中国科技论文

China Sciencepaper

  • 风资源分布的实时估计方法研究

    乔颖;李剑楠;陈钊;

    为了准确评估电力系统中可用的风电出力情况,从统计规律和数值模拟的角度研究了风资源分布实时估计建模方法。以甘肃酒泉地区的测风塔实测数据验证了相关性随地理距离增加而衰减的规律,该规律在地形起伏不大并且距离不超过一定数值的情况下适用;构建了利用风速相关性的风资源分布模型;比较分析了适用于输入数据有限并且要求计算实时性情况下的数值模拟方法。结果表明:诊断模式进行风资源估计简便、可行,更有易于非气象专业人员使用。

    2016年23期 v.11 2633-2639页 [查看摘要][在线阅读][下载 221K]
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  • 新型永磁磁阻电机的结构和电磁参数关系分析

    杜锦华;薛运田;

    针对永磁电机和开关磁阻电机的缺点,提出兼具永磁电机和开关磁阻电机优点的永磁磁阻双转子电机。通过研究永磁磁阻双转子电机的结构和工作原理,推导了主要电磁参数的相互关系,确定了对永磁磁阻双转子电机性能影响较大的参数,针对这些参数,利用有限元法进行了参数分析,完成了永磁磁阻双转子电机的主要参数设计。分析结果表明:极槽配合和极弧系数是影响内电机性能的主要参数,而定子绕组安匝数则是影响外电机性能的主要参数,依据这些分析结果,可确定能够充分发挥永磁磁阻双转子电机优点的设计参数。

    2016年23期 v.11 2640-2644页 [查看摘要][在线阅读][下载 252K]
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  • 交错波纹型线对原表面通道传热阻力性能的影响

    屈佐明;曾敏;张洁;王秋旺;马挺;

    原表面换热器是微型燃气轮机系统的关键部件之一,其传热和阻力性能对系统效率具有重要影响。采用有限容积法和低雷诺数k-w湍流模型,分析了波纹几何结构参数对交错波纹原表面通道的流动和传热性能的影响。计算结果表明:波纹几何参数对交错波纹原表面通道的阻力系数有显著影响,而对努塞尔数的影响较小,横向和流动方向波纹周期以及变量b对综合性能都有显著的影响;当波纹板的波纹变得更加陡峭时,波谷附近区域的速度边界层更薄,温度梯度更大。

    2016年23期 v.11 2645-2648页 [查看摘要][在线阅读][下载 331K]
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  • 火花放电诱导爆炸波研究

    刘庆明;邵惠阁;张云明;

    为了对电火花放电诱导爆炸波特性进行研究,建立了基于压力传感器的火花放电爆炸波超压场测试系统和基于纹影光学测试的爆炸波传播轨迹测试系统,并对10、100、1 000J3种能量等级下的放电过程进行实验研究,得到了爆炸场内各测点超压数据和爆炸波传播轨迹纹影图。分析确定了的爆炸波能计算方法,并给出了爆炸波能量E0。实验结果表明:只有3%~8%火花能转变为爆炸波能向外传播;根据纹影测得的爆炸波传播轨迹确定的爆炸波能比基于超压场确定的爆炸波能更准确有效;爆炸波能和火花能均随着充电电压的增大逐渐增大,火花能转化为爆炸波能的比例随着能量档位的升高逐渐降低。

    2016年23期 v.11 2649-2653页 [查看摘要][在线阅读][下载 245K]
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  • 吡嗪分子多维振动动力学中Non-Condon效应

    赵美玉;

    采用优化控制理论和多组态含时Hartree结合的方法,研究了吡嗪分子在3个电子能级之间振动耦合模型中Non-Condon效应的影响;在非绝热近似下给出了跃迁偶极函数的具体形式,成功实现了Non-Condon效应下对吡嗪分子的飞秒激光控制;给出了不同初始能量下飞秒激光的优化图形,得到了整个电子态的布居和相应的优化激光脉冲形状。同Condon近似下的结果进行比较发现:跃迁偶极矩的不同方向对电子波函数的影响较大,相应的优化激光场的振荡周期也发生了改变。

    2016年23期 v.11 2654-2659页 [查看摘要][在线阅读][下载 466K]
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  • 脊状表面减阻技术研究进展

    王松岭;邓宇涵;吴正人;

