船用三叶涵道螺旋桨气动特性的数值模拟与分析

为研究某型在研应急救援气垫船上搭载的三叶涵道螺旋桨的气动特性,基于滑移网格方法建立涵道螺旋桨流场数值预报模型。设计3套不同疏密程度的非结构与结构混合网格方案进行不确定度分析,将NASA涵道螺旋桨的数值计算结果与实验数据进行比较,验证本文建立的数值模型具有较好的可靠性和准确性。基于建立的数值模型,分别计算了孤立螺旋桨和涵道螺旋桨在不同转速下的复杂流动。结果表明,相同转速下,涵道螺旋桨总推力系数较孤立螺旋桨增加10%,工作效率提高25%;涵道扩大了螺旋桨前部低压区的分布范围;涵道壁改变了螺旋桨桨尖流线特性,抑制了桨尖涡的形成,减少了能量损失;该型螺旋桨孤立状态下静推力为470 N,不能满足该型气垫船设计要求,加上涵道后其静推力为516 N,航行状态下推力为327 N,均能满足设计要求。

风电叶片用大丝束碳纤维拉挤板的应用现状与挑战

综述了风电叶片用大丝束碳纤维拉挤板的应用现状和挑战。风电叶片用碳纤维拉挤板以连续大丝束碳纤维和高性能环氧树脂经热固化拉挤成型工艺连续生产而成,主要用作海上风电叶片的主梁;当前风电叶片用碳纤维拉挤板面临提高性能(包括压缩性能、层间性能、拼接性能)和降低成本的挑战;碳/玻混拉挤板作为一种低成本拉挤板,可为叶片设计、减重、降本提供更多可能;预计随着海上风电的发展及大丝束碳纤维国产化进程加速,大丝束碳纤维在风电领域的应用会进一步增长。

混合流动控制对风机叶片气动特性的影响

针对风力机叶片失速会降低风力机输出功率的问题,文章首先基于Fluent软件建立了NREL Phase Ⅵ风力机气动特性分析模型,计算风速为13 m/s时风力机叶片截面压力系数及功率特性,并与风洞实验数据进行对比,验证风力机气动特性分析模型的准确性;然后,将主动射流和涡流发生器(VGs)耦合到风力机叶片上,发现随射流孔宽度和涡流发生器高度的增加,风力机功率均呈先增后减趋势;最后,建立混合流动控制的风力机气动分析模型,研究射流与VGs弦向间距及后缘VGs高度对风力机气动特性的影响。研究表明:当间距为0.3C(C为翼型弦长)时,风力机输出功率达到最高,相比于射流单一控制,增幅为6.61%;当后缘VGs高度为15 mm时,混合式流动控制的效果最佳,风机功率最高。

风电叶片双点疲劳加载系统同步控制研究

为解决风电叶片全尺寸双点疲劳测试中两激振器振动不同步问题,采用GA-Adam-BP神经网络与传统PID混合控制策略,并引入切换边界值判断控制权的归属。基于遗传算法的全局搜索能力对BP神经网络进行权值和阈值的初始化筛选,该方法利用适应度选择、交叉和变异遗传操作,从初始种群中筛选出高质量的个体作为网络的初始权值和阈值,避免神经网络陷入局部最优解。引入Adam算法计算参数的指数加权移动平均值,实现神经网络学习率的动态更新,避免了梯度集中与消失问题,有效减少学习路线的震荡,使收敛时间缩短。仿真与试验结果表明,相比BP神经网络,混合控制下的电机转速误差在3%以下,主-从激振器相位差范围为±1.3°,实现了叶片双点疲劳测试激振器间更优的同步控制。

基于S7-1200的风电叶片混合除冰控制系统设计

对风电机组叶片覆冰原理及混合除冰控制系统运行原理进行分析,并在此基础上提出一种采用S7-1200型号的可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)进行运行管控的风电叶片混合除冰控制系统设计方案,从系统架构、硬件设计与软件设计几个方面入手,对该方案的具体设计与实现要点进行说明。整个系统内包含气热除冰子系统和碳布除冰子系统这两个相互独立的系统,因此具有更加良好的运行可靠性。

