竖直互连小通道内流动沸腾传热强化机理分析

为推动流动沸腾技术在燃料电池散热领域的应用,该文以R141b为工质,对不同流速下的并联直通道及互连小通道内流动沸腾情况进行三维瞬态数值模拟。利用换热系数、基底温度及综合换热因子等参数对比各结构的换热性能,并探究互连小通道的换热强化机理。研究表明:换热趋势随气泡行为呈周期性变化,气泡脱离时的换热效果最佳;由连通口引发的二次流促进热量传递与壁温升高,使通道可提前2 ms满足成核条件,且气泡在10^(-4) m/s以上的二次流速作用下率先脱离;五连通通道的换热系数较并联直通道可提升19.6%~23.3%,继续增加连通口数,换热系数的相对增长率均不足3.5%;涡结构使压降随连通口数增加而增大,且增势并不减弱,八连通通道的压降较并联直通道增加29.5%~42%。可见,二次流在影响气泡行为、强化换热的同时也带来压力损失,综合换热性能与连通口数目不成正相关。

叶顶间隙对低比转数小流量泵性能的影响

为建立叶顶间隙对低比转速小流量泵性能的影响关系,采用数值计算的方法,以叶顶间隙宽s和叶轮出口宽b的比值(s/b)表征间隙大小,对不同间隙下泵的性能展开对比分析。分析发现,随着间隙的增加,泵的扬程和效率均逐渐降低,最大和最小间隙下的扬程和效率差分别达15.4%,5.5%。当间隙较小即s/b<0.2时,扬程曲线在小流量工况会出现不稳定的“驼峰”现象,在s/b>0.3后,设计工况附近效率的降幅显著增大。从流动特性来看,随着叶顶间隙的增大,间隙泄漏流对叶轮内主流区影响加剧,会诱导严重的二次流和旋涡的产生,同时间隙内不稳定流动也会产生能量损失,造成扬程和效率下降。为低比转数小流量泵的设计与优化提供借鉴意义。

暖通空调小流量风机机械振动信号自适应采集研究

当暖通空调小流量风机运行时,频繁产生的脉冲噪声增加了信号采集的复杂性并引入了干扰,使得采集到的振动信号含有大量不必要的噪声成分,降低了采集精度和准确性。为此,提出暖通空调小流量风机机械振动信号自适应采集方法。使用经验模态分解方法对振动信号进行处理,获得信号在时域和频域上的特征信息。根据振动信号的频率特征,设计自适应变采样算法在不同的时间段内动态地调整采样率,采集风机振动信号。使用数学形态滤波器调整信号的形状,去除脉冲干扰以提高采集信号的精度,并进一步优化信号的质量。实验结果表明,所提方法的振动信号自适应采集精度高,且采集时间短。

油气悬架阻尼数学模型对比分析

当前针对油气悬缸动力学特性的研究中,弹性力主要采用多变气体状态方程建模,阻尼力则采用薄壁小孔理论建模,由于真实情况中阻尼孔和单向阀的过流厚度都并非薄壁,而是具有一定的厚度,采用薄壁理论会导致模型在一定程度上失真,所以采用短孔过流理论建立阻尼模型,并考虑入口和出口的局部水头损失,重新构建油气悬缸动力学模型。通过施加真实道路采集的振动信号,对比了1/4悬架系统的两种阻尼力模型下的响应与真实的悬缸上支点加速度数据的平均绝对误差MAE和均方根误差RSME,验证了两个模型在低频范围都能较好模拟悬架振动,但中高频存在明显缺失,而短孔过流理论模型在频域上更逼近真实值。

城镇燃气管道小孔泄漏流量系数的定量研究

流量系数是影响泄漏速率计算准确程度的一个重要参数。针对目前小孔泄漏模型中流量系数经验性取值易导致泄漏速率计算结果与实际泄漏速率间存在偏差的问题,通过理论计算模型、气相小孔泄漏试验、计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟仿真相结合的方法寻求偏差产生的原因,并利用试验测试数据的拟合分析结果得到圆孔和矩形孔流量系数的定量计算模型。研究显示:在试验测试与模拟仿真中,小孔泄漏的流量系数主要受泄漏压力和几何形状的影响,在相同的泄漏压力和泄漏面积下,矩形孔的泄漏速率高于圆孔的泄漏速率。理论计算模型忽略了相关因素对流量系数的影响,将流量系数设为定值是导致泄漏速率计算结果出现偏差的主要原因。通过非线性曲线拟合得到的圆孔和矩形孔流量系数的计算方程,能有效修正气相小孔泄漏的理论计算模型,进而得到更加准确的泄漏速率,为气体泄漏后的扩散和风险评估提供理论依据。

