进口雷诺数和湍流度对压气机叶栅流动特性影响

针对高空条件下,无人机发动机的压气机气动性能明显下降的问题,本文以某高亚声速压气机叶型V103为研究对象,采用数值模拟方法研究了3种雷诺数(Re=1.5×10^(5),4.5×10^(5),1.2×106)条件下,不同来流湍流度(Tu=1%,3%,5%,6%,7.5%,10%)对压气机叶栅内部流动特性的影响,分析了流动分离和转捩之间的变化关系,以及由此引起的叶型损失变化规律。研究结果表明:当湍流度不变时,随着雷诺数减小,分离泡长度增加,但分离点位置不变;当雷诺数不变,湍流度减小,层流分离点位置会提前,并且前移现象在低雷诺数下更明显;当湍流度增加,叶片表面分离泡消失,但损失仍然呈现出随着湍流度增加而增大的趋势;在不同雷诺数条件下,都存在一个对应于最小叶型损失的来流湍流度,且该湍流度随着雷诺数的减小而略有增大。本文为修正低雷诺数条件下压气机叶型损失模型和发展预测压气机高空低雷诺数效应的数值模型提供理论指导。

船用大功率氢燃料电池的液氢供氢系统数值仿真

相较于高压气态储氢、固态储氢等储氢方式,低温液态储氢具有有效储氢密度大、运输成本低、汽化纯度高和储运压力低等优势,因此对大功率燃料电池而言是最有潜力的一种储氢方式。利用Fluent软件对某船用大功率氢燃料电池的液氢供氢系统进行非定常计算,研究了使罐内液氢在给定时间内完全排出所需的最小气氢充注速度。数值模拟结果表明:在高温气氢充注到液氢罐过程中,由于热量聚集导致入口处存在局部高温,氢气进入液氢罐后沿水平方向流动,在重力与壁面作用下向下方流动,通过与罐内低温流体的对流换热作用,引起不同区域内的流体密度发生改变,从而使气氢与液氢分别产生涡旋;随着液氢罐气氢入口流速线性增加,液氢罐排空所需时间减小,但减小幅度随着入口速度的增加而降低。

宽工况离心压缩机的气动设计及仿真优化

离心压缩机由于需要在不同的工况下运行,因此需要具有较广的工作范围和较高的工作效率。根据设计要求进行单级离心压缩机的一维气动设计,并结合商业软件完成三维建模,采用NUMECA软件进行了三维数值仿真得到了设计工况下的气动性能。通过改变压缩机叶片几何参数如叶片厚度、叶片数、前缘角和叶型,分析其对离心压缩机性能和流场的影响。数值计算结果表明:离心压缩机叶片在70%叶片厚度、15个叶片、前缘角半轴比为3和NACA6306叶型叶片时,整机在全工况下满足压比要求且等熵效率最高。结合内部流场分析发现,影响离心压缩机效率的主要因素是流场高熵区的变化,优化过的压缩机的叶片有更好的流场分布,能有效减小高熵区大小。

录像示范法对提升孤独症学生课堂适应能力个案干预研究

在特殊教育学校中,孤独症学生的课堂适应能力相比其他障碍类型的学生更为欠缺,课堂上的不适应行为层出不穷,这不仅影响了学生有效参与课堂学习活动,也干扰了老师课堂教学活动的顺利进行。文章采用单一被试实验中的A-B-A型设计,运用录像示范法,对一名一年级孤独症学生进行干预。通过对比学生干预前后课堂上不适应行为的变化情况,验证录像示范法对提升孤独症学生课堂适应能力的有效性。

基于主动射流的汽车后视镜区域气动噪声控制

使用大涡模拟和声扰动方程求解后视镜区域气动噪声的非定常流场和声场.通过比较前侧窗19个测点能量平均总压力级的仿真和试验结果发现,两者仅相差2.3 dB(A),它们频谱变化趋势相同,量值差异较小.在此基础上,建立了主动射流模型,并改变射流位置、方向和速度等参数,采用子域仿真方法得到最优射流方案.将最优射流方案置于整车气动噪声仿真模型中,通过与原始模型对比发现,主动射流增大了后视镜尾部的时均压力,减小了压力梯度,降低了后视镜区域涡流强度,使整车气动阻力系数减少0.002,前侧窗网格节点能量平均的总声功率级降低1.8 dB(A),湍流脉动总功率级降低0.3 dB(A).

