基于飞轮储能的船用燃机直流微电网大功率负载响应特性

为充分利用飞轮储能对船舶直流微电网功率补偿的优势,弥补燃气轮机发电系统输出功率调节响应慢的不足,对船用燃机直流微电网大功率负载下的飞轮储能系统控制策略和电网响应特性进行研究。本文基于100 kW实装微型燃气轮机发电机组,建立了包括燃气轮机、发电机、飞轮储能系统的船舶直流微电网模型,并在有无飞轮储能系统的情况下,分别突加、突卸40%、60%、80%额定功率负载,详细分析不同负载模式下直流母线电压、发电机转速和飞轮转速的变化特性。结果表明,所提出的飞轮储能系统控制策略可以及时补偿大功率负载冲击下发电机和负载之间功率不平衡,防止母线电压和同步发电机转速波动过大,有效提升微型燃气轮机发电系统的电能质量和稳定性。

进口热斑在气冷涡轮动叶流道内迁移特性分析

为了解涡轮进口热斑的运动特性对涡轮叶片热负荷分布的影响,对存在进口热斑时高压气冷涡轮动叶流道内冷热流的非定常运动特性进行了研究,揭示了热斑在气膜冷却流、叶顶间隙泄漏流以及动静叶栅运动干涉等因素综合作用下对气冷涡轮叶片热负荷的影响。研究发现:冷热流在高压动叶入口处被高压动叶截断而交替流入流道,热流对动叶的影响主要集中在动叶前缘以及压力面附近,对动叶前缘造成直接的热冲击振荡;在周向气流角的作用下,在高压动叶栅流道内,低温流体逐渐向吸力面流动,而高温流体主要向压力面流动;气冷涡轮在浮力以及间隙泄漏流的作用下,改变了流道内部二次流分布,使得迁移到动叶压力面上的高温流体向叶根迁移,吸力面低温流体向叶片中间截面聚集。所得结论可对涡轮冷却设计提供理论参考。

舰船动力类专业课程思政教学过程的情景设计

在课程思政教学的实施过程中,思政元素的有机融合、思政情景的合理展现是在师生之间营造情感沟通氛围,激发思想交流意愿,进而实现情感认同、思想共鸣、价值塑造的关键环节。本文聚焦课程思政教学的情景设计问题,根据舰艇动力专业课程思政教学的特点,明确课程思政情景设计的基本要求,分析三类典型思政情景的设计方法及实施途径。结合专业课程教学实践,分析舰船动力专业课程思政情景设计的具体实例。教学实践表明,合理的思政情景设计可以有效提升思政教学效果,提高专业课程的综合育人质量。

非轴对称端壁对压气机稳定性的影响分析

为了探索非轴对称端壁造型对压气机稳定性的影响,以某型燃气轮机低压压气机进口级为研究对象,采用NUMECA/Design 3d商用优化软件,在喘振点附近对端壁进行了优化造型,分析了端壁优化后对压气机性能的影响。结果表明:非轴对称端壁使压气机在不同转速下的喘振裕度都增加,压气机的喘振边界向左扩宽,压气机的工作稳定性得到明显提升。

基于轮毂静压的非轴对称端壁造型

为探究非轴对称端壁减小流动损失的机理,根据非轴对称端壁造型基本原理,提出了一种基于轮毂静压构造非轴对称端壁的方法。以Rotor37为研究对象,采用NUMECA/Auto-Blade和Design3d进行端壁造型和优化,并使用EURANUS流场求解器进行数值计算,分析了造型后端壁对压气机转子总体性能的影响。结果表明:基于轮毂静压的非轴对称端壁能有效减小叶片通道的横向压差,抑制气流在吸力面出现过早分离,且叶片表面的压力分布更加均匀,叶片出口总压损失系数降低了8.94%,证实了基于轮毂静压构造非轴对称端壁方法的有效性。

大型气垫船阻力特性仿真与影响因素分析

气垫船在实际航行过程中,海洋环境和装载条件都会对船体阻力产生影响,难以利用实验手段直接得到不同影响因素下的阻力特性。通过计算机建模将各阻力分量进行耦合,采用变步长4阶5级龙格库塔算法,建立了气垫船阻力模型。利用该模型进行仿真计算,并将所得到的结果与实艇试验反推数据进行对比分析,所建立的模型较好地反映了气垫船阻力特性。在此基础上,又将不同海洋环境和装载作为输入参数,得到了在不同影响因素下的阻力特性曲线。研究结果表明,相较其他因素而言,海况变化对气垫船阻力产生的变化影响最大。