水平管气液两相流微孔泄漏特性

为了揭示气液两相流微孔泄漏过程中的复杂泄漏特性,以空气-水为介质开展泄漏实验。实验管道内径为32 mm,破口直径为3mm,破口方位为0°、45°、90°、135°及180°。实验气液相折算速度范围分别为3.5~25.0m·s^(-1)和0.052~0.397 m·s^(-1),涵盖波浪流、段塞流及环状流3种流型。结果表明泄漏气液量取决于泄漏影响区面积大小,主要受破口方位、流型及气液折算速度影响。对于90°、135°和180°破口,泄漏特性大致相同。环状流下泄漏气量最大,泄漏液量分布范围最广,段塞流泄漏气量居中。推导建立了气液泄漏流量、差压、干度耦合关系式,该关系式不受流型、破口方位等因素影响,可用于气液两相流微孔泄漏量预测。

正常胎儿脐静脉血流量Z评分模型的构建及其对小于胎龄儿围生期不良结局的预测价值

目的构建正常胎儿脐静脉血流量(Quv)Z评分模型,并探讨该模型对小于胎龄儿(SGA)围生期不良结局的预测价值。方法(1)纳入862例18~40周正常胎儿建立模型。以腹部超声测量的腹内段Quv作为因变量,孕周为自变量,采用回归分析获得Quv均数及标准差的最佳拟合方程后,根据公式[Z评分=(实际Quv测值-拟合Quv均值)/拟合Quv标准差]建立正常胎儿Quv Z评分模型。(2)另纳入53例正常胎儿(正常组)和109例SGA,并根据围生期有无不良结局将SGA分为不良结局组(n=50)、无不良结局组(n=59)。利用所建立的模型获得3组的胎儿Quv Z评分。通过绘制受试者工作特征曲线分析正常胎儿Quv Z评分预测SGA围生期不良结局的效能。结果(1)正常胎儿的Quv与孕周呈正相关(P<0.05),Quv的均数及标准差相对孕周的最佳拟合方程均为线性方程。根据公式获得正常胎儿Quv Z评分模型:Z评分=(Quv+346.069-20.754×孕周)(/-51.320+4.075×孕周)。正常组胎儿Quv的Z评分呈正态分布,且不随孕周而改变。(2)不良结局组、无不良结局组、正常组的胎儿Quv Z评分依次增加(P<0.05)。(3)正常胎儿Quv Z评分预测SGA围生期不良结局的曲线下面积为0.843,基于最佳截断值-2.06的预测敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为74.0%、86.4%、82.2%、76.4%。结论所建立的正常胎儿Quv Z评分模型可消除孕周的影响,具有较好的临床适用性。正常胎儿Quv Z评分是预测SGA围生期不良结局较敏感的指标。

高速轴配流中旋转径向小孔流量系数的实验研究

针对高转速轴配流中旋转径向小孔出流流量系数开展了实验研究。研究中涉及到两种流动方向,即自旋转缸体中心流过径向小孔向外离心运动称为正向流动,反之则为反向流动。结果表明:旋转小孔出流流量系数同时显著地受离心力和科氏力的影响;因离心力的赋能作用,正向流动时流量系数随转速的增加而变大,反向流动时离心力对小孔内流动有抑制作用,使流量系数随转速的增加而变小;两个方向的科氏力综合效果使正向流动流量系数随出流雷诺数增加而变小,反向流动流量系数随出流雷诺数的增加而变大;当出流雷诺数足够大时,两种流动方向、不同孔型的流量系数各自都有一个稳定值;各种孔型的正向流动流量系数稳定值分布均在0.65~0.80范围内。

基于开关流图法的Buck-Boost变换器小信号建模分析

阐述Buck-Boost变换器具有输出纹波低,电压可控等优点,广泛应用于新能源汽车电池发电、直流微电网。建立小信号模型有利于对电路系统主电路的控制和控制回路的设计。分析Buck-Boost变换器,利用开关流图法和信号支路的模型建立变换器的流图,从而推导出变换器的小型号模型。

利用局部特征匹配的运动小目标光流估计

基于深度光流估计的动态背景运动小目标检测,为了保证小目标的检测性能,一般采用较少的下采样次数以维持较高的分辨率,但由此带来了较大的计算耗时。特征匹配是深度光流估计的一个核心处理环节,其耗时在光流估计整体耗时中的占比较大,且对下采样次数非常敏感。据此,提出一种基于局部特征匹配的快速光流估计算法:引入目标运动信息,缩小特征匹配的空间范围,减少待处理的数据量;设计分块局部匹配策略,引入批处理机制,避免出现逐点局部匹配策略数据处理耗时过大问题,实现算法加速。在此基础上,在光流估计获取的光流场上,采用CenterNet网络检测运动目标对应的光流异常区域。从光流估计耗时、检测精度等方面开展了实验验证,结果表明:针对运动小目标检测,分块特征匹配光流估计比全局特征匹配光流估计耗时减少约25%,目标检测性能相当。

