基于神经网络的压电能量收集器性能预估模型

设计了一款双稳态聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,简称PVDF)梁压电振动能量收集器,并介绍了该款收集器结构特点和工作原理。为了解决传统理论模型预测与能量收集器实际输出性能的偏差,利用人工神经网络对其结构参数、激励频率和收集电能之间的非线性关系进行建模。基于误差反向传播训练的多层前馈网络建立了双稳态PVDF梁压电能量收集器的人工神经网络模型。以质量块质量、PVDF压电梁的压缩距离以及外激振力频率作为输入变量,收集器输出电压均方根(root mean square,简称RMS)值作为输出变量,采集了不同条件下压电能量收集器的实验数据。通过将仿真预测结果与实验结果对比,验证了所设计的人工神经网络能有效地预测压电能量收集器的输出特性,且无需复杂的收集器理论建模。

核反应堆冷却剂循环泵全流道三维数值模拟及性能预估

为实现核反应堆冷却剂循环泵(核主泵)的设计自主化及制造国产化,通过CFD数值模拟软件FLUENT,应用RNGk-ε湍流模型及SIMPLE算法对某核主泵进行全流道三维数值模拟,获得了在不同工况下的叶轮内部流动情况,分析了压力和速度分布规律,并进行了性能预估。结果表明,稳态工况下叶片的工作面与背面的压力分布与速度分布合理;泵段压力总体上由进口端至出水端呈递增趋势且在叶轮段出现最大值;在设计工况点得到了较为理想的泵效率与扬程值;随着流量的增加,核主泵的轴功率也逐步增加。模拟结果有助于认识核主泵在运转状态下的内部流场变化情况,为核主泵的国产化前期探索和理论研究提供支持。

苦基呋咱醚化合物的性能预估

为得到综合性能优良的高能量密度材料,设计了氧桥苦基呋咱系列化合物苦基-(3-硝基呋咱基-4)醚(FOP)、双(3-硝基呋咱基-4)苦基醚(DFOP)和叁(3-硝基呋咱基-4)苦基醚(TFOP)。采用B3LYP/6-31G方法、Kamlet公式及H50经验公式对3种化合物进行了密度、生成焓、爆轰性能及稳定性预估。结果表明,硝基呋咱单元的引入可以大大提高钝感苦基类化合物的密度、生成焓及爆轰性能;苦基的引入可以提高呋咱类化合物的稳定性。

基于计算流体动力学的混流式水轮机性能预估

基于雷诺时均N-S方程和标准k-ε双方程湍流模型,对混流式水轮机全流道的三维定常湍流的48个工况点进行了计算。捕捉到了水轮机各过流部件内及动静部件间的流动细节和旋涡的结构与演化特征等重要流动信息。在全流道三维定常湍流计算的基础上,建立了基于N-S方程的混流式水轮机性能预估方法。预估的能量性能与试验结果相符。结果表明所提出的混流式水轮机性能预估方法应用于水轮机的水力设计和改造中,可以减少模型试验次数和缩短产品开发周期。而且此种性能预估方法不但可预估水轮机的性能,同时还可获得水轮机各过流部件内的流场信息,能从定量和定性两个方面评价水轮机的性能。

空调用多翼离心风机叶轮的性能预估

采用二维粘性数值模拟方法对三个不同参数的空调用多翼离心风机叶轮进行了数值计算 ,分析了空调用多翼离心叶轮的内部流场 ,预估比较了三个叶轮的风量静压性能 .预估结论与试验结果相符 ,说明了在空调用多翼离心风机设计中可以采用数值模拟技术对叶轮性能进行预估 ,以减少实物模型试验 ,缩短产品开发周期 。

混流式转轮的性能预估和增容优化

通过对原型混流式转轮的三维定常湍流计算,找出导致水轮机出力达不到设计要求的原因,根据计算结果对原型转轮提出增容优化改造建议,对改造后的转轮性能进行预估,以验证增容优化改造方案的可行性.流场计算以连续方程和雷诺时均N-S方程为基础,选用标准k-ε两方程湍流模型使方程组封闭,通过贴体坐标下的有限体积法对控制方程进行离散,数值求解采用SIMPLIC算法.计算结果表明,增容优化改造后的水轮机转轮流场分布较为合理,满足电站水力参数的要求,改造方案可行.此方法也可推广到转轮水力设计中.

