具有变超越负载的液压调平系统负载口独立控制方法

液压调平系统平台回落过程中存在超越负载,且随着负载重心偏移和平台倾角变化,作用于支腿液压缸的负载力也会随之变化。传统液压系统中负载控制阀或平衡阀在平衡变超越负载时速度控制效果差,容易发生速度抖动。为解决这一问题,采用负载口独立控制技术,针对平台回落时液压缸存在的变超越负载工况,提出对液压调平系统中液压缸有杆腔进行压力控制,无杆腔进行流量控制的压力-流量复合控制方法,建立其数学模型,并进行AMESim和Simulink联合仿真验证。结果表明,在负载力发生突变时,液压缸有杆腔压力和无杆腔流量均可在0.2 s内恢复至控制值,平衡掉系统变超越负载的同时,能够满足系统的速度控制需求。

可渗透壁自适应高度补偿喷管工作机理数值研究

提出了一种带有可渗透壁面的自适应高度补偿概念喷管(可渗透喷管),对该喷管的典型工作状态进行了数值模拟并对其高度补偿机理进行了解释。数值模拟结果显示,在低落压比条件下,外界大气透过喷管可渗透段进入喷管内部,抑制了喷管壁面处的回流产生,削弱了壁面处分离斜激波的强度,从而提高了喷管的低空推力性能。而在高落压比条件下,喷管内部燃气透过可渗透段壁面泄出,削弱了燃气的膨胀能力,使得喷管的高空推力性能有所损失。当可渗透喷管的低空推力性能提升幅度大于其高空推力性能损失时,喷管即具备了高度补偿能力。对喷管的推力构成分析表明,低落压比时,喷管可渗透段处外界大气流入所导致的喷管内压升高是其具有高度补偿能力的主要原因。基础扩张比的大小对可渗透喷管高度补偿性能影响显著,可渗透喷管比传统喷管的推力提升幅度最高可达34%,不同基础扩张比的可渗透喷管低空推力补偿能力相差最大25%。将不同基础扩张比喷管的高度平均比冲进行对比可发现,存在最优的喷管基础扩张比,该可渗透喷管高度平均比冲比传统喷管高度平均比冲高3%。

超长溢流宽度大流量溢洪道泄洪水力特性研究

受地形、地质等因素的影响,超大库容、大泄量水利工程泄量分配与消能防冲问题十分复杂。尼雷尔工程采用堰上低水头、超长溢流宽度、大泄量溢洪道布置形式。为准确了解尼雷尔工程溢洪道实际泄洪能力和下游消能防冲与汇流等水力特性,通过模型试验与数值模拟相结合的方法,对不同方案下溢洪道的流量系数、消能率、坝后水流归槽情况、河道流速等进行了研究。研究结果表明:原设计低水头高堰溢洪道实际过流能力满足设计要求,采用数值模拟方法可以避免模型试验中缩尺效应的影响;坝面采用台阶高度1.5 m的消能方式消能效果最佳,护坦内部的侧向汇流也比较平稳顺畅,两侧来流在护坦内对撞消能后进入下游主河槽,坝后主河槽平均水深增大近30%,平均流速降低约20%。研究结果可为高坝大库容工程的泄洪消能设计提供参考。

陕西省河湖生态环境复苏工作实践与思考

梳理总结了陕西省河湖生态复苏工作现状及成效,以石川河为例介绍母亲河复苏行动开展的工作及近期、远期目标。在剖析陕西省河湖生态保护存在问题和面临形势的基础上,提出下一步工作建议,为推动陕西水利高质量发展提供参考借鉴。

计及备用风险性的新型电力系统源网协同安全经济调度

为合理利用源侧备用资源,提出基于随机潮流和半不变量法的备用风险评估指标,以准确量化因备用不足而造成的潮流越限风险;为了实现源侧备用资源和网侧可控资源的协同优化,将网侧有载调压变压器和电容器组无功补偿装置纳入决策变量,以系统运行成本最低和系统运行越限风险指标值最小为优化目标,构建计及备用风险性的新型电力系统源网协同安全经济调度模型;将布朗运动和莱维飞行随机游走机制融入多目标微分进化算法,设计新型的布朗-莱维多目标微分进化算法,对模型进行高效求解。算例分析结果验证了所提方法的有效性和优越性。