混合遗传算法的研究及其在压气机叶型优化设计中的应用

对混合遗传算法进行了初步研究,并以此为基础建立了压气机叶型优化设计平台。在遗传算法中引入模拟退火算法,增强了算法的局部寻优能力,提高了运行效率和优化质量。为维护群体的多样性,保证寻优的收敛,选择概率和交叉概率的设计可以随个体适应度和进化阶段的不同而自适应变化。二维叶型定义采用的是Bezier函数参数化定义方法。该方法可以较好的拟合叶型曲面,并通过少数控制点的调节灵活有效的修正叶型形面。对某压气机二维叶型的正问题数值优化结果表明本研究所建立的优化设计平台具有高效、可靠性好的特点。

基于混合遗传算法的压气机叶型自动优化设计

基于实数编码的自适应遗传算法与复合形法相结合,构成了自动优化设计所应用的混合遗传算法。与自适应遗传算法相比,混合遗传算法的局部搜索能力得到增强,运行效率有明显提高。压气机叶型定义采用的是Bezier函数参数化定义方法。该方法可以较好的拟合叶型曲线,并通过较少控制点的调节灵活有效地修正叶型。气动数值模拟采用的是基于求解二维N-S方程的CFD程序。对NACA叶型的正问题数值优化结果表明以混合遗传算法为基础的优化设计平台是十分有效的。

高产杂交稻‘两优培九’剑叶及其叶鞘的光合作用(英文)

以高产杂交稻‘两优培九’(LYP9)和杂交稻‘汕优63’(SY63)为研究材料,用^(14)C同位素示踪等技术,研究了剑叶的叶片与叶鞘的光合作用与光合产物向叶鞘的分配。结果表明,‘两优培九’剑叶及其叶鞘的净光合速率的均值均高于‘汕优63’;剑叶叶鞘中部群体内透光率均值、倒二叶叶鞘中部群体内的透光率均值高于‘汕优63’;剑叶及其叶鞘的Rubisco初始羧化活性均值、总羧化活性均值和活化率均值都高于‘汕优63’,其差异大多数时期达显著水平。‘两优培九’叶鞘光合产物的输出比‘汕优63’快,其叶鞘光合产物输送到穗部的量即转化为经济产量的量比‘汕优63’高。‘两优培九’叶鞘的光合产物主要输送到穗等部位,对产量有一定的(约为15%)贡献。

超级杂交稻两优培九剑叶叶鞘叶绿体光化学活性的初步研究

以超级杂交稻两优培九及其父本9311、母本培矮64S和三系杂交稻组合汕优63为研究材料,采用光合膜人工反应体系和32Pi同位素标记等技术,初步研究了超级杂交稻两优培九剑叶叶鞘的光化学活性。结果表明,两优培九剑叶叶鞘及其叶片光系统Ⅰ还原能力的均值分别比汕优63高6.35和15.31μmol/(mg.h),光系统Ⅱ放氧活性的均值分别高出6.16和9.89μmol/(mg.h),且大多数时期达显著或极显著水平;两优培九剑叶叶鞘及其叶片浸出液钙含量均显著或极显著高于汕优63;两优培九剑叶叶鞘及其叶片叶绿体膜上Mg2+-ATPase活性的均值均高于汕优63,大多数时期达显著或极显著水平;两优培九剑叶叶鞘及其叶片循环光合磷酸化活性的均值也均高于汕优63,近一半时期达显著或极显著水平;非循环光合磷酸化活性的均值分别比汕优63高0.25和0.31μmol/(mg.h),也近一半时期达显著或极显著水平;两优培九剑叶叶鞘及其叶片的光化学活性大多数时期显著或极显著高于亲本,具有平均优势或超亲优势;与叶片相比,剑叶叶鞘完全具有同剑叶一样的光化学活性,两者没有质的区别;两优培九剑叶叶鞘具有较高的光化学活性可能是它具有超高产特性的重要原因之一。

高梁不同叶位叶片叶绿素超微结构与叶绿素含量的研究

以粒用高梁 42 1A×矮 4(杂种 )、矮 4(恢复系 )、42 1A(不育系 )、42 1B(保持系 )为试材 ,对叶片叶绿体超微结构和叶绿素含量进行了比较研究 .结果表明 :4个试材的叶绿体超微结构均以第 8叶最复杂 ,基粒片层、基质片层多 ,多片层基粒占较大的比例 ,13叶次之 ,旗叶最简单 .杂种、恢复系、不育系的叶绿素总含量均与叶绿体超微结构变化一致 :第 8叶最高 ,第 13叶次之 ,旗叶最低 .双因素方差分析表明叶位不同对基粒垛叠程度及叶绿素总含量影响显著 。

