PEM燃料电池凸台流道性能三维仿真分析及结构参数优化

在氢能技术快速发展的背景下,作为关键应用之一的质子交换膜燃料电池(PEMFC)的流道设计受到重点研究。该研究通过构建基于实际尺寸的PEMFC全尺寸单流道模型,并在模型中嵌入不同形状的凸台结构,使用Comsol仿真分析探究凸台几何参数对电池性能的影响。结果表明:凸台结构能显著提升功率输出,电流密度增幅达到10%至31.25%,功率提高3%至9.2%;气体流速与功率输出与凸台高度呈正相关,0.2 mm高的矩形凸台性能最佳,显示适宜的凸台高度能有效提升PEMFC效率;通过增强传质效果、优化工质在燃料电池内部的分布,尤其改善流道后半段的水淹,凸台的设置可进一步增强电池功率。与凸台长度相比,凸台高度是主要的优化方向。该研究为全尺寸的PEMFC流道优化提供了理论上的支持,对提高氢能源效率具有指导意义。

基于铸魂工程的高校景观设计与思政育人融合机制探索

铸魂工程背景下,高校景观设计被赋予了更深层的涵义,文章强调新时代铸魂工程在塑造校园文化、传递价值观念中的核心作用,深入挖掘高校景观设计的教育功能,将其与思想政治教育工作有机融合,以期实现校园环境的育人价值最大化。基于铸魂工程的高校景观设计体系,强调设计应以人为本,注重历史传承与时代精神的结合,以及自然与人文的和谐共生,包括前期设计的思政目标设定、设计元素的思政意蕴挖掘,以及后期使用的思政教育功能发挥,揭示了高校景观设计与思政育人工作的耦合关系,二者相辅相成,互为补充,共同构建了校园内浸润式、体验式的教育环境。通过案例分析,展示了融合机制在实际操作中的应用与成效,验证了其在强化校园文化认同、提升学生社会责任感方面的积极作用。其理论研究与实践探索,为高校景观设计的思政功能开发提供了新的路径,对于推动校园环境的育人功能,以及提升思政工作的实效性具有重要意义。

基于CFD方法的竖井贯流泵装置进出水流道优化设计

运用计算流体动力学方法,基于雷诺时均Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流模型,针对通吕运河水利枢纽工程贯流泵装置特征扬程和设计参数对全流道进行数值模拟,在给定的水位资料和土建控制尺寸范围内,对竖井贯流泵装置进、出水流道进行了CFD分析和水力设计优化。通过对三种不同竖井宽度的进水流道内部流态分析、水力损失计算和泵装置效率预测,优选竖井最大宽度确定为5.4 m,该方案设计工况下进水流道水力损失为0.053 m。通过对三种不同出水流道设计方案内部流态分析、对水泵的效率影响和水力损失计算,上翘角对直管出水流道内部流态、水力损失和泵装置效率产生一定的影响,对比分析采用底部上翘角为3.56°的直管式出水流道具有较优的水力性能,且采用该方案时挡土翼墙高度可减少约1 m。竖井贯流泵装置内流CFD分析与进出水流道优化设计可为同类型泵站的设计提供优化参考。

虹吸式屋面雨水排水系统热点问题探讨

虹吸式屋面雨水排水系统已在国内的大、中型项目中广泛应用,笔者就虹吸满管流的定义、设计重现期、虹吸系统中的水流流态及适用的计算公式、悬吊管的最小安装高度、自清流速等争议较大的热点问题进行了探讨。

核主泵内部流动研究现状与技术发展综述

针对核电技术的发展历程开展论述,介绍世界主要三代核电技术和中国三代核电建设和发展现状,介绍了中国独立自主三代核电技术“华龙一号”HPR1000和“国和一号”CAP1400,并以CAP系列核主泵为例简要介绍第三代压水堆系统和关键设备,介绍了2种典型无轴密封形式的核主泵:屏蔽电机核主泵和湿绕组核主泵.针对核主泵的水力优化设计、全特性、事故工况下水动力特性、气液两相流动、空化特性、流固耦合等内部流动研究现状开展论述.核主泵的安全可靠极为重要,核主泵设计加工制造也极具挑战.因此对核主泵内部流动基础理论和关键技术进行深入研究,突破国外的技术壁垒,掌握自主知识产权的核心技术和关键技术,实现核主泵技术的跨越式发展,是当前中国急待解决的“卡脖子”难题.

