一种基于半不变量及最大熵原理的静态电压稳定概率分析方法.首先,应用拉丁超立方采样法随机生成若干场景后利用K-均值算法进行场景聚类,获取每簇场景的高阶矩和半不变量等数字特征,进而建立最大熵模型拟合负荷裕度的概率分布曲线,将每一簇的分布曲线加权后求得总的分布函数;最后,在IEEE...     

考虑分布式电源的输电网扩容规划方案研究

针对配电网规划目标的矛盾性与日益增加的不确定性问题,介绍了一种配电网扩容规划方法,利用多目标优化模型研究了输电网扩容规划优化问题,并采用蒙特卡洛法在给定发电扩容不确定、系统负荷和其他市场变量条件下评估配电网扩容规划方案的灵活性。     

基于CFD的复杂地形风电机组机位微地形风资源数值模拟研究

  [目的]  在复杂地形进行风电机组建设时,机位点周围易形成高边坡地形,改变了风资源分布特征,影响机组发电量和安全性能,文章旨在研究高边坡地形的影响因素和预防其对机组的危害。  [方法]  基于STAR-CCM+软件平台对实际风电场机组高边坡地形进行了数值模拟,分析了立机位置选择、坡度、开挖深度等因素对机位处风资源参数的影响。  [结果]  结果表明:高边坡改变了原地形风的加速效应,产生大幅度的流体分离。当高边坡位于机组上风向时,机组下叶尖易产生较大的风切变,湍流强度超标,而高边坡在机组下风向时,机位处风资源参数则正常;高边坡的坡度大小对坡前立机风参数无显著影响;当下叶尖高度低于边坡高度时,机组位置下叶尖风速很小,切变值易超标。  [结论]  分析结果可为高边坡地形机组施工平台设计和塔筒高度选择提供参考。