基于赛博孪生的天空地智能网络架构与资源分配

随着海量移动和物联终端用户及其应用的爆发式涌现,迅速增加的网络流量对基于现有互联网架构设计的网络带来了严峻挑战。特别是对于空天网络,由于资源稀缺、时空分布不均,资源部署与需求不匹配,网络性能亟需优化提升。为解决以上问题,本文构建了基于赛博孪生的天空地智能网络体系架构。该架构通过软件定义网络和资源虚拟化将物理资源抽象为虚拟资源,并采用边缘云技术将赛博孪生内生于网络边缘侧,使得网络更加灵活、具有更强的扩展性、更高的安全性。同时,本文利用匹配理论将资源分配问题转化为多参数、多玩家的匹配博弈问题,通过构建匹配模型并求解效用函数,提出了高效稳定的三边匹配算法,实现了资源分配的整体性能最优。仿真结果表明,本文方法可有效提升网络性能,实现资源的高效分配。

侧深施肥装置三通管气固两相流仿真与试验

为探究气吹式侧深施肥装置三通管不同结构特征对气流和肥料颗粒运动的影响,通过理论分析,设计气流入口与出口轴线垂直的a型三通管、气流入口与出口轴线呈45°夹角的b型三通管、气流入口与出口同轴的c型三通管。在三通管内径为28 mm、通入气流速度为16.4 m/s、肥料颗粒流量为20 g/s的条件下,采用CFD-EDM耦合方式对不同管道内气流、压力、颗粒运动状态进行仿真分析。结果表明:气流经a、b、c三种类型三通管产生不同的流动效果,进而影响肥料颗粒运动特性,颗粒最大运动速度分别为1.99 m/s、2.94 m/s、2.07 m/s,期间颗粒产生最大碰撞力分别为0.05 N、0.13 N、0.34 N。通过验证试验对比表明,采用b型管侧深施肥装置排肥稳定性变异系数为0.81,肥料破损率为0.72%,施肥过程中无肥料堵塞。

气侧均流装置对冷却三角单元流动传热特性影响的实验研究

对于间接空冷系统冷端基本传热元件−冷却三角单元,通过在其加装及相邻未加装气侧均流装置冷却三角单元内的两侧冷却柱沿散热管束横向布置风速、风温、壁温测点,进一步在左右两侧出水柱布置壁温测点,对比分析两侧冷却柱沿散热管束横向迎风风速、风温、壁温及出水壁温的变化规律,研究气侧均流装置对冷却三角单元流动传热特性及出水壁温分布的影响机制。研究结果表明:加装气侧均流装置后冷却三角单元两侧冷却柱沿散热管束横向迎风风温、壁温分布更加均匀,两侧出水柱壁温均值更低,且降低了两侧出水柱壁温差,气侧均流装置优化了两侧冷却柱的换热均匀性。

基于分排参数法的翅片管式换热器空气侧性能试验研究

将分排参数法应用于翅片管式换热器性能试验数据处理,并对该方法计算得到的各管排j因子和f因子与分布参数法计算结果进行对比,误差均处于±10%以内。基于分排参数法对换热器分排空气侧换热和阻力性能以及变工况性能进行试验研究,结果表明:换热器前排换热量占比较高,换热器管排数越多换热量分布均匀性越差;随着翅片间距的增大,换热量分布均匀性变好,翅片间距从2.5 mm增加到3.5 mm,第一排与最后一排换热量占比之差由17%减小到13%;换热量分布均匀性随管径的增大而变差,管径从10.23mm增大到16.73mm,第一排与最后一排换热量占比之差由14%增大到17%。随着管排位置后移,各排j因子和f因子均增大;翅片间距由2.5mm增加到3.5mm,各排j因子和f因子分别减小2.50%和7.68%;管径由10.23mm增大到16.73mm,各排j因子减小33.79%,f因子增大3.49%。随着风量和水流量的增大,换热量增大但增速降低;风量的增大能够增大出风相对湿度,而水流量的增大会使得出风相对湿度降低。