一种复合型垂直轴风力机实验研究

提出了一种升阻复合型垂直轴风力机,并对该风力机进行了实验研究。首先通过改变叶片安装角,对不同风速下风力机的性能进行实验研究。其次对叶片进行正装和反装对比实验。实验结果表明,当叶片反装时,在同一风速下安装角为-6°时功率最大,此外对安装角为-6°时的多个风速进行实验研究,发现随着风速的增大,每个风速下的最大功率增大。

纯电动汽车复合电源控制策略研究

针对蓄电池单独作为汽车电源不能满足纯电动汽车短时间功率的需求问题,可采用超级电容与双向DC/DC串联再与蓄电池并联的复合电源来满足汽车功率的需求。利用模糊控制工具箱设计对于复合电源功率分配的模糊控制器,搭建整车复合电源控制策略模块,应用Cruise软件快速完成整车模型的搭建,将控制策略添加到整车模型中。仿真结果表明,纯电动汽车复合电源控制策略能够有效地分配蓄电池和超级电容的功率,从而使超级电容充分发挥"削峰填谷"的作用。

一种升阻复合型垂直轴风力机

提出了一种基于活固叶片的新型升阻复合型垂直轴风力机。分析了这种风力机的空气动力学原理,阐述了其整体结构,设计并制造了一台扫风面积为0.49 m2的样机。在7 m/s的风速下,对其进行了性能测试:当负载扭矩为3.6 Nm时,风力机仍能可靠自启动,其功率系数曲线具有阻力型垂直轴风力机和升力型垂直轴风力机的双重特点;当负载扭矩为1.5 Nm时,其功率系数接近30%。

坛紫菜杂交重组品系的选育与特性分析

坛紫菜杂交重组品系（HR-6）具有叶状体生长前期生长较快,色素蛋白含量高,但成熟较早,生长期短,丝状体的壳孢子放散量较少等特性;坛紫菜另一个杂交重组品系（HR-5）具有叶状体生长前期生长较慢,色素蛋白含量高,但成熟晚,生长期较长,丝状体的壳孢子放散量多等特性。为改善HR-6品系叶状体成熟较早,壳孢子放散量较少的弱点,本文以HR-6品系为父本,HR-5品系为母本进行种内杂交,从杂合丝状体产生的F1叶状体中选育出综合性状更加优良的品系（WD-7）。在叶状体的快速生长前期（日龄30～45 d）,父本品系的绝对生长率为6.68 cm/d,母本品系为3.63 cm/d,WD-7品系为6.67 cm/d;在叶状体的快速生长中后期（日龄46～60 d）,父本品系的绝对生长率降至5.15 cm/d,母本品系则升至7.27 cm/d,而WD-7品系则高达11.54 cm/d。父本品系的叶状体成熟最早,培养35 d左右,大部分个体已成熟;WD-7品系遗传了母本品系成熟较晚的优点,日龄55 d之后,大部分个体才出现成熟。日龄35 d的叶状体平均厚度,WD-7品系为29.87μm,分别比父、母本品系增加了10%和16%,藻体的韧性明显增强。WD-7品系的壳孢子放散总量为183.42万个/壳,分别是父、母本品系的1.17倍和0.57倍。上述结果证实,WD-7品系不仅遗传了父本品系叶状体生长前期生长较快的特性,同时又遗传了母本品系叶状体成熟晚、生长期长、中后期生长快的优点,壳孢子放散量也比父本品系有所增加,该品系有望被培育成适宜大规模栽培的新品种。

风扇噪声的混合数值方法研究

为获得风扇孤立转子噪声信息及评估降噪设计的效果,采用了一种混合数值方法来模拟航空发动机的风扇噪声。运用非定常雷诺应力平均方法构造出了风扇声源,应用边界元方法对一种低噪声设计的弯掠风扇叶片以及进气道声衬效果进行了分析。结果表明,两类降噪措施可以改善叶片的噪声源特性和机身表面的风扇纯音噪声量级。

