非线性谐波法在叶轮机械非定常计算中的应用

非线性谐波法(NLH)进行叶轮机械非定常计算,具有占用资源少、计算时间短等优点,本文探讨了该方法在叶轮机械三维瞬态非定常流场计算中的应用。采用非线性谐波法和传统双时间步法对跨风速风扇和液力涡轮分别进行非定常计算分析。分析表明,在相同计算机硬件条件下,两种方法达到相同的计算精度,非线性谐波法可节省40%的计算时间。探讨了关键参数谐波阶次对计算精度的影响,结果表明,对于高雷诺数进口条件下的跨风速风扇采用三阶谐波逼近即可达到与传统双时间步法相当的计算精度;对于低雷诺数进口条件下的不可压缩液力涡轮,采用二阶谐波逼近即可达到与双时间步法相当的计算精度。

低速轴流涡轮非定常数值模拟的非线性谐波法

本文介绍了旋转机械非定常数值模拟的非线性谐波方法,并对某低速轴流涡轮的流场进行了数值模拟,获得了该涡轮通道内的非定常流场结构。在与实验结果及定常计算结果对比确认的基础上,分析了该涡轮动静叶间干涉与非定常流动特性,并比较了谐波阶数和工质的压缩性对计算结果的影响。研究结果表明,非线性谐波方法可有效地模拟动静非定常干涉。

非线性谐波法的进一步校验分析

基于定常Denton程序发展了二维定常、非定常、非线性谐波法计算程序,以二维跨声压气机叶栅为例,通过详细对比其定常、非定常和非线性谐波法的计算结果,包括确定应力场和叶片表面速度分布等,验证了非线性谐波法具有建模精度较高的优点的同时,也分析了该方法的不足,包括一些难以克服的主要误差来源,以及计算时间较长等弱点;并指出了掺混面处理对于非线性谐波法的重要性.

上海深紫外自由电子激光的非线性谐波辐射研究(英文)

自由电子激光中的非线性谐波辐射能达到较高的谐波功率,可以用来得到短波长辐射或者降低第4代先进光源对电子束团品质的严厉要求。基于3维自由电子激光软件,深入详细地研究了上海深紫外自由电子激光装置的非线性谐波辐射,并且提出了谐波辐射实验和测量建议。研究表明上海深紫外自由电子激光装置3次非线性谐波辐射的功率可以达到基波功率的2%水平。

非线性谐波法的轴向VNT涡轮内流场分析

针对某型轴向VNT涡轮内部的非定常流动,运用非线性谐波法(NLH)处理涡轮转静交界面,综合计算成本与计算精度优选谐波阶次.对低速工况下的计算模型进行数值模拟以获取涡轮特性参数,在与实验结果及定常计算结果对比确认的基础上,分析涡轮内部的流动特性.研究成果可为增压器的开发、应用和性能优化提供流场理论参考.

基于非线性谐波法评估压气机转静干涉诱发的强迫响应

针对压气机转静干涉诱发的强迫响应问题,对某型风扇试验件进口可变弯度导向叶片进行流固耦合数值模拟。基于NUMECA的非线性谐波法,求解在后排转子势流作用下可调导叶的非定常流场,从而获得谐波压力,并对其作用在前排可调导叶相应模态下的强迫响应进行了计算,与试验验证结果吻合。结果表明:基于非线性谐波法的流场计算以及强迫响应分析,为工程应用建立了转静干涉诱发强迫振动响应的数值评估方法。

基于节能降耗的非线性谐波电能计量系统设计

传统的谐波电能计量系统采用非正弦电路功率理论设计,选取的数据多是理论数据,与实际值脱节,计算效果很差。为了解决此问题,设计了一种新的非线性电能计量系统,硬件部分给出了工作架构图,选用DSP作为微处理器,将实心采集器和空心采集器安放到一起,统一采集信号,提高采集效率。根据设计的硬件结构建立软件工作流程,共分为编程语言、文件链接、运行结果检测、代码转换四步。实验结果表明,所设计系统能够精准地计算出谐波电能,达到节能降耗的目的。

