不同分数导数下Maxwell杂化纳米流体流动和传热变化的灵敏度分析

研究多孔介质中垂直拉伸板引起的分数阶Maxwell杂化纳米流体流动与传热现象,并考虑二阶滑移边界条件.利用分数阶剪应力和分数阶Fourier定律构建边界层控制方程.然后采用有限差分结合L1算法进行数值求解,并详细讨论分数导数参数增大时,各物理参数对该流体流动与传热影响的灵敏度变化.结果表明,Darcy数和滑移参数对平均表面摩擦系数的影响,以及滑移参数对平均Nusselt数的影响,对速度分数导数比对温度分数导数更敏感.Darcy数对平均Nusselt数的影响只对温度分数导数敏感,与速度分数导数几乎无关.此外,一阶滑移参数比二阶滑移参数对流动和传热的影响更大.

基于线性化潮流模型的配电网电压无功控制策略

针对现有基于二阶锥松弛的电压无功控制模型无法以电压波动为目标且求解速度较慢等问题,文中提出了一种基于线性化潮流模型的配电网电压无功控制策略。基于支路潮流方程建立了包含有载调压分接头、电容器组和光伏逆变器等调控手段的电压无功控制模型,并将其离散变量松弛为连续变量,以形成二阶锥规划。进一步以二阶锥规划所得结果为基准点构造线性化潮流模型,并以电压波动最小为目标,将连续变量还原为离散变量。最后基于改进的IEEE-33节点测试系统进行了仿真,仿真结果表明所提出的线性化潮流模型具有较高的精度和更快的求解速度,能够适用于配电网实时电压无功控制。

基于二阶锥规划最优潮流计算的主动配电网动态重构研究

为有效应对大规模可再生能源接入电网的不确定性与波动性,实现配网最优运行,提出一种考虑分布式电源时变性与负荷需求特性的动态网络重构优化方法。先针对传统静态支路潮流模型的非凸性,引入松弛变量,将其转化为二阶锥约束,建立基于二阶锥松弛的最优潮流模型;再综合考虑主动配电网环境中的主动管理元素等约束,在保证电压稳定性的前提下,以网络损耗与购电量最小为优化目标,建立高比例分布式电源接入下的多时段配电网重构模型;最后,采用YALMIP工具包和Gurobi求解器进行建模求解,并通过适配IEEE 33节点模型进行实证分析。算例结果表明:所提方案得到的系统期望网络损耗值从0.176 MW减小到0.097 MW,其网络损耗值比粒子群算法的降低了11.95%,其电压水平比粒子群算法的提高了0.76%。该模型的有效性得到了验证。

基于分布式新能源与配网网络重构的降损技术

考虑分布式新能源出力随机性对调控策略执行效果的影响,研究了基于电压风险评估和主动重构的日前调度技术。基于光伏出力预测和负荷预测,以电压安全概率风险最小为目标,以开合联络开关为控制变量,应用二阶锥松弛过的Distflow潮流模型进行求解,获取电压安全概率风险最小的配网重构方案。通过对IEEE 33节点配网进行算例分析,仿真结果验证了所提基于电压风险评估与主动重构的日前降损策略的可行性。

考虑交通流量和用户行为不确定性的加氢站选址优化模型

加氢站是氢能产业发展的重要基础设施,其布局选址对于氢能在交通领域的推广应用至关重要。为此,提出一种加氢站的选址优化方法。首先,分别以运营商追求捕获交通流量最大化、客户追求获得加氢服务可能性最大化为上、下层目标函数构建了双层规划模型,并引入机会约束规划理论处理了交通流量的不确定性。该模型考虑了客户路径选择的行为特性,能够为交通流量不确定性下的加氢站选址提供重要借鉴。其次,利用KKT条件和确定性等价将所提机会约束双层规划模型转化为了单层的混合整数二阶锥规划问题以实现高效求解。最后,为验证该模型的有效性,以长三角地区交通网络为案例进行了仿真分析。

计及压缩机运行域的动态最优电-气能流凸化算法

压缩机是电-气互联系统的关键元件,其运行工作点是否位于运行域内关系到系统的安全稳定运行,同时其模型非凸性大幅增加了最优电-气能流的求解难度。为此,该文在压缩机准确建模的基础上,针对电力和天然气系统迥异的传输特性,提出一种计及压缩机运行域的动态最优电-气能流凸化算法。首先,根据压缩机运行参数与状态变量间的映射关系,构建压缩机三维运行域模型,并利用超平面实现运行域的凸包络松弛。其次,考虑差异化传输特性建立动态最优电-气能流模型,实现模型的混合整数二阶锥凸重构,并提出一种基于动态线性化与紧缩凸包络的凸化算法。最后,算例验证所提模型的有效性,表明所提算法在计算精度和效率上均优于连续锥规划算法。