    为更深入地研究脊状表面减阻技术及应用,对国内外学者在脊状表面减阻技术方面的研究现状进行了较为全面的论述,首先介绍了目前认可度较高的减阻机理,而后详细地描述结构层面和布置方式对脊状结构减阻优化现状,再深入到脊状表面流动特性的分析,对不同减阻机理探究方法进行总结;随后介绍了脊状结构在翼型表面的减阻研究结果。通过对2种常见表面脊状结构减阻进行综述总结并进行了展望。减阻机理研究侧重点应为微观湍流拟序结构变化,结合涡结构的产生、扩散和耗散等相关理论对其进行分析。而实际工程运用中,因分析脊状结构减阻、噪声和传热之间的联系,并延伸边界层减阻技术的研究领域,分析不同因素之间相互影响。

    2016年23期 v.11 2660-2666页 [查看摘要][在线阅读][下载 251K]
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  • 六斜叶圆盘搅拌桨的龙卷流型搅拌效能分析

    梁佳赟;王杰;郝惠娣;杨斌;

    为了分析中心龙卷流型搅拌槽(六斜叶圆盘搅拌桨)的搅拌效果,应用CFD数值模拟了其与标准搅拌槽的内部流场,对比分析了二者的流动特性及能效差异。结果表明:在龙卷流型搅拌槽中心区域内工质螺旋形上升,循环区域增大,全槽返混效果较好;同时在搅拌槽底部中心区域形成5个分散的旋涡,可减少槽底部颗粒沉积,有效消除了罐中央的"圆柱状回转区;中心龙卷流型搅拌槽内搅拌工质产生的湍动能远大于标准搅拌槽,甚至在底部二者整体差异可在2倍以上,意味着中心龙卷流型搅拌槽混合更充分,搅拌更均匀;此外,与标准搅拌槽相比,中心龙卷流搅拌槽耗能较低,搅拌桨在同转速下的搅拌功率和功率准数为标准搅拌槽的94.7%。

    2016年23期 v.11 2667-2671页 [查看摘要][在线阅读][下载 462K]
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  • 喷孔内空穴流动与孔外喷雾形态的可视化试验研究

    董卫涛;何闯;高永强;魏明锐;颜伏伍;

    为研究影响喷孔内空穴及孔外雾化的因素,采用高压共轨试验台搭建了1套可视化试验台架,用有机玻璃加工透明喷嘴,与实际喷油器粘连,通过改变喷射压力、喷孔的几何尺寸以及喷射燃料,对喷孔内空穴流动与孔外喷雾形态进行了对比试验。试验结果表明:提高喷射压力和减小喷孔的长径比可有效促进喷孔内空穴的发展,进而更好地促进燃料喷雾的扩散与发展,使喷雾分布到更广的空间;燃料饱和蒸汽压越高、运动黏度越小,喷孔内越早出现空穴,空穴流动越早达到稳定状态,雾化效果越好。

    2016年23期 v.11 2672-2678+2695页 [查看摘要][在线阅读][下载 568K]
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  • 考虑微尺度效应的页岩气藏压裂水平井压力动态分析

    曾彦;宁正福;王庆;齐荣荣;张宇琪;

    为了更加准确地进行页岩气井产能预测、压裂设计,研究页岩气渗流的微尺度效应,进行井底压力分析。从微观角度,用带有Langmuir滑移边界的格子Boltzmann方法模拟页岩气在有机质纳米孔道中的流动,并拟合出基质渗透率。在宏观角度,将微观基质渗透率引入试井模型,用Laplace变换、点源方程、叠加原理和数值离散等方法建立页岩气藏多级压裂水平井试井模型,并通过Stehfest算法对Laplace空间下的压力值进行反演,得到典型的压力动态曲线,并分析流动参数对井底压力的影响。结果表明:纳米孔道中气体的稀薄效应显著,孔道直径越小,孔壁的滑移速度越大,甚至大于孔道中的气体速度;页岩气在纳米孔中流动时发生"双滑脱效应","双滑脱效应"导致页岩气的渗透率大于等效液体渗透率,并引起在克氏渗透率图中气体渗透率与平均压力的倒数偏离直线关系;压裂水平井渗流可划分为9个流动区域;拟稳态模型可更好描述吸附解吸阶段压力的变化;吸附系数影响吸附解吸的强度,窜流系数影响吸附解吸出现的时机,弹性储容比影响整个流动阶段,而裂缝只影响早期渗流阶段。