基于遗传算法的带内流低阻车身气动优化

通过建立18个参数的参数化模型,并开发了基于遗传算法的全局优化方法,展开带内流的车身气动优化,获得了气动阻力系数为0.261的低阻优化外形.比较最优车身的仿真和试验结果发现,气动阻力系数仅相差4%,表面压力系数和不同截面速度分布趋势相同、量值相差较小,表明所采用数值仿真方法是正确、可行的.利用本征正交分解对车身尾部截面流场进行能量分解发现,前9阶模态占总能量的54.5%;能量占比最高的1阶模态呈现出尾部拖曳涡的形态,并且拖曳涡的涡核位置不随时间变化而变化.建立了带内流的全局优化方法,获得了经试验验证的带内流低阻车身,为相关产品开发提供借鉴方法和外形参考.

以学生为中心、以项目为导向的教学改革与实践--以新能源技术及应用课程为例

以教师为中心、以讲授为主的教育模式存在很多弊端,对此,新能源技术及应用课程中开展了以学生为中心、以项目为导向的教学改革,引入以学生为中心的互动式讲授法,并采用过程考核和成果考核相结合的方式评定学生成绩。教改激发了学生的学习积极性,提高了学生创新解决工程问题的能力,可为地方普通高等院校的应用型高水平人才培养提供借鉴。

用于大攻角条件下的七孔探针的实验校准

七孔探针是一种可以有效测量气流特性的装置,在空气动力流场的测试实验中应用广泛,有着非常大的使用价值。七孔探针的角度测量范围可以高达±70°,它可以快速准确测量得到流场实验数据,能够大幅降低测量难度,从而为航天航空领域中各种复杂非定常流场的测量提供有效手段。本文针对用于大攻角条件下非定常复杂流场的七孔探针进行实验校准,校准过程分为低攻角和高攻角两部分。实验结果表明针对本文所使用的探针,在大部分气流角情况下校准误差保持在2%以内,在小部分边界处校准误差会达到5%;总压校准精度和动压校准误差基本都保持在2%左右。

打印电路板式换热器流动与传热数值模拟研究

印刷板式换热器是一种新型高效紧凑式微型通道热交换器,具有紧凑、耐高温、高压的优点,在太阳能、液化天然气和核能等清洁能源领域受到广泛地关注与重视。针对印刷板式换热器应用于LNG行业的汽化器,采用超临界氮气作为工作流体。利用数值模拟和理论分析的方法研究PCHE不同流道弯曲角度、不同直径下进口截面温度变化对内部流动与传热效率的影响。结果表明,弯曲角度增大时,所对应的对流换热系数的数值也随着增大,压降也随之升高;流道直径的加大不仅使对流换热系数增强,压降也随之减小,有较好的传热效果。

语言沟通训练对改善自闭症儿童问题行为个案研究

以一名问题行为较严重的自闭症儿童为个案,通过观察和访谈分析问题行为产生的原因,对其进行语言沟通训练。通过五个月的训练,该儿童可以使用简单的语言表达自己的需求和情绪,之前因沟通障碍而出现的叫嚷行为和情绪行为得到了明显的改善。最后探讨了语言沟通训练的有效策略。

