基于多岛遗传算法的钝尾缘翼型多目标优化设计

针对大型水平轴风力机叶片运行工况复杂和结构强度要求高的问题,提出一种钝尾缘翼型的多目标优化方法。基于多岛遗传算法,采用Hicks-Henne型函数和钝尾缘函数对钝尾缘翼型进行参数化拟合,通过Matlab软件自编程序调用XFOIL气动分析软件进行流场分析,对选定翼型进行多工况多目标优化设计。整个优化过程集成在Isight平台中,可实现自动优化。采用上述方法,选用NACA63921翼型作为初始翼型进行多目标优化,利用Fluent转捩模型对得到的钝尾缘翼型进行CFD数值验证,并与几种常见的同厚度翼型进行对比。数值验证表明,优化得到的钝尾缘翼型在多个工况点下的升阻比均高于同厚度的FFA、DU系列等现有风力机翼型,在失速工况区流动分离延后,具有更好的气动稳定性。     

考虑气固两相流的球阀冲蚀磨损失效研究

针对管道气体携带杂质对球阀冲蚀磨损导致其失效的问题,采用欧拉-拉格朗日流体描述方法,运用Comsol Multiphysics软件对气固两相流球阀冲蚀磨损进行数值模拟计算,研究球阀流场特征、冲蚀磨损分布、不同参数对冲蚀磨损影响及冲蚀率随参数变化趋势,并把模拟结果与工程现场冲蚀球阀对比,验证模拟的准确性。结果表明：球阀内流速在一定范围内改变,产生的二次流漩涡是导致冲蚀的主要因素;球阀冲蚀磨损随开度减小,随流速、粒径和质量流率增大而增加,呈非线性正相关。     

高温太阳能吸热管在非均匀热流下的温度研究及结构优化

对腔式管状集热器在非均匀受热条件下进行温度场和热应力场的模拟.研究发现周向温差的不同造成吸热管的热变形分布不同,且吸热管后半段热变形最大;同时,太阳能辐射量随时间变化导致热流密度和吸热管壁面上的周向温差都在发生变化.鉴于此,分别从腔式集热器吸热管的结构、工作介质物性等方面入手以解决非均匀热流带来的形变问题.通过改变吸热...     

变工况下跨临界二氧化碳空气源热泵系统性能的实验研究

以跨临界二氧化碳空气源热泵系统为研究对象,研究了电子膨胀阀开度、压缩机频率对系统COP以及制热量的影响,并提出更高效的热泵运行方案。实验结果表明:在不同的阀开度下,系统COP均出现先上升后下降的趋势,随着加热过程进行,阀开度越大COP下降的幅度越大;压缩机频率的提升会使系统最大COP下降;系统在75 Hz下加热水箱温度至38 ℃后,将系统频率调节至85 Hz可以使系统在保持高COP运行的同时减少加热时长,加热速率提升约18%。     

不同调节方式对循环加热式CO2热泵性能影响的实验研究

为研究膨胀阀开度和压缩机频率对循环加热式CO₂热泵制热性能的影响,采用实验的方法研究了阀开度35%,37%,40%和频率75,80,85 Hz工况下制热量和制热系数COP瞬时值和平均值以及加热时间的变化。结果表明：随着压缩机频率增加,平均制热量和最大瞬时制热量增加,平均COP和最大瞬时COP减小,加热时间缩短;随着阀开度增大,平均制热量和平均COP减小,最大瞬时制热量和COP增大,加热时间延长;当压缩机频率一定时,在不同的水箱温度范围采用合适的膨胀阀开度可以有效提高热泵的平均COP;以本文75 Hz工况为例,当水温小于25.9℃时采用40%开度,当水温在25.9～35.4℃之间时采用37%开度,当水温大于35.4℃时采用35%开度;合理匹配开度和频率可以最大程度提高平均制热量,同时抑制平均COP的减小。     

垂直轴风力机新型变桨控制策略参数组合气动分析

低尖速比下垂直轴风力机攻角一般较大,流动分离现象较严重,可通过变桨调整叶片攻角以减少叶片流动分离提高其气动效率。以H型Darrieus垂直轴风力机为研究对象,基于攻角随相位角变化规律,提出一种俯仰角控制策略,此控制方式特点是在不同相位角时攻角成比例地减小,在大攻角时大幅减小攻角,而在小攻角时变化幅度较小,之后通过数值计算验证其效果。结果表明：所提俯仰角控制策略可显著提升功率系数;相较单一参数控制策略,不同参数组合的控制策略方式虽然在0°～180°（迎风区）与180°～360°（背风区）的风能捕获效率会相互影响,但提升效果也更好。此外,不连续的俯仰角速度将导致扭矩波动,通过采用权函数对俯仰曲线进行拟合可消除该波动。     

风力机齿轮箱振动信号分解方法研究

基于风力机齿轮箱振动信号显著的非线性及非平稳性,分别采用集合经验模态分解(EE-MD)、固有时间尺度分解(ITD)和经验小波变换(EWT)分解方法对齿轮箱振动信号进行处理,求取各分解方法分量信息熵并构成特征向量,然后作为支持向量机(SVM)模型的输入进行故障识别及分类.结果表明:EWT能较好地提取振动信号中的冲击成分;...     

湿式冷却塔进风口加装导风板的优化设计

基于两相流传热传质理论,利用Fluent软件模拟300 MW机组冷却塔填料区使用多孔介质时的通风率,采用离散相模型（DPM）在配水区上表面加入热水,模拟研究新型旋流型叶片导风板的优化能力,给定不同弧度及安装角,分别在0、3和7 m·s^-1风速下计算冷却塔出塔水温,并分析侧风对冷却塔冷却性能的影响。研究结果表明：加装导风板可以降低侧风引起的不利影响,导风板数量为50块时效果最好,旋流型叶片导风板的最佳安装角为20°,此时旋流型叶片的最佳弧度为15°,最大温降可达0.787 4 K。研究结果为火电厂选择导风板提供了依据。     

聚酰亚胺中空纤维膜分离CO2/N2的影响因素分析

膜分离法以其对环境友好、能耗低等优点逐渐成为气体分离提纯的重要途径之一,利用聚酰亚胺中空纤维膜,以CO_2/N_2混合气体模拟燃煤烟气,研究了烟气温度、流量、CO_2浓度及膜组件滞留端压力等条件对聚酰亚胺膜分离烟气中CO_2效果的影响。实验结果表明:单级膜分离法脱碳效率较低,无法全部回收烟气中的CO_2,适用于烟气预处理及处理小流量且对脱碳效率要求不高的工艺;在条件允许的情况下,压力越高、温度越高、流速越低,膜对CO_2分子的选择性越强,此时膜分离的脱碳效率越高。     

基于集合经验模态分解和关联维数的风力机齿轮箱故障诊断

针对齿轮箱故障信号的非线性和非平稳性特征,提出基于集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)、关联维数和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的故障诊断方法。将美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory,NREL)"Gearbox Reliability Collaborative(GRC)"项目进行测试获得振动信号数据,通过EEMD进行分解得到本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)分量,采用G-P算法求取各组本征模态函数分量的关联维数,将各组关联维数输入SVM中进行故障识别及分类。结果表明:振动信号的关联维数与嵌入维数呈正相关,且正常信号和故障信号的关联维数区分度不明显,通过SVM能对其进行精确识别和分类。该方法能有效提取系统故障非线性特征,比传统的基于统计参数的故障诊断方法具有更高的诊断精度,准确率高达100%。