ICU病房内空气质量的数值模拟

为了改善ICU病房内通风状况,以某ICU病房为研究对象,运用Fluent软件,采用拉格朗日法颗粒物模型、RNGk-ε模型,通过控制变量的方法对不同送风速度、不同送风口位置与不同气流组织形式下的ICU病房内空气质量进行数值模拟,并对其中的颗粒物进行追踪。研究结果表明:随着送风速度的增加,病房内气流速度更大,使病房内颗粒物沉积量减少,有利于病房内颗粒物的排出,从而有效改善了病房内的空气质量。送风口布置在顶部正中央的效果要优于布置在其他两侧位置的效果,可保证送风气流贯穿整个病房,更加有效地排出病房内的污染物。顶送侧回的气流组织形式要优于其他气流组织形式。

地铁站台火灾工况下不同排烟方案的排烟效果数值模拟研究

为研究地下车站全封闭岛式站台火灾时的排烟效果,以成都市某地铁车站为研究对象,利用FDS(火灾数值模拟)软件内的LES(大涡模拟)对开启屏蔽门首尾滑动门、独立设置辅助排烟风管、轨顶风道侧排风口、复合式屏蔽门四种排烟工况下的站台火灾场景进行数值模拟。结果表明:针对地下车站全封闭岛式站台公共区火灾,采用复合式屏蔽门的排烟模式,可快速排除站台层烟气,有效的改善站台层发生火灾时的逃生环境,为人员疏散提供更多的时间。

汽车空调鼓风机左右盖复杂抽芯注塑模设计

根据汽车空调鼓风机左右盖结构特点设计了一副大型、复杂侧向抽芯注塑模具。模具采用热流道浇注系统以及快速和均衡的冷却系统,成型周期缩短了10%,精度提高了一级,达到了MT3级(GB/T 14486—2008)。模具通过采用复合抽芯和延时抽芯有效解决了成型塑件结构复杂、倒扣多的脱模难题。模具导向定位系统采用标准滚珠导套,大大提高了模具的精度和寿命。

粉量分布不均对1000 MW机组对冲锅炉的影响及调整

针对1000 MW机组对冲锅炉存在的偏烧问题进行了试验研究,结果发现粉量不均是偏烧的主要原因。粉量分布、煤粉细度分布均呈现典型的间隔分布趋势,且两者分布呈正相关。粉量分布不均、煤粉细度的偏差以及二次风箱风量分配特性等因素共同造成了炉内偏烧。为缓解炉内偏烧,从煤粉细度、燃烧器配风、燃尽风摆角和贴壁风开度等方面进行了调整。试验发现,燃尽风开度和摆角调整对于炉内偏烧的影响最为明显。燃尽风开度减小、燃尽风摆角由中间向两侧摆动有助于缓解偏烧。通过调整,屏过出口汽温偏差由40℃降低到10℃以内,省煤器出口氧量最低点由调整前的低于1%提高到调整后不低于2%;CO浓度最高点由调整前的5000μL/L以上降低到调整后的500μL/L以下,使该机组偏烧问题得到大幅度缓解。

空冷汽轮发电机喘振现象的分析及处理

为解决燃气-蒸汽联合循环分轴机组启动过程中空冷汽轮发电机单侧进风温度异常升高问题,通过分析该类型机组的汽轮机在冲转升速过程空冷汽轮发电机两端进风温度的温升、发电机端部声音、端盖振动情况、发电机密闭式空气循环通风系统,发现空冷汽轮发电机两端冷却风机具有并联运行轴流风机的特点,某些情况下会发生旋转失速或喘振现象,提出升速过程空冷发电机单侧进风温度快速异常升高是密闭式循环空冷发电机喘振的重要特征。采取相应措施,基本解决了同类型空冷汽轮发电机单侧进风温度异常升高问题,对新建或已投运的同类型机组有借鉴意义。