带上盖开发隧道通风流场特性及射流风机偏转角度研究

带上盖开发的隧道结构复杂,通风流场紊乱,隧道运营通风能力难以得到保障。揭示这类隧道的通风流场特性,优化隧道风机布置参数具有重要意义。以广州市某珠江过江隧道工程为背景,利用数值模拟方法,探究不同风机偏转台数、偏转角度工况下隧道通风流场特性、风机升压能力。结果表明:带上盖开发隧道风机安装位置受限、复杂结构通风阻力大,导致隧道通风流场分布不均,风机升压能力较差,风机难以提供可靠的运营通风能力;带上盖开发隧道设置3台吊顶式风机时,通过合理的设置风机偏转台数和风机偏转角度,能够稳定隧道通风流场,提高平均风速,优化隧道内通风效果;当3台吊顶式风机全部偏转布置或风机偏转角度大于5°时,虽能增大未安装风机一侧的通风风速,但会导致射流分布不均,安装风机一侧风速降低,过多射流偏转也将携带更多动能撞击隧道壁面,导致射流遭受的能量损失增大,不利于隧道通风流场的稳定;采用2台吊顶式风机偏转2°~5°布置时,此时隧道内流场分布均匀,射流风机升压系数为0.7~0.8,隧道内风机射流阻力损失约28~29 Pa,可提升风机升压力,减小风机射流阻力损失,利于带上盖开发的隧道运营通风。研究结果可为优化带上盖开发隧道射流风机布置方式和保障运营通风效果提供参考。

不同SST模型在圆柱绕流仿真中的应用比较

分别运用SST、SST-SAS湍流模型对Re=3 900的圆柱绕流进行了数值研究,重点从湍流结构捕捉、气动力计算等方面比较了雷诺平均RANS方法与RANS/LES混合方法的计算能力。数值结果表明:SST模型可以捕捉到流场主要特征,求解效率较高;SAS方法可以捕捉到流场小涡结构,并能较好地反映出尾迹非定常特性,但SAS求解占用更多的资源;使用SAS方法可释放更多的流场信息,求解的阻力系数、分离角等关键气动特征参数与试验值更接近;一般工程计算中推荐使用SST模型,高精度计算可使用SAS方法。

联合深度超参数卷积和交叉关联注意力的大位移光流估计

针对现有深度学习光流估计模型在大位移场景下的准确性和鲁棒性问题,提出了一种联合深度超参数卷积和交叉关联注意力的图像序列光流估计方法.首先,通过联合深层卷积和标准卷积构建深度超参数卷积以替代普通卷积,提取更多特征并加快光流估计网络训练的收敛速度,在不增加网络推理量的前提下提高光流估计的准确性;然后,设计基于交叉关联注意力的特征提取编码网络,通过叠加注意力层数获得更大的感受野,以提取多尺度长距离上下文特征信息,增强大位移场景下光流估计的鲁棒性;最后,采用金字塔残差迭代模型构建联合深度超参数卷积和交叉关联注意力的光流估计网络,提升光流估计的整体性能.分别采用MPI-Sintel和KITTI测试图像集对本文方法和现有代表性光流估计方法进行综合对比分析,实验结果表明本文方法取得了较好的光流估计性能,尤其在大位移场景下具有更好的估计准确性与鲁棒性.

超超临界1 050 MW机组中压缸超温原因分析与处理

文章介绍了超超临界1050MW机组中压缸进汽室超温情况,以及发电厂利用机组A级检修机会,对中压缸解体检修,发现内缸、隔板套、隔板多处变形,通流部件有碰磨痕迹,随后将第1级隔板返厂增加切向旋流冷却孔,对隔板套、隔板等进行加工,对通流间隙进行调整。机组检修结束启动后,中压缸超温问题顺利解决,中压缸效率也得到恢复。

云南某山区公路棚洞方案设计

江旺组对外连接公路在雨季由于道路上方冲沟形成碎屑流,严重影响道路的正常通行且存在较大的安全隐患。结合对外连接公路建设现状,采取在道路上方设置棚洞,在棚洞上设置泥石流渡槽的顶越式排导结构进行治理,为后续山区公路泥石流倒排治理提供参考。

计及需求响应不确定性的节点负荷准线:概念与模型

基于负荷准线的需求响应(DR)具有规模化推广、常态化实施等优势,是挖掘需求侧灵活调节潜力的良好手段。但是,当前研究对负荷准线的制定尚未考虑网络拓扑关系以及用户在DR中的响应不确定性,对用户精准引导有所不足,大规模开展时可能引起线路潮流越限等问题。为此,提出为各节点发布负荷准线的方式,引导大规模可调负荷参与DR。首先,提出了节点负荷准线的概念,并给出了鲁棒安全的节点负荷准线的数学定义,以反映节点负荷准线作为各节点引导目标对避免大规模DR下潮流越限的意义。其次,从局部、整体两方面构建可调负荷响应偏差的不确定集,并在此基础上提出了鲁棒安全的节点负荷准线计算模型。再次,给出了基于节点负荷准线的DR实施方案。最后,算例分析表明,所提节点负荷准线对于约定DR响应范围内的任意实际响应结果均能够保证经济最优下的所有线路潮流不越限。