纯电动汽车复合电源再生制动控制策略研究

针对纯电动汽车动力性能差和续驶里程短的问题,对复合电源和再生制动系统进行了研究,提出了纯电动汽车复合电源再生制动方法。基于以往复合电源模型,考虑到车辆速度和所需的制动力对复合电源系统的影响,建立了新型复合电源再生制动模型,并应用模糊逻辑控制策略对复合电源再生制动系统进行调控。实验结果表明,蓄电池的剩余容量(State of Charge,SOC)提升15.8%,再生制动效率提升37.4%,整个系统的效率提升16.9%,采用此控制策略的复合电源再生制动系统可以提高纯电动汽车的动力性能和续驶里程。

基于自适应耦合算法的石材锯切过程仿真研究

针对石材锯切过程中复杂的动态力学行为及有限元法在处理大变形时数值不稳定等问题,依据连续损伤力学理论,采用混合单元自适应耦合算法建立了锯片-石材切割系统的加工模型,模拟了石材锯切过程。分析发现:石材去除过程是一个间断循环的过程;锯切过程中,切割力从零开始,接触石材后迅速增大,随后又减小,最后在一定范围内平稳波动;根据锯片表面和石材内部等效应力分布情况,确定了模型最易破坏的区域;并通过与实验对比,锯片横向振动速度数据吻合度较高。

基于混合总线的分布式风电叶片全尺寸静力加载试验系统

针对风电叶片静力加载试验的特点,提出了一种基于混合总线的分布式风电叶片全尺寸静力加载试验系统,不仅所有节点可以全自动协调加载,而且单个节点也可以独立手动操作。人机操作界面与主控制节点通过RS485串行总线进行双向数据系统传输,主控制节点与多个从控制节点之间采用CAN总线星型拓扑结构,从控制器与变频器之间采用Modbus-RTU协议。通过现场人机监控可以观察、分析、记录和实时控制每个加载节点的拉力、挠度、油温及液位等参数。基于静强度系数法进行现场加载试验,结果表明:该静力加载试验系统操作简单,监控参数均能实时准确回传,加载力变化平滑稳定,加载速度和精度均达到了预定要求。

干摩擦阻尼对失谐叶盘系统受迫振动的影响

针对目前含非线性干摩擦阻尼结构的失谐叶盘系统振动特性研究中,非线性干摩擦接触模型的建立及高自由度非线性系统的求解问题,采用抗混叠时频域融合算法和三维微滑移摩擦接触模型,对某含有非线性干摩擦阻尼结构的失谐叶盘系统的受迫振动响应进行计算分析,研究了干摩擦阻尼结构对失谐叶盘系统受迫振动响应的影响,并对含接触面非线性干摩擦失谐和叶盘系统失谐耦合作用下的双重失谐叶盘系统的振动特性进行了研究。结果表明:非线性摩擦阻尼结构对失谐叶盘系统的振动有抑制作用,在文中参数条件下振幅平均下降了9.53%;摩擦阻尼结构对失谐叶盘中每支叶片的减振效果存在差异,每支叶片达到最佳减振效果时所对应的最优初始正压力不同;接触产生的摩擦失谐对失谐叶盘系统同样有减振的作用;当接触面法向刚度失谐与叶盘系统的失谐强度和失谐量分布相同时,摩擦阻尼减振作用比摩擦力协调时减弱,在文中参数条件下振幅平均下降量减少了3.45%。

改进的混合界面子结构模态综合法在失谐叶盘结构动态特性分析中的应用

在保证精度的条件下，为了提高航空发动机动态特性分析的计算效率，针对传统混合界面子结构模态综合法（Hybrid interface substructural component modal synthesis method, HISCMSM）综合后还可能存在计算量大的问题，提出一种改进的HISCMSM。该方法将综合后的模型进一步减缩，建立了叶片＋轮盘的组合结构的参数化模型，对各个子结构建立有限元模型（Finite element model, FEM）并综合求其模态和振型。与整体结构有限元法相比，计算时间缩短23.86%～35.74%，模态偏差不大于0.49%，而传统法，其计算时间缩短14.63%～29.20%，模态偏差不超过0.57%，可见，该方法计算效率比传统法有显著提高，尤其是在高价模态求解时，计算效率提高的更加明显，同时分析了谐调与失谐叶盘结构模态位移、模态应力和模态应变能的分布，发现叶盘结构失谐后其对称性被破坏，出现了局部化现象，且随着失谐幅值的增大，振动逐渐向少数叶片集中，局部化现象越来越明显，为下一步的动态响应以及概率分析奠定了基础。