水轮机转轮三维边界层计计算及性能预估

本文采用动量积分方程法计算了水轮机叶片三维度转边界层．给出了叶面正交曲线坐标曲率及相关几何参量的简捷计算公式．在此基础上，提出了一套水轮机转轮性能预估的计算模型，得到了合理的计算结果．

导管螺旋桨的非定常性能预估

应用非定常升力面理论与非定常面元法 ,在时域范围内通过迭代计算考虑桨和导管的相互影响 ,对导管螺旋桨的定常及非定常性能进行了预估。采用了一个修正的螺旋桨尾涡模型 ,来模拟导管螺旋桨尾涡片的扭曲变形及分离现象。桨泄出涡与导管泄出涡之间的非定常干扰采用了两种处理方法 :(1)时域内严格匹配 ;(2)时域内简化处理。泄出涡的简化处理在允许的计算精度范围内 ,能大幅度地减少计算时间。对JD简易导管螺旋桨的计算表明 ,本文所建立的方法能较好地预估导管螺旋桨的定常及非定常性能。

5,5′-氧化偶氮双(4-硝基-1,2,3-三唑-1-)氧化呋咱的理论研究与性能预估

设计了一种新型富氮类高能量密度化合物5,5′-氧化偶氮双(4-硝基-1,2,3-三唑-1-)氧化呋咱,采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G**基组水平上得到该化合物全优化构型;在振动分析的基础上求得体系的振动频率I、R谱;通过键级分析得到热解引发键的键离解能(BDE);预估了该化合物密度、生成焓、爆速、爆压和爆热,并预测了撞击感度。结果表明,该化合物存在11个强吸收峰,校正后热解引发键的BDE为144.77 kJ/mol,热分解活化能为204.93 kJ/mol,稳定性较优;密度1.975 g/cm3、生成焓963.837 kJ/mol、爆速9 015 m/s(K-J)、9 337 m/s(VLW),爆压38.64 GPa(K-J)、50.60 GPa(VLW);撞击感度H50为16.89 cm,稍低于RDX(24 cm)和HMX(26 cm)。

3-硝基-4-叠氮基氧化呋咱的性能预估

采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G(d)基组水平上得到了3-硝基-4-叠氮基呋咱(NAFO)的全优化构型,并在相同基组水平上求得体系的振动频率,用B3LYP/6-311+G(2d,p)方法求得NAFO的核磁数据。预估了该化合物的前线轨道能级差、密度、生成焓、爆速、爆压和撞击感度。结果表明,该化合物的分子轨道能级差为422.45kJ/mol,理论密度为1.86g/cm3,固相生成焓为572.66kJ/mol,爆速为9 398m/s,爆压为40.71GPa,撞击感度H50为2.8cm,爆轰性能优于RDX和HMX,但其感度较高。

水平轴风力涡轮设计与性能预估方法的三维失速延迟模型——Ⅰ.理论基础

目前广泛使用的水平轴风力涡轮设计及性能预估方法是基于经典的二维叶素理论以及二元风洞翼型实验数据。由于风力涡轮的三元作用及旋转影响，在高风速工况（即在高能量输出工况）下，应用该方法得到的功率输出设计值通常低于实际测量值，即存在失速延迟现象，大大限制了风力涡轮的作功能力。为了解决这一问题，在不改变原设计及性能预估方法理论基础的前提下，以旋转叶轮三维边界层方程为理论基础，分析讨论了产生这种失速延迟现象的机理。通过积分方程的求解，得到计及三元及旋转作用的关键影响参数，以及这些参数的作用范围和量级，为建立水平轴风力涡轮设计与性能预估方法的三维失速延迟模型提供了理论基础。

多级离心压气机变工况性能预估及S_2流面矩阵解

多级离心压气机变工况性能预估及Ｓ＿２流面矩阵解秦立森，赵晓路（中国科学院工程热物理研究所北京１０００８０）关键词多级离心压气机，性能预估，Ｓ２流面利用数值计算对多级离心压气机在设ｈ和ｌ「设计工况下的性能进行预测和分析的方法，比较快速、经济。国内外关十...