全射流喷头的研究现状及发展趋势

总结了全射流喷头的几种结构形式及其结构特点 ,重点阐述了PSF型反馈式步进全射流喷头的工作原理。并对几种常用的摇臂式喷头和全射流喷头的性能参数进行了比较。全射流喷头的研究将从喷头内、外特性研究出发 ,最终提出全射流喷头多目标。

基于全水动力学模型的波涌灌溉管理系统

基于全水动力学模型建立起波涌灌溉管理系统 ,用于模拟间歇供水状态下的地面水流运动 ,确定适宜的波涌灌水技术设计与管理参数及其组合条件 ,比较和选择波涌灌水技术的田间实施方案 ,管理有关波涌灌溉技术应用的各类信息资料 .该系统是一个以实际应用为目标的波涌灌溉管理应用软件 ,具有计算稳定性好、估值精度高、收敛性和守恒性较强等明显特点 .

一种新型在线式铁谱仪的静磁场设计与应用

以在线式全流量扫描铁谱仪为背景,对静磁场的磁路进行设计,并从磁荷模型出发,引入广义二项式定理将不可积因子转变为可积因子,从而对该磁场的磁感应强度进行解析计算,通过对比理论值和实际测量值发现解析表达式很好地反映了静磁场的磁感应强度分布规律。在此基础上,将所设计的静磁场应用到某新型涡喷航空发动机性能监测中,对监测到的磨粒进行了分析,监测结果与发动机的实际情况相符合。

简析蒸汽冷却器的布置及设计特点

简析了蒸汽冷却器的作用、种类及布置方式,论述了蒸汽冷却器的设计原则和特点。针对蒸冷的结构设计,列出了分流量设计时节流孔板的计算方法。对于全流量蒸汽冷却器的结构设计,采用了可调节流孔的结构方案。在回热系统中设置蒸冷器,可有效利用蒸汽过热度,提高机组的给水温度。

基于曲面响应分析的混流式多级泵优化设计

针对混流式多级泵结构参数众多,内部流动复杂,效率提升困难的问题,基于雷诺时均N-S方程,建立了混流式多级泵性能数值预测方法,并对其叶轮叶型进行优化设计。首先对首级叶轮几何参数优化设计,并进行全因子试验,发现线性回归方程失真,进而在初步设计方案的基础上增设星号点进一步设计试验,最终完成曲面响应的优化设计并绘制响应面图形,并进行了多个流量工况的五级泵数值预测和试验验证。研究结果表明:基于曲面响应求解的回归方程能准确预测叶轮参数,与优化模型数值计算结果相比效率预测偏高0.1353%,扬程预测偏低0.02573 m,误差均小于1%;拟合回归方程时,单因子对效率的影响顺序为D(0.012)﹥B(0.061)﹥A(0.133)﹥C(0.448),单因子对扬程的影响顺序为D(0.000)=B(0.000)﹥A(0.101)﹥C(0.151),B(叶轮叶片中间流线进口安放角)和D(叶轮叶片出口安放角)是影响效率和扬程的强显著因子;单级泵与五级模型泵两者效率特性曲线近似平行,扬程特性曲线在0.8Q_(d)~1.2Q_(d)范围内基本一致,说明以单级叶轮优化为基础对多级泵进行优化设计的方法可行。

一种新型可视铁谱仪的静磁场设计及应用

以在线式全流量可视铁谱仪为背景,对静磁场的磁路进行了设计。采用轴向充磁,双环异极嵌套安装方式,两环的间隙采用不导磁的材料做成的圆环作为衬套,并从磁荷模型出发,利用标量磁位法,引入广义二项式定理对同心双环嵌套磁体产生的磁感应强度进行了解析计算。通过对比磁感应强度的理论值和实际测量值发现解析表达式很好地反映了静磁场的磁感应强度分布规律。将所设计的静磁场应用到某新型涡喷航空发动机性能监测中,对监测到的磨粒进行了分析。分析结果间接验证了所设计的静磁场在润滑油高流速条件下吸附铁磁颗粒的有效性。

轴流透平多截面气动设计方法研究

本文基于完全径向平衡方程,研究发展了一套多级轴流透平多截面气动设计方法和叶片造型方法。采用该方法对某型燃气轮机四级透平进行了气动设计,并对设计出的透平进行了三维定常流场计算,结果表明,三维计算结果与设计结果吻合较好。

一种深亚微米全定制VLSI设计流程的研究

以某ＶＬＳＩ设计为背景，介绍了深亚微米ＶＬＳＩ设计的基本特点，提出了一种深亚微米ＶＬＳＩ设计的流程，对此设计流程的基本思想及实现过程进行了具体描述，最后进行了该设计方法与其他方法的比较。

新型微通道换热器流路设计及翅片开窗实验研究

新型插片式微通道换热器的翅片上下为一体,竖直布置,避免了传统微通道换热器融霜水滞留在翅片夹角的问题。本文通过实验对比研究了两种流路设计的微通道室内机性能,三支路四流程微通道室内机的出口制冷剂温差小,表明其分液更均匀,最终其性能优于四支路四流程微通道室内机。同时,通过实验对比研究了全开窗及半开窗微通道室外机的性能,由于全开窗微通道室外机的空气侧阻力增大,结霜速度快,制热能力衰减快,导致其结霜工况性能较差。