基于CVG的滑跃甲板尾流抑制

滑跃甲板对于提高舰载机起飞性能有重要意义,但是滑跃甲板会加剧舰尾流的湍流度,造成甲板上方和下滑线附近气流高度不稳定,影响舰载机起降安全。本文采用RANS/LES混合的DES方法,对平直甲板和滑跃甲板尾流进行数值模拟。结果表明,滑跃甲板后方存在巨大的分离区,对甲板上表面和着舰下滑线附近气流产生很大的影响,导致甲板附近x方向风速度降低,提高了对舰载机起飞和降落速度的要求。同时,速度波动幅值增大,对舰载机精准航迹控制有不利影响。为有效抑制滑跃甲板造成的舰尾流影响,提出了一种基于柱状涡流发生器(cylindrical vortex generators,CVG)的滑跃甲板尾流抑制方法,可有效降低滑跃甲板产生的影响。柱状涡流发生器可以有效减弱滑跃甲板导致的前甲板分离区,使得甲板流场更加稳定。相比无CVG时,有CVG时甲板x方向风速更高,风速波动功率谱密度(PSD)降低20~40 dB,恢复到与平直甲板相当的程度,可有效提高舰载机的起降安全性。

液相物性对双入口管柱式气液分离器液膜流型的影响

管柱式气液分离器(GLCC)是一种耦合离心力与重力的分离设备,液相介质物性对其两相流型及分离性能有显著影响。分别以水、甘油溶液和T55导热油为液相介质,空气为气相介质,采用高速摄像机对直径74 mm的双入口GLCC倾斜入口管的气液流型和上部筒体的液膜流型进行了高帧率可视化研究,发现:倾斜入口管内气液流型为分层流、环状流;上部筒体内液膜流型为旋环流、过渡流、搅混流与鳞状流,进一步分析了液相介质物性对气液流型及液膜流型的影响机理。结果表明:液相黏度越大,倾斜入口管内分层流越稳定,预分离效果越佳;上方次入口内环状流侧壁液膜厚度越薄,上部筒体内搅混液膜越容易被向上携带;同时,液膜的稳定性越差,旋环流越易发展为搅混液膜甚至鳞状流,越易导致气相携液现象(LCO)发生。引入无量纲气、液相特征参数,得到了旋环流与搅混流的流型转变判别式,可间接表征不同液相介质双入口GLCC液膜流型与分离性能的关系,对确定GLCC最优工况区间具有指导意义。

超低空急流形成的爬、绕流对长白山地区一次突发性暴雨的影响

为了研究、揭示超低空急流与地形作用对暴雨的增幅机制,以2021年7月14日夜间发生在辽宁东部长白山地区的一次山地突发性暴雨为例,利用辽宁省地面观测降水数据和ERA5再分析数据,针对超低空急流形成的爬流及绕流对此次暴雨的影响进行研究,结果表明:(1)在东北冷涡东南部、副热带高压后部的有利环流背景下,偏南低空、超低空急流建立,为辽宁东部带来充沛的水汽和能量,降水的阶段性变化与低空急流的强度、位置、方向存在一定关系。(2)山地与平原过渡区的地形高度差强迫气流产生爬流运动,爬流所强迫的垂直运动由下至上逐渐减弱,大值区位于山地坡面上,山地区域爬流极值中心处于雨带中心位置,地形的爬流运动对降水范围及强度至关重要。(3)以东西方向为主导的绕流对暴雨区域局地涡旋的形成具有一定贡献,并且绕流对暖湿气流在降水中心起到汇聚的作用,间接为空气抬升提供增幅效果。爬流、绕流共同作用下,坡地区域次级环流上升支触发对流发展,不稳定能量释放,导致山区局地大暴雨的出现。

