基于圆台波浪形换热管的潜热储热单元性能分析

为提高潜热储热单元(latent heat storage unit,LHSU)的储热性能,提出了三种优化换热管结构的新型LHSU,分别为圆台形换热管潜热储热单元、波浪形换热管潜热储热单元和圆台波浪形换热管潜热储热单元(frustum wavy heat transfer tube latent heat storage unit,FW-LHSU)。基于数值模拟方法,比较了传统圆柱形换热管潜热储热单元(cylindrical heat transfer tube latent heat storage unit,C-LHSU)和三种新型LHSU的储热性能。此外,针对FW-LHSU研究了换热管壁面倾斜角度对储热性能的影响。结果发现,所提出的三种新型换热管结构均能增强储热性能,其中FW-LHSU储热效果最好,与C-LHSU相比,FW-LHSU的熔化时间缩短了32.64%,储热速率密度提高了48.1%。当增加FW-LHSU的换热管壁面倾斜角度时,其储热性能可进一步提高。当换热管倾斜角度从2°增加到8°时,FW-LHSU的储热时间可缩短37.00%、储热速率密度可提高48.44%。

新型空冷单元的数值模拟研究

为了解决"Λ"形空冷单元换热中存在的诸多问题,增强空冷凝汽器冷却效果,以龙山电厂600 MW机组模型为对比对象,借助Fluent软件对双曲形和圆台形2种新型空冷单元进行了数值模拟,得到其温度场和速度分布情况,分析了顶部挡板空隙率对空冷单元换热的影响,并以换热效果为衡量目标对其结构进行了优化.结果表明:2种新型空冷单元的换热效果均优于原"Λ"形空冷单元,能更有效地降低汽轮机背压、减少整机煤耗,且顶部挡板空隙率为0时效果最佳;圆台形空冷单元比双曲形空冷单元换热效果更好,更适合安全、经济、长久运行.

图形处理器剪裁加速器的设计与实现

平面剪裁和视景体剪裁是图形处理器中3D引擎的核心功能,而在进行复杂场景绘制时,剪裁操作容易成为整个3D引擎的瓶颈.对此提出一种优化的剪裁加速器结构,并完成了剪裁加速器单元的设计与实现.在Xilinx Vertex6XC6VLX760FPGA上进行原型验证,电路工作频率可以达到196 MHz,测试功能正确.在SMIC 65nm CMOS工艺下,电路工作频率达到315 MHz,满足设计需求.

面向大规模场景的数字孪生模型快速渲染方法

对包含大规模场景的数字孪生系统而言,孪生模型的渲染效率对于孪生系统动态实时性和交互性具有重要影响。针对现有方案在视锥体剔除和渲染框架上的不足,提出一种基于并行计算框架的数字孪生模型视锥体细粒度剔除快速渲染新方法,将模型剖分为含相同数量三角面片的子模型,根据子模型几何坐标构建相应大小包围体,进行视锥体细粒度剔除,减少渲染流程中模型数据规模。同时,将渲染流程优化和CPU/GPU协同处理相结合,在GPU中构建并行计算框架,将原本CPU中进行的视锥体剔除和计算移植到GPU,进行视锥体剔除和操作的并行计算,进一步减少CPU计算负担。最后,以断路器数字孪生车间系统为例进行验证,结果表明,CPU、GPU渲染时间分别减少26.52%、25.51%,系统平均帧率提高28.35%,有效提升了数字孪生系统的运行效率和交互性能。

圆台形空冷单元供风方式优化数值模拟研究

鉴于圆台形空冷单元换热中存在的诸多问题,保证空冷凝汽器单元的安全长久运行,通过在冷却壁面下部添加引风环,风机从侧面进风来改善圆台型空冷单元的换热效果。首先利用Fluent软件对出风口狭缝宽度以及倾斜角度对空冷单元换热特性的影响进行模拟分析,确定较优宽度与倾角,得出针对单个空冷单元较优的侧面供风结构;其次将空冷岛分散供风改为集中供风,将新型供风方式下空冷单元换热特性及经济性与原有供风方式进行对比,得到换热性能较好、经济性较好的供风方式。