    2016年23期 v.11 2679-2687页 [查看摘要][在线阅读][下载 456K]
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  • 旋转冲压压缩转子试验系统中排气支板的研究

    韩吉昂;苑辰光;钟兢军;管健;

    为了对旋转冲压压缩转子试验系统中排气支板进行研究,采用Fluent流体计算软件对不同支板转角以及在支板段加装分流叶片时旋转冲压压缩转子试验系统通流部分进行数值模拟。结果表明:支板转角为30°时,在效率保持不变的情况下,旋转冲压压缩转子压比相比原型提高了1.23%,支板段总压恢复系数提高了5.56%。支板在转角为20°时其进出口的密流最大,流通能力最强。当支板加装1片分流叶片时,旋转冲压压缩转子的压比及效率分别比原型提高了0.18%和2.6%,此时支板段的总压恢复系数比原型提高了5.54%,支板进出口的密流最大,流通能力最强。

    2016年23期 v.11 2688-2695页 [查看摘要][在线阅读][下载 439K]
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  • 悬挂器坐挂引起的套管二维屈曲失效形式研究

    韩峰;崔晓杰;薛占峰;邓同军;

    针对尾管固井时尾管载荷过大导致悬挂器坐挂失败的现场问题,提出了坐挂套管局部应力计算方法。该方法基于板壳理论,建立了悬挂器卡瓦与套管的力学模型,分析了套管的屈曲失效模式,得到了塑性铰发生的位置。通过有限元分析软件ABAQUS,研究了卡瓦与套管坐挂时的应力状态,得到了套管在卡瓦挤压下的等效塑性应变。14-3/8″套管坐挂分析结果表明:在弹性范围内,套管局部最大应力的解析值和有限元数值解的误差为15.6%;当卡瓦载荷达到40MPa时,套管的最大应力已经超过弹性极限;当卡瓦载荷达到55 MPa时,套管的塑性区域已经连通,套管将会以塑性铰的形式失效。

    2016年23期 v.11 2696-2699+2710页 [查看摘要][在线阅读][下载 317K]
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  • 模糊PI控制在磁耦合谐振无线电能传输系统中的应用

    安金龙;岳文贺;苏杭;赵明;单智;

    为了提高磁耦合谐振无线电能传输系统的传输效率,综合考虑线圈的谐振频率和耦合系数,应用电路理论分析谐振状态对系统传输效率和传输功率的影响,进而提出了模糊PI自适应跟踪算法。通过跟踪检测逆变电路电流和电压信号,输入到模糊PI控制器对逆变电路的驱动频率进行调节,保证逆变电路电流电压同相位。仿真实验结果表明:基于模糊PI跟踪算法的无线电能传输系统能够对参数变化进行快速跟踪和调节,使系统工作在谐振状态,该跟踪算法相比传统的PI跟踪算法有更好的动静态性能。

    2016年23期 v.11 2700-2704页 [查看摘要][在线阅读][下载 305K]
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  • 多电平并网逆变器拓扑结构综述

    阿依姑扎丽·吐鲁洪;帕孜来·马合木提;

    为了找出最佳的多电平并网逆变器拓扑结构,比较传统3类基本多电平逆变器的优缺点,并重点阐述了几种新型拓扑结构,按照前人提出来的基本单元将它们分类。同时,总结了多电平并网逆变器拓扑优化方法以及研究趋向。最终提出了由最佳的2个基本单元构成的混合T型逆变器拓扑结构,并在MATLAB/SIMULINK上进行仿真。仿真结果表明:本文提出的结构相比嵌位二极管型三电平电路(目前最广泛使用的拓扑结构)具有优越性;此结构充分利用IGBT和MOSFET各自的优势,减小了谐波含量,降低了变换器的功率损耗并提高了系统的变换效率;通过对比不同新型拓扑结构可知,新提出的多电平逆变器拓扑都是在基本构成单元的基础上增加了辅助/嵌位电路,用混合开关或者用不对称结构来优化逆变器性能。

    2016年23期 v.11 2705-2710页 [查看摘要][在线阅读][下载 295K]
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  • 考虑风能利用系数的风电场等值建模

    杨培宏;胡庆林;付盼;胡忠林;