基于深度强化学习的电力系统安全校正控制

新型电力系统中,源荷双侧的不确定性使得电网潮流波动大幅增加。电力系统安全校正控制能够消除系统潮流越限,保证电网安全运行。然而,传统安全校正控制方法约束众多、计算复杂,且面对大规模电网时难以进行实时多步决策。因此,提出一种基于深度确定性策略梯度(DDPG)的两阶段训练方法来确定安全校正控制策略。首先,将安全校正控制问题与深度强化学习联系起来,通过设计强化学习的状态、动作和奖励函数,构建了安全校正的马尔可夫决策过程模型。然后,提出了两阶段训练框架来求得最优校正策略。在模仿学习预训练阶段,基于专家策略,利用模仿学习为智能体提供初始神经网络,提高训练速度;在强化学习训练阶段,通过DDPG智能体与环境的不断交互进一步训练智能体。训练好的智能体可以实时应用,获得最优决策。最后,基于中国某省级电网的仿真算例验证了所提方法的有效性。

磨粒流加工壁面效应研究

数值模拟了圆柱内表面的初始粗糙度、入口流速和内孔直径对壁面流场压力、局部压差及剪切力的影响规律,分析了入口处流场速度和剪切力的形成过程,从磨粒切削作用角度剖析了圆柱内表面入口处过抛现象的形成原因,结合磨粒流加工试验揭示了各参数对壁面效应的影响规律。理论分析和试验结果表明:增大圆孔直径或减小入口流速能有效改善磨粒流流场压力的均匀性,初始表面粗糙度对流场压力数值及其局部压差有微弱影响;入口处圆孔壁面速度突变引起剪切力突变,从而导致磨粒流加工过抛现象;初始表面粗糙度Ra=0.296μm时有利于减弱磨粒流加工的壁面效应,而Ra=4.273μm时有利于提高材料去除速率。

循环水泵的气蚀及水力性能试验

为进一步提升循环水泵的工作效率,减小其在正常工况下的能耗,解决循环水泵的气蚀问题,基于经验和简单的理论计算对循环水泵的过流部件进行初步设计;而后,基于数值仿真模拟手段对初步设计的过流部件参数进行优化设计;最后,通过构建试验平台对优化设计后循环水泵的水力性能进行试验,得出达到了提高运行效率的目的,为今后循环水泵的优化设计提供思路。

粗糙元取向对湍流统计量影响的数值研究

采用直接数值模拟方法研究了椭球体粗糙元取向对粗糙壁槽道湍流统计量的影响,其中,粗糙元几何采用清晰界面浸没边界方法直接解析。考虑了四种不同粗糙元取向的粗糙壁,包括随机取向、垂直放置、朝下游倾斜45°、朝上游倾斜45°,对于每种取向选取三种不同粗糙元间距。模拟结果显示:粗糙元取向对湍流统计量有显著影响;对于小粗糙元间距(l=2.0r,其中r为椭球体的最短半轴长),“随机取向”粗糙壁的砂粒粗糙度长度(k_(s))大于其他粗糙壁;对于大粗糙元间距(l=2.8r、3.5r),“垂直放置”粗糙壁的k_(s)最大;“朝下游倾斜45°”和“朝上游倾斜45°”粗糙壁的k_(s)值和雷诺正应力(以壁面摩擦速度无量纲化)基本相同,并且其流向雷诺正应力远高于其他粗糙壁。另一方面,“朝下游倾斜45°”粗糙壁的流向分散应力高于“朝上游倾斜45°”粗糙壁;垂向和横向分散应力远小于流向分散应力,其中“随机取向”粗糙壁的垂向和横向分散应力幅值最高.

双声道直射式气体超声波流量计湿气虚高预测模型研究

为探索超声波流量计测量湿气时的特性,以双声道平行直射式气体超声波流量计为研究对象,分析了超声波流量计虚高产生的原因和影响因素。基于水平直管气液两相流的经典L-M(Lockhart-Martinelli)截面含气率模型,建立了双声道平行直射式超声波流量计湿气虚高预测模型。在天津大学中压湿气流量实验装置上进行了超声波流量计湿气实验,在压力范围0.2~0.8 MPa、气相表观流速5~20 m/s的湿气工况条件下,超声波流量计正常工作时,虚高预测模型的整体相对误差在±6%以内,90.3%的相对误差在±4%以内;同时,93.6%实验工况点下的测量重复性小于1%,整体测量重复性的平均值为0.41%。

跨流域跨声速平板绕流计算研究

跨流域流动现象广泛存在于高超声速飞行中,为了准确预测不同流域、不同速域的流动传热特性,该文采用基于统一随机粒子方法开发的SPARTACUS求解器模拟了跨流域高超声速平板绕流。结果表明:随着马赫数增大,压缩效应导致激波厚度减小,平板表面的摩阻系数热流系数都相应的增大;随着努森数增大,分子间碰撞不充分导致更多的气体分子与壁面发生碰撞,形成了局部的高温高压区域。计算得到的平板阻力系数与高超声速平板绕流阻力系数的桥函数吻合较好。