大数据分析技术的非线性谐波负荷预测

为了获得理想的非线性谐波负荷预测结果,设计基于大数据分析技术的非线性谐波负荷预测方法。首先分析当前非线性谐波负荷预测的研究进展,找到引起当前非线性谐波负荷预测效果差的原因;然后采集非线性谐波负荷历史数据,引入大数据分析技术对非线性谐波负荷历史数据进行建模和学习,并对非线性谐波负荷预测模型的参数进行优化,从而建立最优的非线性谐波负荷预测模型;最后在Matlab 2017平台上对非线性谐波负荷预测模型的性能进行了验证性测试,结果表明,该文方法的非线性谐波负荷预测精度超过95%,非线性谐波负荷预测的偏差明显小于当前其他非线性谐波负荷预测方法,同时加快了非线性谐波负荷预测的建模效率,获得更优的非线性谐波负荷预测结果。

非线性谐波电能计量技术及其应用分析

在当今电力行业的发展中,电能计量是一项关键内容。为保障电能计量技术的良好应用与发展,电力部门应该加大对非线性谐波形式电能计量技术的研究力度,并分析其具体的应用方法。基于此,分析非线性谐波电能计量技术及其应用,希望可以为非线性谐波电能计量技术的合理应用及其进一步研究提供相应参考。

基于自动微分的线性/非线性谐波方法研究

本文运用线性/非线性谐波方法并结合自动微分开发求解一维非定常欧拉方程组的求解器.线性/非线性谐波方法求解非定常流不仅精度高,而且计算时间短,自动微分方法的应用又极大地减少了谐波方程求解器开发的工作量.在定常求解器的基础上,利用自动微分工具生成求解谐波方程的基本代码,通过手动组合和微调最终得到求解一维非定常欧拉方程的求解器.最后通过准一维拉瓦尔喷管算例和直管算例来验证求解器的准确性.

非线性谐波法在双级对转压气机中的进一步校检

以双级对转压气机为研究对象,在与试验结果及常规非定常方法对比的基础上,对新型非定常模拟方法——非线性谐波法(NHM)进行了时域和频域中的校检分析,探索其相比常规非定常方法的适用性.研究结果表明:非线性谐波法在设计工况下能够较为可靠地模拟确定应力的大小及其分布规律,具有较高的建模精度.对于近失速状态,由于流场中的固有周期性被破坏,导致非线性谐波法在该工况下不再适用,其与常规非定常模拟结果存在明显差异.

非线性谐波法在对转压气机中的校检分析

以双级对转压气机为研究对象,对新型非定常模拟方法——非线性谐波(NLH)法进行了不同阶数下的校检,并与常规非定常模拟方法在宏观性能指标和微观流场结构上进行对比,分析了对转压气机转子独特的动-动干涉现象.研究结果表明:非线性谐波方法可在时均框架内有效计及非定常现象,对于该对转压气机,3阶谐波已能在计算成本和计算精度间获得最佳折衷,具备良好的工程应用前景.

基于非线性谐波法的跨声速压气机确定应力建模

基于三维定常Denton程序发展了非定常、非线性谐波法计算程序,以三维单级、多级跨声速压气机计算为例,通过详细对比非定常和非线性谐波法得到的确定应力(DS)场,验证了非线性谐波法具有建模精度较高的优点的同时,也分析了影响建模精度的5个误差来源.结果表明:非线性谐波法进行确定应力建模时随着谐波阶次的增多,确定应力的数值趋于一极限值,表现出"谐波收敛性";在算例中考虑前两阶谐波是效益-费用比较高的方案.

基于非线性谐波法的离心压气机确定应力场分析

本文采用非线性谐波法与定常计算方法,对离心压气机的内部流场进行了数值模拟,对比了时均流场与定常流场的差别,研究了离心压气机确定应力分布的特点。结果表明,采用非线性谐波方法所得到的压气机内部流场宏观结构与定常结果基本一致,但流场参数分布细节存在较明显差别,且这种差别与对应的确定应力场的分布特征吻合,验证了确定应力是引起时均流场与定常流场差别的原因。对确定应力的分布特征分析表明,离心压气机内确定应力在流向上呈现为从叶轮出口向上下游逐渐递减的趋势,在叶高方向上表现为从叶根到叶顶逐渐递增趋势;且在整体上,确定应力的空间不均匀特性在叶轮出口处最为强烈,表明离心压气机内部最强非定常效应同样位于叶轮出口。