    目前风电场弃风现象普遍,在此情况下,为了得到更加准确的风电场模型,考虑风电场因电网管理部门发出的限电指令而造成的"空转弃风"现象,将风能利用系数Cp(功率系数)作为风电机组分群聚类的依据,应用SPSS软件,通过快速聚类方法——K-均值聚类方法进行聚类。通过MATLAB/SIMULINK对DFIG型风电场进行多机等值建模。结果表明:在保证仿真精度的前提下,本文的方法大幅度缩短了仿真时间,且更加接近目前风电场的实际运行状况;仿真结果的比较分析验证了此方法的优越性。

    2016年23期 v.11 2711-2715页 [查看摘要][在线阅读][下载 217K]
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  • ADS次临界系统中子时空动力学程序设计

    宋英明;徐宇超;高庆瑜;李鑫祥;杨永伟;张璐;

    为了实现加速器驱动次临界系统(accelerator driven sub-critical system,ADS)中子时空动力学过程模拟计算,基于蒙特卡罗中子输运程序(monte carlo N-particle transport code system)与时空变量分离的改进准静态近似法(improved quasi-static,IQS),开发了多群中子时空动力学模拟计算程序。在改进准静态方法的框架下,由MCNPX程序计算给出中子注量率归一化形状函数分布和所需的动力学参数,由点堆动力学计算给出中子注量率幅度函数值,二者耦合计算可实现ADS次临界反应堆中子时空动力学过程的模拟。程序内置了集总参数的热工反馈模型。针对国际原子能机构(international atomic energy agency,IAEA)的ADS基准题,对束流瞬变工况进行模拟计算,结果表明:相对中子注量率的变化情况与束流变化情况相同,模拟结果与理论分析一致。

    2016年23期 v.11 2716-2720页 [查看摘要][在线阅读][下载 442K]
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  • 基于电磁超声换能器的电磁声发射检测方法研究

    郭富坤;杨庆新;金亮;邱运涛;祝丽花;李阳;张献;刘雪莉;

    针对金属构件裂纹快速拓展导致构件突然断裂等问题,为了对活性缺陷进行检测或对缺陷的损伤程度进行评估,提出了1种将电磁超声换能器(electromagnetic acoustic transducer,EMAT)电磁加载装置应用于电磁声发射的检测方法,并构建了具有输出激励信号、数据采集、信号处理、数据存储等功能于一体的虚拟仪器;搭建了完整的实验系统,进行铝板和钢板试件的检测实验,采集声发射信号。通过对比人工缺陷、通孔和完好板材的信号,证明了使用EMAT可有效进行电磁声发射检测,在提高EMAT的检测能力的同时也使电磁声发射的检测方法易于工程应用。

    2016年23期 v.11 2721-2726页 [查看摘要][在线阅读][下载 521K]
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  • 原子发射双谱线测温系统设计

    刘振华;郝晓剑;周汉昌;

    为了解决爆炸场反应剧烈、产生的瞬时温度高、作用时间短、环境十分恶劣,导致传统的接触式测温方法不再适用的问题,设计了1套瞬态高温测试系统,该系统基于原子发射光谱双谱线测温法的原理,利用Y型光纤,将爆炸场的光谱辐射信号传入测量系统;选用2条波长间隔小的谱线Cu I 510.5.5nm和Cu I 521.8nm,2条谱线的波长间隔小,大大减小了光谱辐射率、光谱透射率等对光谱测量的影响,提高了测温精度。实验中对热电偶测温法、比色测温法、原子发射光谱双谱线测温法进行了对比,结果表明原子发射光谱双谱线测温法测温上限高,测温精度好,相对误差小于1%。

    2016年23期 v.11 2727-2730页 [查看摘要][在线阅读][下载 180K]
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  • 苯-空气低压预混层流火焰燃烧特性研究

    倪培永;王向丽;

    采用Chemkin软件中的预混层流火焰传播速度模型,对苯化学燃烧中的火焰传播速度、火焰温度、燃烧质量流量、预混火焰结构、苯的生成速率、敏感性分析与燃烧反应路径进行了模拟分析。结果表明:采用的CRECK机理模型可适应于研究混合气预混火焰燃烧;当量比等于1.1时,层流火焰传播速度、火焰温度和层流质量燃烧流量均达到最大值;OH、O和H是激发消耗苯反应的主要自由基;苯发生提氢反应对苯消耗的贡献率为98.5%,其中,由OH提氢反应的比例最高,占43.8%。