对慢阻肺、意识障碍合并Ⅱ型呼吸衰竭患者进行无创机械通气治疗的效果评析

目的 :分析对慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)、意识障碍合并Ⅱ型呼吸衰竭患者进行无创机械通气治疗的效果。方法 :选取2015年11月至2017年9月江苏省徐州市铜山区中医院收治的34例慢阻肺、意识障碍合并Ⅱ型呼吸衰竭患者作为研究对象。将其随机分为观察组和对照组。对两组患者均进行常规治疗。在此基础上,对观察组患者进行无创机械通气治疗。然后对比两组患者的各项血气指标。结果 :与对照组患者相比,观察组患者治疗后的血PH值、PaO_2均更高,其PaCO_2、HR均更低,P <0.05。结论 :对慢阻肺、意识障碍合并Ⅱ型呼吸衰竭患者进行无创机械通气治疗能够有效地改善其各项血气指标。

应用于有机朗肯循环的新型小流量低转速离心膨胀机特性研究

相对于向心式膨胀机动辄数万转的转速,离心式透平能在较低的转速条件下实现较高的功率输出。本文以适用于有机朗肯循环(ORC)的某小流量低转速离心式透平膨胀机为研究对象,以R134a作为工作介质,用数值模拟的方法对新型透平膨胀机的气动特性进行了研究;采用CFX软件计算了该膨胀机在3 000 r/min转速下的工作特性曲线,并重点分析了在膨胀比1.7的工况下,叶片不同叶高位置的速度分布、表面压力分布、压力损失系数以及动叶内部流场马赫数云图。结果表明:该膨胀机能够在3 000 r/min转速下实现4.0的膨胀比,因此有效降低了轴承的转速和负荷;然而,由于静叶叶型设计不合理,静叶流道内出现了堵塞现象,同时叶顶间隙对动叶性能有较大的影响,这些均对离心膨胀机的性能产生了影响。本文研究结果将为离心式膨胀机的优化改进提供理论基础。

天然气管道掺氢输送对离心压缩机气动性能的影响

为研究天然气管道掺氢输送对离心压缩机气动性能和稳定工作范围的影响,以川气东送管道的GE PCL503压缩机为研究对象进行三维几何建模,采用RANS方法对该压缩机进行三维仿真模拟并与文献实验数据进行对比,验证了数值仿真模型的准确性。基于三维仿真模型研究了不同掺氢比、进口温度对离心压缩机气动性能和喘振裕度的影响。结果表明:随着天然气掺氢比的提高,压缩机的总压比和喘振裕度随之下降,当掺氢比达到20%时,喘振裕度降低19.78%,压比下降6.44%。在近喘振工况下,泄漏涡轨迹前移,泄漏涡强度得到增强,进而扩大了压力面低速区域面积,进一步加快了泄漏流与主流、压力面二次流的掺混,加剧了压力面流动分离和下游通道堵塞程度,其是导致掺氢比增加后压缩机稳定工作范围减少的主要原因。在10%掺氢比下,当进口温度由288 K升至323 K时,对于相同的体积流量,离心压缩机的总压比降低4.27%,等熵效率下降0.65%,喘振裕度增加13.03%,能量流量下降17.4%。研究结果可为天然气掺氢输送压缩机的设计及安全运行提供理论基础。(图10,表6,参22)

Dynamic Simulations of Post-stall Performance in Multistage Axial Compressors

In this contribution a quasi-one-dimensional tool for stationary and transient simulations of post-stall flows in multistage axial compressors is presented. An adapted version of the 1D Euler equations with additional source terms is discretized with a finite volume method and solved in time by a fourth-order Runge-Kutta scheme. The equations are discretized at midspan both inside the blade rows and the non-bladed regions. The source terms express the blade-flow interactions and are estimated by calculating the velocity triangles for each blade row. Loss and deviation correlations are implemented and compared to experimental data in normal flow, stalled flow and reversed flow regions. Transient simulations are carried out and a parameter study is presented to analyze the shape of the surge cycles and the frequency of the surge oscillations. At last, a bleeding control strategy is implemented to study the recoverability of the instabilities in a compression system.