非线性用户谐波对计量装置量化分析研究

在社会经济持续发展背景下,电网容量日渐扩增,电力机车、整流设备等一系列工业非线性负荷装备在电力系统里得到了大力应用,转变了整个电网负荷结构,改变了电流波动以及电压波形方式,诱发了一系列畸形变样等问题,并对电能计量准确性造成影响。同时,电力系统运行期间会受到其它一系列内外因素影响而发生不平衡负载现象。在这种背景下,电能计量设备计量功能一旦出现偏差,则可能会出现无法准确计量等现象,因而致力于非线性用户谐波为计量装置量化造成的影响进行分析,并结合实际进行可行应对措施探索很有必要。

基于拉盖尔多项式的非线性负荷谐波发射水平估计

提出用概率求和估计非线性负荷谐波发射水平的新途径.根据非线性负荷投入前后测量值的数字特征建立逆向求和概率模型,通过测量值的x-y分量的n阶矩与Laguerre多项式逼近求和概率密度函数(pdf:probabilitydensity function):用递推算法估计测量统计值各分量的n阶矩,导出矢量和(幅值)的n阶矩,再用参数平方变换合成pdf,引入尺度因子修正截断误差.这种方法求和时不需要各个随机矢量在相位上具有0～2π的概率分布,使用的统计样本值较少.用实际测量值进行的比较分析证明了该方法的有效性.

基于谐波线性化的模块化多电平换流器阻抗建模

模块化多电平换流器(MMC)的小信号阻抗建模是分析含MMC的电力系统谐振及稳定性的关键。MMC是一个多频率、非线性、周期性时变的系统,具有复杂的内部动态特性,传统的小信号建模方法无法直接用于MMC。采用谐波线性化法对MMC的交流侧小信号阻抗进行建模,计及谐波环流和电容电压稳态纹波的影响,并揭示了环流控制对MMC交流侧阻抗的作用机理。利用MATLAB/Simulink搭建三相MMC详细时域仿真模型,仿真测量结果验证了解析模型的正确性。

基于双谐波线性化的级联H桥静止无功发生装置序阻抗建模与分析

在区域性大规模新能源发电系统中,集成级联H桥静止无功发生装置(SVG)的风电场与电网间频繁发生谐振。为了分析并解决该谐振问题,对级联H桥SVG的频域特性展开研究。由于现有的谐波线性化方法在建立模块化多电平变换器(MMC)序阻抗模型时存在忽略谐波作用、线性化过程复杂等问题,该文根据SVG的谐波特性,提出仅考虑基波与二次谐波影响的双谐波线性化建模方法,推导级联H桥SVG的序阻抗模型,该方法还考虑功率及控制电路中各变量谐波的影响,并引入矩阵的形式来简化线性化的过程与序阻抗模型。此外,在SVG控制小信号模型中还考虑了模块电容电压控制的作用,以提高序阻抗模型的精度。最后通过具体的开关电路仿真和原理样机实验验证了级联H桥SVG序阻抗模型的正确性,并分析与讨论了频率耦合效应的影响因素以及子模块电容的设计。

逆变器系统的低次谐波段线性消除

根据特定谐波组消除脉宽调制的基本原理,将特定谐波组消除脉宽调制用于低次连续谐波段的线性消除。基于正弦脉宽调制在该应用中的相似性,建立了能消除特定谐波组的正弦脉宽调制的调制方法。进一步分析了特定谐波组消除脉宽调制与正弦脉宽调制的调制形式,以12n±1(n=1,2,3)次谐波的线性消除为例,研究了pn±1类低次不连续谐波段的线性消除方法,获得了线性消除12n±1(n=1,2,3)次谐波的脉宽调制形式。对所得结果进行数值仿真,证明了结果的正确性和有效性。

一种射频功放“谐波+互调”复杂非线性测量方法

提出了一种针对射频功放在调制信号激励下的"谐波+互调"复杂非线性测量方法。利用超低占空比Pulsed-RF信号驱动SRD脉冲发生器,该方法能够获得一种特殊的脉冲序列作为相位参考信号,并用于构建新型的非线性矢量网络分析仪NVNA测量装置。该相位参考信号能够在原有的各次谐波频点附件生成大量高频谱分辨率的调制谱线,从而保证NVNA实现"谐波+互调"复杂非线性的测量表征。实验表明,该方法在各次谐波频段可测量不少于180个有效频点,相位谱测量准确度可以达到±1°,能够获得射频功放在调制信号激励下的时频域行为特性。