考虑J2项摄动的小推力燃料最优转移轨道设计

为优化得到考虑地球扁率J2项摄动影响的小推力燃料最优转移轨道,提出了一种3次同伦方法.构造较简单的采用"线性引力",且不考虑J2项摄动的大推力能量最优转移轨道作为同伦初始问题.引入3个同伦参数,分别对动力学模型、推力大小和性能指标进行同伦,根据极小值原理推导得到同伦过程中的最优控制律,并通过跟踪同伦参数的连续变化求解一系列的同伦迭代子问题,分别得到J2摄动模型下的大推力能量最优转移轨道和小推力能量最优转移轨道,并最终优化得到小推力燃料最优转移轨道.以航天器与位于太阳同步轨道的碎片的交会任务为算例进行数值仿真,验证所提出的3次同伦方法在求解J2项摄动影响下的小推力燃料最优转移轨道优化问题中的有效性.结果表明,利用打靶法容易对同伦初始问题进行求解,在同伦过程中能连续稳定地跟踪同伦参数,进而得到所需的燃料最优小推力转移轨道,利用该方法能有效地解决J2项摄动导致的非线性强、推力小、转移圈数多等原因所导致的一般数值优化算法不易收敛的难题.     

管网方法在双层壁冷却结构设计中的应用

为快捷有效地计算涡轮叶片双层壁复合冷却结构的冷却特性,将一套适用于气冷叶片换热模拟的管网耦合算法应用于所设计的双层壁内冷叶片上.结合冷却流路的一维管道网络算法以及壁面单元与对应外流场网格间的插值过程,形成HIT3D-Coolnet管网耦合程序,并参考有测量数据的涡轮叶片算例验证其模拟有效性.针对新型的双层壁冷却结构,在已有叶型的基础上初步构建3种配气方式的复合冷却方案.用HIT3D-Coolnet快速得到叶片外壁温度信息以甄选初始方案,借助全三维数值模拟分析初选方案双层壁结构内的流动特性,并据此采取措施改善初始设计.流场分析表明,导入腔内的冷却空气冲击腔壁,并在腔室空间内形成特定的旋涡结构,有效地强化了内部对流换热.在合理的冷气分配下,双层壁冷却技术可获得较好的冷却效果.     

非晶合金凝固过程模拟与界面换热关系

为了准确模拟块体非晶合金凝固过程的温度场,对浇注温度为840℃的非晶合金凝固期间的温度场进行了数据采集.根据界面换热模型与热量守恒定律建立了液固相与铜模之间的界面换热关系式,从而实现了对非晶凝固温度场的模拟.结果表明,合金与铜模之间的界面换热系数随温度的增加而增大.合金在液态阶段降温曲线的模拟值与实测值基本吻合,且当凝固温度降至500℃后,二者偏差也较小.利用界面换热模型并结合实测温度场可以表征非晶合金凝固时的界面换热关系.     

上海地区污水源热泵制冷工况实验研究

城市污水具有温度相对恒定,冬暖夏凉的特点,是一种优良的低温热源,与热泵结合具有很好的节能前景.搭建了热泵实验平台,并以上海市某污水厂的二级出水为热源,研究了污水源侧流量、用户侧流量、进口温度对制冷工况下系统性能系数的影响;基于实验数据,对系统的性能系数进行拟合,并与实际结果进行了验证.研究结果表明,系统性能系数随用户侧进口温度的增加而缓慢增加;随污水源侧流量、用户侧流量的增加而明显增加;系统性能系数的拟合结果可以较好地反映系统的实际运行工况,平均误差仅为3.35%.     

电站锅炉烟气余热利用现状分析

介绍了电站锅炉烟气余热回收的现状,指出了余热回收、利用、发展3个阶段的特点,表明余热方案系统越来越复杂,节能效果越来越好,方案可选择性越来越多,需要优化.总结了余热方案优化常用的优化目标和优化方法.     

基于WRF的城市热岛效应高分辨率评估方法

为解决城市总规尺度气候评估工具缺乏的问题,分析了不同气候评估方法的特点和应用范围,研究了气象学工具WRF在城市热岛效应评估中的应用方法及有效性。建立了针对城市总规尺度的高精度城市规划信息数据库、气象数据库生成WRF模拟边界的方法;明确了高精度城市热岛效应模拟所需的WRF物理方案。以沿海城市大连夏季典型晴朗高温天气为例,利用WRF模型进行了300 m的高分辨率模拟。结果表明,WRF可以较好地模拟出城市热岛效应的强度和时空变化;将模拟结果与气象站和现场观测值进行了对比,两者变化趋势一致,偏差在可接受的范围之内。     

基于“火积”的喷淋室内气-水热湿交换性能分析

为研究空气饱和程度对换热效果的影响,采用数值模拟方法,计算气体沿等温线、等焓线、等含湿量线向饱和线靠近的过程中全热交换量、"火积"耗散、"火积"耗散热阻、全热交换效率的变化情况。研究发现:气体沿着这三条线逐渐向饱和线靠近时其"火积"耗散热阻始终在减小,全热交换效率在增大。     

去应力退火对DZ125合金再结晶行为的影响

为了获得具有优异高温力学性能的定向凝固高温合金,减少定向凝固叶片在生产过程中产生再结晶的现象,对经过喷丸后的DZ125合金进行了去应力退火处理,随后对其进行了不同温度下的热处理.利用扫描电子显微镜观察了DZ125合金的微观组织.结果表明,当表征喷丸强度的Almen值为0.25 mm时,依次进行870℃/500 h去应力退火与1 000℃/4 h热处理后,DZ125合金中仍存在少量胞状再结晶.经过1 150℃/4 h热处理后,胞状再结晶层厚度约降低30%;经过1 230℃/4 h热处理后,等轴状再结晶层厚度总体约降低了30%.当Almen值为0.17 mm时,在870℃下进行不同时间的去应力退火处理与1 230℃/4 h热处理后发现,随着退火时间的增加,再结晶层厚度逐渐降低,当退火时间为500 h时,再结晶层厚度约降低50%.     

板式换热器单相换热和压降数值模拟

建立了板式换热器水侧单流道CFD仿真计算模型,并通过与实验点的对比验证了该模型的精确性.基于数值模拟结果,拟合得到板式换热器水侧换热系数和摩擦因子计算关联式,为板式换热器的优化设计提供了依据.     

城市建设强度与热岛的相关性——以重庆市开州区为例

城市建设强度是城市热岛形成与演变的主要驱动因素,为了揭示两者之间的量化关系,以重庆市开州区为例,在用地地块、规则网格和建筑斑块3个空间尺度上,使用ArcGIS提取地表温度（LST）与建设强度指标,利用SPSS分析其相关性并构建多元回归模型。结果表明：用地地块尺度上,LST与绿化率、建筑密度和容积率之间均呈现显著的负相关,与建筑底面积和总建筑面积之间均呈现显著的正相关。规则网格尺度序列上,LST与建设强度各指标之间的相关性系数随网格面积的增大而增大,在840 m网格时达到最大值;总体上LST与绿化率之间呈显著的负相关,与建筑密度和容积率之间呈显著的正相关。建筑斑块的尺度上,LST与建筑层数之间有显著的负相关关系,与总建筑面积之间有显著的正相关关系。城市建设强度直接或间接影响了城市热岛的形成与演变,而相关分析发现,建设强度指标并非都与LST之间呈正相关关系,这表明城市热岛除受建设强度的影响外,还受区域气候、城市形态、城市性质、交通方式以及建筑材质与色彩等多种因素的协同影响,是一个非线性的复杂过程。