胎盘生长因子联合脐动脉S/D值对子痫前期的预测价值

目的:探讨胎盘生长因子(PLGF)联合脐血流S/D对子痫前期的预测价值。方法:采用病例对照研究,回顾性选取2020年4月—2021年4月就诊于我院产科并最终诊断为子痫前期的孕产妇52例作为研究组,并选取同期正常分娩的产妇122例作为对照组,将孕期划分为三个阶段,孕早期(12~20周)、孕中期(20~34周)、孕晚期(34~42周),收集并分析两组孕妇早中晚期的胎盘生长因子(PLGF)、孕中晚期脐动脉收缩末期最大血流速度(S)与舒张末期最大血流速度(D)比值(S/D),评估PLGF、S/D值单独及联合预测子痫前期的效能。结果:研究组血清PLGF在妊娠各阶段平均值均明显低于对照组(P<0.05),研究组脐动脉S/D平均值高于对照组,孕中期两组间比较差异无统计学意义(P=0.21),孕晚期两组间比较差异有统计学意义(P=0.047),血清PLGF联合脐动脉S/D值在孕中期的特异度、灵敏度、AUC(ROC曲线下面积)分别为80.0%、63.6%、0.664,孕晚期的特异度、灵敏度、AUC分别为71.9%、81.8%、0.804。结论:研究组妊娠各个时期PLGF值均低于对照组,可以单独作为子痫前期患者的预测指标,S/D值单独预测价值与PLGF联合S/D值的预测价值在孕晚期优于孕中期,推测与纳入研究组患者的病情严重程度有关。

考虑等效循环放电深度约束的配电网储能规划

储能作为新能源系统中的一部分,因其优秀的调节作用在配电网中得到了广泛应用。但储能寿命会受其运行特性的影响,导致规划结果不准确,为了解决这个问题,提出了一种考虑循环放电深度约束的配电网储能规划模型。首先介绍了雨流计数法的基本原理,结合分段线性化思想建立了放电深度与储能寿命的对应关系,并在此基础上提出了一种考虑等效循环放电深度约束的储能寿命模型。然后,以总成本最小为目标函数建立了考虑储能寿命的规划模型。其次,针对模型中的非凸项进行凸化处理,并转化为二阶锥规划模型。最后,在改进的Portugal54算例系统上进行仿真验证,验证了所提模型的有效性。

卧式螺旋管内紊流传热

在宽广的参数范围内对卧式螺旋管内紊流换热特性进行了详细的试验研究, 试验结果表明,螺旋管内强化换热是紊流流动与二次流动共同作用的结果,Reynolds数越大,二次流对强化换热的贡献越小,平均换热系数也越接近于等条件下的直管换热;换热系数在圆截面上的分布很不均匀,最外侧换热系数可达最内侧的3～4倍,最内侧是平均换热系数的0.5倍,并得到了截面上局部换热系数的计算式;换热系数在流动方向的分布具有周期性。

低速离心压气机非稳态流和机匣处理的数值分析

机匣处理能够改善压气机稳定裕度,扩大其稳定工作范围。为了验证并分析其扩稳机理,对带沿气流流向槽的低速离心压气机内部进行了全三维数值模拟,将数值计算结果与实验结果进行了比较,并详细对比分析了实壁机匣和机匣处理后离心压气机转子顶部区域流场结构,以及阐述了机匣处理对叶顶间隙泄漏涡和二次流等非稳态三维紊流流动的影响。

二次气流对分级气化炉内三维速度分布的影响

介绍了一种新的分级气流床气化炉,并利用激光颗粒动态分析仪对分级气化炉模型内的流场进行了速度测量,分析了二次气流对气化炉内三维速度分布的影响.测量结果表明,二次气流的加入增强了气化炉内的混和,对于气化反应的进行是有利的.在二次喷嘴的一定高度范围内,二次气流对壁面处流场的影响较大,工业生产中应该选择合理的二次喷嘴位置和气流量,避免二次气流对喷嘴附近的回流产生较大干扰,影响喷嘴气流的着火燃烧.