基于PSO-BP神经网络的燃气轮机结垢性能预测

针对传统BP神经网络存在的学习速度慢,容易陷入局部极小的问题,为了提高诊断效率和非线性拟合能力,提出利用粒子群算法、遗传算法和布谷鸟算法优化BP神经网络对燃气轮机积垢性能预测,将各算法所得误差和拟合度进行对比。结果表明:粒子群算法优化BP神经网络的非线性拟合度为0.934 4,优于其他算法,相较于其他算法具有更低的绝对误差平均值,有效避免了局部最优情况。

基于实验教学改革的新工科人才培养实践--以叶轮机械课程为例

新工科对实验教育教学提出了新的要求,为提高学生综合能力、创新能力,以适应新工科要求,从培育人才综合能力素质出发,针对工科课程的学习特点,分别在实验教学条件、教学内容、教学模式等方面进行了改革实践。通过建设综合实验教学平台,构建仿真实验室,建立精准化评价模型,实施互联网平台实验教学与仿真实验互为补充的教学模式等措施,对专业领域的人才培养进行了探索与实践,有力地推动了新工科的发展。

轴流压气机转子叶尖泄漏流行为的数值研究

为了加深对某高速小尺寸轴流压气机转子的叶尖泄漏流行为的理解,采用定常数值计算的方法对其内部流场进行了全三维的数值模拟。计算结果表明:峰值效率工况下,叶尖泄漏涡集中且稳定,而近失速工况下,叶尖泄漏涡在通道中发生破碎,破碎后泄漏流的速度剧减,形成巨大的低能团,严重堵塞顶部通道。低能流体团压缩叶尖泄漏流的流动空间,迫使叶尖泄漏流溢出叶片前缘平面,导致转子突尖型失速先兆发生。进一步详细分析叶尖泄漏流的结构发现,叶尖泄漏流与来流的交界面随流量减小而向上游移动,并受叶尖泄漏涡破碎、前部弦长范围叶尖间隙两侧压差增加及逆压梯度增强的共同影响。

压气机转子叶片静气动弹性分析

为研究压气机转子叶片弹性变形对气动特性和结构性能影响,采用商业软件Numeca和Ansys用流固耦合的数值计算方法,研究跨声速转子叶片在考虑气动载荷和离心载荷共同作用下的静气动弹性变形,分析不同材料属性对叶片静气动特性的影响。结果表明考虑叶片变形后的气动特性曲线往右边移动,更加贴近实验数据。由于气动载荷和离心载荷的作用形式不同,材料属性的不同会导致叶片变形量各成分比例不同,也会对叶片不同位置的应力产生不同的影响。

Invariants and Quantum Fluctuations of a Mesoscopic RLC Circuit in a Squeezed State and Squeezed Number State

为与力量来源一起的一个 mesoscopic RLC 电路的 invariants 被学习并且过去常构造挤压的状态并且为系统挤压了数字状态。处于挤压的状态和挤压的数字状态的 mesoscopic RLC 电路的量变化也被调查。

采用新型非轴对称端壁提高压气机转子性能的数值研究

为进一步改善压气机转子内部的流场结构,探索二次流减少机理,对轴流压气机转子-NASA Rotor37进行了非轴对称端壁造型。本文以商用软件NUMECA为设计平台,发展出一套完整的非轴对称端壁优化设计流程。通过对优化区域及优化方向的控制,设计出一种带有凹槽的非轴对称端壁造型,并对凹槽在轴向的最佳位置进行了讨论。压气机内部流场结构采用三维流线进行分析。结果表明:凹槽改变了槽内以及周边流体的流动轨迹,降低了通道内的横向压力梯度,阻碍了端壁附面层低能流体向吸力面的聚集;同时,凹槽的存在提高了压气机的气动性能和叶片的扩压能力,使二次动能和总压损失系数分别减少了9.52%和6.5%。