开敞式蜗壳轴流式水轮机湍流计算及性能预估

本文在进行模型水轮机试验的基础上,完成了开敞式蜗壳轴流式模型水轮机的全流道三维定常湍流计算。计算程序以雷诺时均连续方程和N-S方程作为控制方程,选用标准κ-ε双方程湍流模型使方程组封闭。数值求解通过CIMPLEC算法实现速度、压力的分离求解,离散差分格式具有二阶精度。通过计算获得了各过流部件的流动细节,预估了水轮机的能量性能,并与试验结果进行了比较。

水平轴风力涡轮设计与性能预估方法的三维失速延迟模型——Ⅱ.模型建立及应用

为解决传统的水平轴风力涡轮设计与性能预估方法存在失速延迟现象的问题 ,以三维边界层积分方程为理论基础 ,分析讨论了产生这种现象的原因 ,并得到了决定叶片表面气流分离点位置的关键影响参数 ,以及参数的作用范围和量级。在分离因子模型的基础上 ,建立了风力涡轮设计与性能预估方法的三维失速延迟修正模型 ,该模型由二个关键影响参数 ( s/ r,Ω r/ u∞ )和三个与实测数据相关的经验修正因子 ( a、b、d)组成。通过与三个典型风力涡轮的实测结果对比 ,表明得到的叶片升力系数和功率输出符合很好 ,证明失速延迟修正模型有效适用 ,解决了原方法不适用于高风速工况的问题 ,提高了水平轴风力涡轮设计和性能预估水平。

不同分流比下风扇/压气机组合体性能预估研究

对存在内、外涵道的风扇 /压气机组合体性能预估进行了研究 ,其思路是将基元叶片法 +附面层修正 +分流环效应三者有效地耦合在一起 ,既能较准确的考虑因气体的粘性影响而引起的堵塞 ,又可将分流环周围的流场效应在子午流面的计算中体现出来。所研究的具有任意分流比的风扇/高压压气机气动性能预估程序 ,算例验证对比得到的预测结果表明 ,该方法不失为风扇

基于材料基因工程的复合固体推进剂力学性能预估方法

1材料基因工程的内涵众所周知,材料的组成及结构、制备工艺、材料的本征性质、材料或构件的使用性能是材料的四大要素,四者之间关系密切,且相互作用。四者之间关系也称为材料的四面体关系,是材料学的主要研究内容。其中,材料的组成及结构决定着材料的合成或制备工艺,材料的组成及结构、制备工艺又决定了材料的本征性质和使用性能。

基于CFD的混流式水轮机性能预估

在全流道三维定常湍流计算的基础上,建立了基于CFD的混流式水轮机性能预估方法,预估的性能与试验结果相符,分析了性能预估结果与试验结果存在误差的原因。结果表明,提出的混流式水轮机性能预估方法应用于水轮机的水力设计和改造中,可以减少模型试验次数和缩短产品开发周期。

一种新型连四嗪含能化合物结构设计与性能预估

为了寻找综合性能优异的含能化合物,通过含能化合物分子设计方法设计一种新型连四嗪类含能化合物ONNTO,并通过理论计算与经验公式预估其物化、爆轰、热稳定性及撞击感度等性能。结果表明,其密度为1.99 g·cm^3,生成焓为1060.67 kJ·mol^-1,爆速为9009.38 m·s^-1,爆压为38.19 GPa,爆热为6671.78 kJ·kg^-1,密度、生成焓、爆热均高于黑索今和奥克托今,爆速和爆压高于黑索今,与奥克托今相当;最弱键的键离解能为376.94 kJ·mol^-1,分解活化能为358.81 kJ·mol^-1,均高于黑索今和奥克托今,热稳定性良好;撞击感度为23.70 cm,与黑索今和奥克托今相当,综合性能可满足作为是高能炸药的性能要求,可作为单质炸药候选物。

螺旋桨和自由叶轮的性能预估

采用升力线理论的离散马蹄涡方法．预估船舶螺旋桨和桨后自由叶轮的水动力性能，并考虑粘性和三维流动对叶剖面的零升为角、拱度和升为系数斜率的影响，通过对三个螺旋桨和一个自由叶轮的性能预报结果表明，本文的预报结果是令人满意的．

水平轴风力涡轮设计与性能预估方法的三维失速延迟模型——Ⅲ.模型改进

传统的水平轴风力涡轮设计与性能预估方法是基于经典的叶素理论以及二维风洞翼型气动数据 ,为有效地设计高性能的风力涡轮 ,必须对该方法不能处理的失速延迟现象进行修正。文献[1 ,2 ]通过三维积分边界层方程的求解 ,建立了初步的三维失速延迟模型 ,近期的理论研究和实际应用发现 ,该模型还存在不完善之处。在进一步研究失速延迟机理的基础上 ,结合大量的文献资料 ,运用最新的研究结果 ,提出了改进方法及新版本的三维失速延迟修正模型。通过与实测数据对比 ,表明改进模型具有更明确的物理意义及更加准确的水平轴风力涡轮设计和性能预估效果。