二次流对超声速环型空气引射器真空度的影响

采用计算流体力学时间相关法求解二维轴对称Navier Stokes方程,数值模拟求解了二维轴对称超声速环型空气引射器流场。在前期工作基础上,探讨了零二次流时盲腔压强平衡的机理和二次流对引射器真空度的影响。计算表明,二次流对引射器的流场结构影响显著,与零二次流相比,少量的二次流将使引射器真空度大大下降。

随行波表面减阻降噪机理探索

通过对随行波表面特殊流场的数值模拟研究,探讨了随行波表面存在减阻降噪效果的内在机理。针对随行波表面流场的特点,在数值计算过程中对其计算域、计算网络及其流动参数进行了合理化的处理。模拟结果表明随行波表面存在减阻降噪效果的内在机理在于:随行波表面连续的沟槽结构使得壁面附近的流动在波谷处产生了稳定的二次流,即来流在随行波表面引发形成一排平行人工涡,从而使自由来流在平行人工涡上流动,而不与壳体表面接触,起到了类似"滚柱轴承"的作用,从而达到减阻降噪的目的。对随行波表面流场的模拟研究,对深入揭示其潜在减阻降噪机理具有一定的意义。

居住区变频二次供水设计秒流量监测研究

设计阶段水泵选配不合理会造成变频二次供水机组低效运行,设计秒流量计算结果偏大是影响水泵合理选配的主要因素。课题通过对不同规模和类型居住小区生活用水的实时监测,研究分析了最高日用水定额、时变化系数和户用水人数的取值应考虑的因素,并提出合理的建议,为居住区变频二次供水设计秒流量合理计算提供依据。

高速喷流干扰及控制技术研究

在高速风洞中对单喷模型喷流干扰和二次引射实现推力转向进行了试验研究,试验马赫数为0.6和0.8。结果表明:亚、跨声速喷流对气动特性起到积极作用;引入二次流可以实现喷流偏转,但是会带来一定的推力损失。

二阶滑移边界对微型气浮轴承稳态性能的影响

考虑微型气浮轴承的尺寸特征,内部气流不再满足连续流的假设,根据Knudsen数可确定内部气流为滑移流．分别利用一阶速度滑移模型和二阶速度滑移模型对连续流的状态方程进行修改,得到一阶滑移流和二阶滑移流机制下修正的雷诺方程．利用有限差分法对连续流、一阶滑移流和二阶滑移流的雷诺方程分别求解,得出相应的承载力和偏位角．经过对比分析,发现采用滑移流模型得到的轴承的稳态力学性能与连续流机制的结果存在较大差异,一阶滑移流与二阶滑移流间的差异随偏心率增加而增加．说明在MEMS环境下必须考虑滑移流效应对微型气浮轴承稳态力学性能的影响．在大偏心率工作状态下,二阶滑移流模型能够得到最好的结果．

基于狄恩流的微混合器的研究

所设计的微混合器是一种基于狄恩流的被动式混合器,该混合器的结构特点是由多个不同半径的弯曲管道双螺旋而成,中部通过"S"形管道将输入管道和输出管道相连。首先分析了狄恩流形成的机理及特点,再通过流体计算软件CFD-ACE+三维模拟并分析了不同流速对二次流强弱以及混合程度的影响,最后利用微细加工技术制作微混合器,罗丹明B溶液与去离子水用作待混合液体,利用Image J软件获取混合图像的灰度值来分析混合器的性能。

改进的带二阶项配电网快速潮流算法

在简要分析已有配电网潮流算法的基础上,提出了一种改进的带二阶项的快速潮流算法。该算法应用矩阵分块求逆方法对阶数较高的雅可比阵求逆计算进行了改进,使阶数较高的雅可比阵的求逆变为阶数较低的四个阵的求逆。在充分发挥带二阶项的快速潮流算法收敛性好的基础上,提高了计算速度,适用于各种复杂的配电网络,并基于该算法开发了配电网潮流计算软件。27节点和33节点算例计算结果表明,该方法具有良好的收敛性,能很好地处理配电网重构,具有较高的计算速度。

铝合金电磁净化过程中关键问题的探讨

介绍了有关电磁净化的原理和几种主要的净化方式,结合现在使用的电磁净化设备,总结出了电磁净化过程中的几个关键问题。指出待净化熔体中的杂质颗粒的状态和净化过程中熔体内产生的二次扰流现象直接关系到最终的净化结果和净化效率。

带鼓包的背负式大S弯进气道流场特性及参数影响规律

背负式进气口结合大S弯内管道的进气系统设计方案,由于其良好的隐身特性,在各类作战飞机上得到了广泛应用。利用自主开发的大规模并行流场解算器,对某带鼓包的背负式大S弯进气道流场特性及参数影响规律进行了一体化数值模拟研究。首先介绍了采用的数值模拟方法,通过大S弯进气道模型,验证了程序对进气道内分离流动预测的可靠性;在此基础上,对带鼓包背负式大S弯进气道在超声速来流情况下入口激波分布、进气道内部流动情况以及出口流场的气流品质进行了分析,对比分析了不同鼓包高度和唇缘后掠角对进气道性能的影响,结果显示:进气道内独特的S弯设计,会导致流动分离和二次流,造成总压损失;不同外部几何参数对进气道性能影响很大,在一定范围内,适当降低鼓包高度或减小唇缘后掠角,有利于进气道性能改善。