离心式通风机两类侧板结构的振动对比

侧板作为暖通空调用离心式通风机的主要组成部件,其结构对风机的振动会产生直接影响。在保证风机压力-流量和轴功率-流量性能偏差均不超过2%的前提下,对2类侧板结构进行静态结构分析和振动检测的综合对比,确定侧板结构对风机振动的影响程度。结果表明,安装2类侧板的风机在转速1800 r/min且刚性支撑状态下,轴承位最大振动速度均满足JB/T 8689—2014《通风机振动检测及其限值》的要求;采用薄板压筋型侧板风机的振动速度较采用厚板平面型侧板风机平均增大15%左右。

煤矿侧卷式风门的研究及其对巷道风量的影响

以山西A矿侧卷式风门为例,基于不同工况条件下煤矿侧卷式风门对巷道风量的影响,介绍了1种分析方法。该方法将风门规格尺寸、材料特性等参数录入到ANSYS软件(有限元分析软件)中,由该软件自动构建出风门的有限元模型,然后根据煤矿井下作业的实际情况,分别设计出不同的风门风速,以此为基础,分别模拟不同工况条件下巷道内风量的变化情况及阻力变化情况,并对其进行分析,方便准确调节风门。通过验证,该方法具有一定的应用价值。

双侧吹熔池熔炼炉内气液两相流数值模拟

为了探索铜双侧吹熔池熔炼过程增产增效的实现途径,以赤峰云铜有色金属有限公司的实际双侧吹熔池熔炼炉为原型,运用VOF等方法构建了炉内气液两相流动过程数值模型,据此对不同送风流量(1300、1500、1700 m^(3)/h,标态)条件下的熔炼过程进行了数值模拟。结果表明,提升送风流量能够在一定程度上提高熔炼效率,但同时也可能导致烟尘发生率增大等问题,因此,送风流量的增幅不宜过大。

双侧壁导坑法在瓦斯隧道开挖中的应用研究

为保证瓦斯隧道的安全开挖以及施工质量,以渝黔高速公路扩能项目大兴隧道为例,研究双侧壁导坑法在瓦斯隧道开挖中的应用。结合隧道探煤洞群以及薄层炭质页岩和少量煤矸石的情况,设计双侧壁导坑法施工方案以及施工流程;同时确定隧道开挖时排放瓦斯所需空气量,以此保证开挖安全。采用ANSYS有限元分析软件构建隧道三维模型,分析该施工技术的施工效果,确定隧道在竖向和横向上的最大位移别为12mm和6mm,满足工程标准。

CRH1A型动车组内外压差影响车门关闭成因及对策

以CRH1A型动车组在运用过程中报出“门没能闭锁”故障为线索,对影响车门关闭成因进行了深入分析,根据空调隧道模式下风门两种不同工况对车门关闭影响进行了模拟测试,提出优化动车组空调风门控制逻辑改善车内外压差,从而解决因车内外压差过大导致报出车门没能锁闭问题。

单面纬编织物变化孔隙率结构设计与透气导湿性能评价

为优化夏季用轻薄但效应单一的平针结构针织物的热湿调节功能,采用不同粗细的涤纶与氨纶搭配,通过原料细度、织物密度以及孔隙率调节,设计开发9种变化孔隙的单面纬编结构织物。研究原料、织物结构和孔隙对织物透气、吸湿等热湿舒适性能的影响。结果表明,孔隙特征与织物透气导湿性能呈现明显关联。织物体积质量在200~400 kg/m^(3)之间,体积质量越小,透气率越高。在机型原料相同的情况下,局部使用细纱会使织物表面孔隙占比上升,织物组织结构影响平均孔径,孔径最大可以达到105μm。在织物组织结构相同的情况下,织物平均孔径与单向水分传递指数和透湿率均呈现正相关;织物水分蒸发速率与织物体积质量和表面孔隙率也呈现正相关性。模糊综合评价的结果表明,对于单面添纱织物来说,添加氨纶虽然能增强单向导湿性能,但氨纶收缩织物孔隙,增加厚重,使透气效果降低,故在原料不含氨纶且织物表面孔隙率较高的情况下,织物的透气导湿性能最优。