显示面板设计全流程解决方案

显示面板设计具有独有的设计流程和设计方法学。团队开发的显示面板设计全流程解决方案,从显示面板电路图设计到版图设计,从SPICE建模到SPICE电路仿真,从版图寄生RC参数提取到后仿真,从电路IR-drop分析到热分析,从版图设计规则检查(DRC)、电学规则检查(ERC)、版图电路一致性检查(LVS)最后到掩膜版分析,实现了显示面板的完整设计。同时,在OLED、氧化物半导体薄膜晶体管、异形面板、触摸屏等先进工艺及技术方面开发了全球领先的EDA工具,使客户在显示面板设计技术方面走在了世界前列,为国内显示面板产业赶超国际先进水平提供了强有力的EDA平台支撑。

构建多媒体素材库系统

本文探讨了多媒体素材库的系统设计,包括结构模型的建立、技术框架设计、功能模块设计和软硬件设计,并探讨了多媒体素材库的建设问题。

基于全四维设计的330 MW机组通流优化改造及经济性分析

本文结合某亚临界330 MW机组的全四维通流优化改造,根据机组状况分析机组改造潜力,对机组的高中低压缸进行了全方位的设计和改造,最后在改造完成后,对改造前后机组的性能、主要经济指标以及节能效果进行对比分析。结果表明,实施汽轮机全四维通流优化改造后,在机组额定工况,实际热耗降低390 kJ/kWh,比原始设计热耗降低25.3 kJ/kWh;在75%THA工况,实际热耗降低435.2 kJ/kWh,比原始设计热耗降低21.5 kJ/kWh,机组运行经济性得到显著改善。

基于等效热力过程的宽域冲压全流道性能设计方法

为了开展宽域冲压发动机的全流道设计工作,将双模态冲压发动机等效热力过程分析方法拓展到全流道设计,建立了基于等效热力过程的宽域冲压全流道性能设计方法。将该方法应用于带几何可调进气道的宽域冲压发动机全流道方案设计,分析了进气道调节、燃烧室尺寸对发动机性能潜力的影响。研究结果表明:马赫数2.0~3.5范围,在比冲和流量2个因素之间,流量对发动机推力性能影响更大,所以在低速段应尽力增大进气道流量;与第2级转折角相比,第2级折转角对比冲和推力的影响权重更大,采用较小的2级折转角有利于提高性能;获得最优推力和比冲性能需要不同的进气道方案。在所研究的马赫数范围,燃烧室需用面积相差很大,飞行马赫数越低、需用面积越大。若以低马赫数的高推力要求为设计依据,需要付出横向尺寸的代价,意味着阻力和重量的增大;若以高马赫数的高推力要求为选择依据,需要在低马赫数时付出推力性能的代价,意味着加速时间和耗油量的增大。本文发展的方法可以快速筛选获得最优推力性能或比冲性能的全流道方案,为宽域高性能冲压发动机的全流道性能初步设计提供有力支撑。

叶型逼近求解水泵水轮机双向流动的方法

为了求解水泵水轮机转轮内部的双向流动,提出了基于全三维转轮叶片设计模型的叶型渐近方法。该方法从水轮机方向设计目标叶型,并得到水轮机方向流场。再利用设计程序,从水泵流动方向设计叶型,用单纯形加速法控制速度矩分布变量,使得该叶型逐步逼近目标叶型,并得到水泵方向的流场,即得到同一叶型的双向流场。根据计算出的流场可以预估转轮的双向能量性能与气蚀性能。对一高水头水泵水轮机进行了设计计算,结果表明,该方法是可行的。

全流量补燃循环发动机系统参数模型与设计(Ⅱ)参数设计

在全流量补燃循环发动机系统动力平衡模型的基础上,研究了氢发汗冷却流量、燃烧室压力和燃烧室混合比对发动机系统参数的影响规律.研究结果表明:在发动机推力和喷管扩张比保持恒定时,①随着氢发汗冷却流量的增加,燃料泵扬程大幅度增大,氧化剂泵扬程小幅度减小;②当燃烧室压力在20MPa之前,泵的扬程增加与燃烧室压力的增加近似成线性;而在20MPa之后,燃烧室压力的增加很小,导致泵的扬程增加很大,燃烧室压力不宜超过20MPa;③随着燃烧室混合比的增加,燃料泵扬程呈线性增大,氧化剂泵扬程开始以较大幅度减小,之后以小幅度减小;因此燃烧室混合比不宜过小,取7左右较为合适.这些研究结果为全流量补燃循环发动机系统参数设计提供了合理的选择范围.