    2016年23期 v.11 2731-2734+2756页 [查看摘要][在线阅读][下载 275K]
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  • 新型分流对冲排气消声器的阻力及声学性能研究

    宋佰高;武佩;马彦华;薛晶;苏赫;

    针对1种基于气体分流对冲降低排气速度的新型结构排气消声器,使用计算流体力学的方法对其空气动力学性能进行分析。首先建立了消声器的仿真模型,并利用计算流体力学CFD技术对分流对冲排气消声器设定入口流速下的流场进行了仿真,分析了分流对冲排气消声器内部气体的流动特性和压力分布特性,并对新型消声器在不同入口气体速度下的压力损失进行模拟分析以及试验验证,并以CG25型单缸柴油机为样机,对新型消声器的声学性能进行了现场测试。结果表明:分流对冲排气消声器具有很好的空气动力性能,在柴油机标定转速下(2 200rad/min),新型消声器的插入损失为8.7dB,在柴油机不同工况下,新型消声器的插入损失高于原装消声器,证明了新型消声器具有良好的消声性能。

    2016年23期 v.11 2735-2739页 [查看摘要][在线阅读][下载 293K]
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  • 一种配电网容载比的分区优化方法——以怀柔电网为例

    范帅;翟鹤峰;郑广君;李梁;李清涛;汪洋;杨明;

    针对现行《城市电力网规划设计导则》(以下称《导则》)中给出的容载比计算公式并未指明式中各参数的取值依据,且对于负荷分散且发展不平衡地区也未给出分区容载比计算具体方法的问题,提出了1种分区计算容载比的实用计算方法。该方法首先将地区电网按照实际负荷地理分布图进行区域划分,在其基础上,对已划分区域再按电压等级分为多个小区。各小区的容载比按修正的电网整体容载比计算方法获得,并依据变压器标准容量对其进行修正,最后采用专家系统对各小区容载比进行综合,以确定整个地区各个电压等级的容载比。以北京市怀柔区35~110kV配电网为例,说明了结合地区典型特点对容载比实施分区计算的必要性。分区计算结果表明:与当地的电网现状相吻合,可以更好地指导配电网规划建设,对负荷分散且负荷发展不平衡地区电网的发展有一定参考价值。

    2016年23期 v.11 2740-2745页 [查看摘要][在线阅读][下载 174K]
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  • 基于自准直效应无偏振依赖能量分束器的研究

    张园;沈义峰;王娟;张雷明;

    基于自准直效应,提出1种无偏振依赖的二维光子晶体能量分束器。利用平面波展开法(plane wave expansion method,PWM)和时域有限差分法(finite-difference time-domain,FDTD)来计算和分析光波在所提出结构中的传输特性。通过研究发现:对于波长为1.55μm的入射光,无论是TE或TM偏振模式都能够实现在光子晶体中自准直传播;另外,根据等效介质理论,引入复合缺陷结构(一排缺陷介质柱和一层均匀介质层),当分束器的缺陷柱半径Ra=0.48a,缺陷层的厚度Hd=0.078a,缺陷层距缺陷柱中心平行位置Px=0.632a时,可同时实现对2种偏振模式的能量均分;这一全光能量分束器由于对偏振模式没有依赖,且尺寸紧凑(仅有15.68μm×10.31μm),在集成光学中会有广泛的应用。

    2016年23期 v.11 2746-2750页 [查看摘要][在线阅读][下载 643K]
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  • 寒冷地区典型建筑外窗节能影响因素的数值模拟研究

    张丽娟;田国华;王义江;

    为了研究分析外窗节能影响因素,采用有限元仿真模拟软件Ansys,针对4种不同腔体结构的热工性能进行分析,得出适宜寒冷地区建筑的腔体结构为窗框CK-New。采用建筑能耗模拟软件Designer’s Simulation Toolkit(DeST)模拟寒冷地区典型建筑采用热工性能和遮阳性能不同的外窗所产生的建筑能耗,通过对比分析,当外窗平均传热系数为2.40W/(m2·K)时,典型建筑能耗最小,且对于寒冷地区典型居住建筑来说,建议不采取外遮阳措施,或采取能满足建筑对冬季和夏季阳光不同需求的外遮阳措施。

    2016年23期 v.11 2751-2756页 [查看摘要][在线阅读][下载 478K]
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