空冷凝汽器积灰对运行调节影响的计算分析

对直接空冷凝汽器空气侧温度实时监测能够获得各个单元进出口的温度变化情况,对直接空冷凝汽器各单元空气温升的分析可以得到凝汽器表面的积灰严重程度,了解凝汽器各区域的换热差异。凝汽器表面积灰降低了效能,同等条件下表现出空气温升减小及蒸汽侧的凝结换热量降低。研究结果表明:外部条件相同时空冷单元积灰,换热端差增大,而单元的温升减小;空冷单元的送风量需与空气的温升合理匹配,通过增加表面积灰单元凝汽器的风机转速,可以有效降低其背压以及均衡其内部凝结蒸汽量,为空冷机组运行调节提供合理有效的依据,从而达到有效节能的目的。

新风免费冷却节能研究

采用室外空气干球温度与比焓作为风侧经济器使用与否的判定条件,对新风免费冷却节能状况进行分析,提出了新风免费冷却节能效果评价指标———新风免费冷却节能率。应用该指标分析了我国不同气候条件下6个典型城市的3种不同类型建筑新风免费冷却节能效果,结果表明,北方严寒及寒冷地区节能率较高,夏热冬冷及夏热冬暖地区次之,温和地区节能率较低。宾馆建筑全年新风免费冷却节能率低于同一地区办公建筑和商场建筑。

基于自组装纳米金单层膜的全内反射SERS研究

采用静电自组装技术分别在玻璃基片和30 nm厚的金膜表面固定一层金纳米粒子(GNP)制得两种表面增强拉曼散射(SERS)基底,然后通过棱镜全内反射(TIR)激励和背向收集模式分别测试了两种基底上吸附的染料单分子层SERS光谱.实验结果表明两种SERS基底的拉曼增强效果均高度依赖于入射激光的偏振状态,对于玻璃/纳米金SERS基底,s光全内反射导致的拉曼增强因子是线偏振光(p)光的2-5倍,说明该基底上的"热点"位于纳米金单层膜内相邻粒子之间;对于玻璃/金膜/纳米金SERS基底,只有采用p光在特定的全内反射角下才能激发SERS信号,而且测得的SERS信号比玻璃/纳米金基底增强了近30倍.究其原因是p光在金膜表面共振激发的传播表面等离子体与纳米金局域表面等离子体耦合,进而导致显著场增强.实验结果指出在背向收集模式下,由p光激发的SERS信号是非偏振光,包含强度几乎相等的s和p成分.利用玻璃/金膜/纳米金基底还实现了拉曼光定向发射和收集,测得的SERS信号是p光.

标准规格滤筒除尘器运行阻力及脉冲清灰实验研究

对比了下进风和侧进风方式下除尘器的阻力以及滤筒水平和竖直安装时清灰后的阻力,测试了采用不同喷嘴型式时滤筒侧壁的正压力峰值。结果表明,侧进风时滤筒除尘器阻力较大;卧式滤筒除尘器上侧表面不能有效清灰,清灰后阻力比立式滤筒除尘器大;脉冲清灰时粉尘从滤筒壁面上部到下部依次脱落,采用高效诱导喷嘴可以获得更好的滤筒内部流场,解决了滤筒上部清灰难的问题,提高了清灰效率,延长了滤筒使用寿命。

不同类型建筑新风免费冷却时间的研究

根据ASHRAE 90.1标准中新风冷却器的使用条件和计算方法,结合美国西北太平洋国家实验室提出的分析理论和相关气候变量,分别采用温度和比焓作为分类准则,对不同建筑类型进行分类统计,最后得出我国268个主要城市的新风冷却可用时间,用于指导设计。