PIV与PLIF同步测量方法在湍流扩散研究中的应用

为了定量分析湍流中浓度、温度等标量的输运过程,需要同时获取流场空间内速度和标量的脉动值,以确定湍流扩散特征量。详细介绍了同步应用粒子图像测速与平面激光诱导荧光技术开展测量和数据处理的方法,并应用该方法获取了槽道内两种流体的湍流扩散通量等特征量。研究结果表明,该方法可有效地应用于湍流扩散研究领域。     

充气钻井井筒压力分布规律研究

以多相流理论和欠平衡钻井基本原理为基础,研究了充气钻井的压力控制问题,建立了适合充气欠平衡钻井的物理模型,同时给出了井筒压力计算的多相流理论模型和数值求解方法.结合现场资料,计算了充气钻井时井筒压力随回压和注气量的变化情况,并对其变化情况进行了解释.得出的结论为进行合理的欠压值设计提供了理论依据,对指导和实施欠平衡钻井作业和研究具有一定的理论参考.     

埋地混输管道温降计算分析

油气集输管线的沿程温降主要与压降、总传热系数有关,而油气两相流在沿程的流动过程中不稳定,流态多变,导致压降的计算方法存在较大差别。在考虑了平均含气率与焦耳-汤姆逊效应对温降的影响后,建立了集输管线的3种油气两相流温降数学模型,采用了贝克流型划分法对油气两相流进行计算。结果表明,用液体持液率H1代替质量含气率Xwg计算多相流的混合比热Cp,能够提高油气两相流温降计算的精度。     

上海市典型办公建筑房间PVT供能与负荷匹配特性研究

随着可再生能源应用技术的不断发展,光伏(Photovoltaic,PV)电池已广泛安装于建筑屋顶并发电供能,受太阳辐射变化影响,建筑用能的稳定性亦受到挑战.针对上海市某办公建筑阴面房间,结合太阳能热电联产(Photovoltaic/thermal,PVT)供能技术,文中应用数值方法预测了典型年内PVT系统的电、热产量和建筑的冷热负荷,进而分析了多时间尺度上供能与负荷变化规律及两者的匹配特性.结果表明,对于相同面积的PVT和建筑房间,全年电、热产量大于负荷需求.系统逐日运行中,PVT系统可满足冬季供热需求的天数占比约为64%,满足夏季制冷需求的天数占比约为78%.     

基于区域采样点数的锂离子电池健康状态评估

低采样频率下锂离子电池的健康状态(SOH)评估在工程应用中具有重要的意义。引入了区域电压(ΔV)和区域采样点数(RSP)的概念，提出了一种在概率密度函数(PDF)框架下的锂离子电池SOH评估方法。以实验室磷酸铁锂(LFP)电池循环老化数据为基础，建立了基于RSP的电池SOH评估模型，对比了基于RSP的方法和传统PDF法，并考察了不同采样频率和区域电压下RSP-SOH模型的效果。研究结果表明，RSP与SOH呈线性正相关，RSP-SOH模型无论是充电还是放电过程下的效果均优于传统PDF法。在采样频率较低时，适当的增加区域电压有助于提高RSP-SOH模型的评估效果。电池RSP-SOH模型在充电过程下对采样频率鲁棒性较好，在每五分钟一个采样点的低采样频率情况下模型的R²均大于0.98。在此基础上，采用区域采样点数法相对评估某储能电站的220个LFP电池的SOH。当9个RSP较小的电池被替换掉后，储能电站电能的吞吐能力将提升20.9%。     

基于相变材料的双通道PV/T系统性能研究

研究了以水为工质的双通道PV/T系统性能。实验测量水的光学特性,并搭建室内实验台,在实验室条件下对双通道PV/T系统性能进行实验研究。对比研究不同流速和有、无相变材料对系统性能的影响,包括对太阳电池工作温度和系统电、热效率的影响。研究结果表明,双通道PV/T系统可有效降低太阳电池的工作温度;工质流量从100 mL/min增加至300 mL/min,双通道PV/T系统太阳电池平均温度降低1.77 ℃,电、热效率分别增加0.09%和4.11%;相比于电性能,流量的变化对系统的热性能影响更大;采用相变材料的双通道PV/T系统,进一步降低太阳电池的工作温度,提升系统的电热效率,系统可达到更高综合利用效率。     

槽道内聚合物减阻流动对数层湍流结构的影响

为深入阐明聚合物减阻剂对壁湍流的影响,试验研究了聚合物槽道减阻流中近壁对数层的湍流特征结构。高分子聚合物溶液经过多孔壁面缓慢注入槽道,采用立体粒子图像测速技术测量对数层中流向与展向平面内3个方向的速度分量,采用二维粒子图像测速技术测量流向与垂直壁面方向平面的速度场。基于条件平均的方法,发现在对数层存在低动量流体的大尺度条带结构,在黏弹性聚合物溶液的影响下,条带在展向方向上扩展,在流向方向上拉伸;条带周围垂直壁面方向的脉动速度强度明显降低,类喷射运动被显著抑制。     

海底管道多相混输技术研究进展

目前,多相流技术在海洋、沙漠、极地等地区进行油气田的勘探开发中得到了越来越广泛的应用.多相混输工艺也逐步成为了油气储运学科中的研究热点.介绍了多相混输技术在国外的研究现状,着重介绍了海底管道多相流技术特点及研究方向,展望了多相混输技术的发展前景.     

退役锂离子电池老化机制及其健康状态表征

退役三元锂离子电池的老化机制和健康状态(SOH)快速准确表征是其梯次利用研究的热点之一。文中采用循环老化实验、增量容量分析(ICA)、主成分分析(PCA)等方法研究特斯拉21700型退役三元镍钴铝(NCA)锂离子电池的老化特性和衰减机理，并建立其健康状态评估模型。研究结果表明：活性材料损失(LAM)和活性锂损失(LLI)是电池容量衰减的主要原因。通过提取IC曲线上的特征参数作为健康因子，并采用主成分回归方法(PCR)对健康因子进行降维处理，得到基于ICA-PCR的SOH评估模型。验证结果表明：所建立的SOH评估模型精确度高，其SOH估计误差在2.5%以内，能够实现梯次利用过程中电池SOH的快速准确评估。     

浮式平台运动对叶片变形及整机性能影响

浮式平台在海洋环境中发生六自由度运动使得叶片周围流场产生剧烈波动，剧烈变化的流场会对叶片动态响应造成巨大的影响。采用CFD-CSD耦合方法对NREL 5 MW风力机进行了双向流固耦合仿真，在此基础上利用UDF技术加入浮式平台运动，研究了平台纵荡、纵摇和艏摇运动下叶片变形情况及整机扭矩和推力变化。研究结果表明：纵荡、纵摇和艏摇这3种典型平台运动会使得叶片变形幅度增大，挥舞和扭转变形增幅要大于摆振变形；纵荡运动对叶片变形及气动性能的影响最大，扭转变形最大变化幅度可达70%，整机扭矩和推力的峰值分别提高了30.51%和11.75%；纵摇和艏摇运动减小了平均扭矩和推力。