基于Flowmaster的小流量供水设备调节性能模拟

现有的二次供水研究对小流量工况关注较少,小流量工况下主泵低效运行、频繁启停问题正成为制约城市供水“最后一公里”低能耗、高质量发展的痛点。为此,建立Flowmaster仿真模型对“工频辅泵+气压罐”小流量供水模式进行模拟,探究了需求侧不同小流量下气压罐的调节性能。结果表明,“工频辅泵+气压罐”可很好减少水泵启停次数,保持系统稳定。进一步研究了气压罐预充压力对调节性能的影响,阐明了预充气泄漏带来的负面影响,并提出相关工程建议。

集体统筹与中国式农业现代化的可能路径

有关农业现代化的讨论通常围绕农业规模化展开。要理解中国式农业现代化的独特性,需要将之放在与全球其他国家对比的基础上。西方国家的农业现代化转型是为了给自己的工业化提供条件,但中国今天的农业现代化转型发生在工业化的中后期,发生在城市工商资本过剩的背景下,因而中国农业转型受到了资本下乡的推动。从中国农业规模化的实践来看,常见的有土地规模化和服务规模化两种路径,但这两种路径都是由资本主导的,小农户被锁定在利润低、风险高的生产环节,总体上处于被动地位。由于中国仍有大量的小农户只能依赖农业收益来维持生计,因而中国的农业现代化要考虑如何在保护小农户的基础上实现规模经营,保证粮食安全。在土地集体所有制之下,一些地区探索了以保护小农户为基础的农业规模化实践。村集体通过对细碎土地的整合,或通过将小农户组织起来对接公共服务或市场化服务,也可以推动农业规模经营。以小农户组织化为基础的农业现代化,是中国式农业现代化不同于他国的独特创新。中国式农业现代化的实现涉及道路选择问题,要发展小农户组织化为基础的农业现代化,需要为村集体的统筹经营留出空间。

小水电尾水水轮机转轮优化研究

【目的】为解决实际小水电站工程中尾水水轮机性能较差、运行效率较低的问题,缓解转轮叶片空化现象,【方法】设计了转轮桨叶倾斜角度分别为30°和45°的两种水轮机优化方案,并基于ANSYS仿真计算软件,在设计工况下对两种转轮设计方案进行了数值计算,同时对流场流态与模态分布计算结果进行了对比,根据两方案计算结果的整体流线分布、速度分布、压力分布及转轮区域涡量云图等开展流态分析,并进行干湿模态下的振型对比分析。【结果】结果显示:在设计工况下,转轮桨叶倾斜角度为45°时整体水流流态更加平稳、转轮区域压力分布更为均匀、旋涡更少,且预应力湿模态前五阶共振频率中最接近振动频率的数值仍存在40%的差异,工作环境中未产生共振现象,表明其整体性能较优。【结论】结果表明:数值模拟方法合理,模态分析与业界学者研究结果一致,所得数据具有可靠性。通过对转轮进行设计优化可提高水轮机抗空化、抗振等运行性能,对小水电站尾水水轮机优化设计提供有益参考,亦为类似工程问题改造提供了有效理论支撑。

进口导叶载荷分配对小型高压轴流风扇气动性能的影响研究

目的针对小型高压轴流风扇气动性能的优化设计,提出对进口导叶与动叶不同载荷分配进行研究,寻找合适的分配规律以达到气动性能优化的目的。方法根据进口导叶与动叶分配的不同载荷比,设计相应的进口导叶预旋角度、动叶安装角,利用Pro-e三维建模软件建立风扇模型,并通过数值模拟,采用ICEM进行网格划分,在Fluent求解器中选择合适的控制方程与边界条件进行计算,对不同风扇模型的气动特性、压力分布、速度分布、湍动能分布及内部流场进行研究分析。结果在小型高压轴流风扇设计中,进口导叶因负偏转而承担的载荷不同,对风扇气动性能影响较大。进口导叶气流预旋角在30°~50°区间内变化时,在设计工况附近,进口导叶负预旋偏转角越小,即设计载荷比例越小,风扇整体压力系数则越高。在设计运行工况点,5种风扇模型的压力系数差异可达9.54%,全压效率相差2.49%;当气流预旋角度大于30°时,即设计载荷比例ξ超过32%时,高负荷轴流风扇压力系数从0.332逐步下降到0.303,全压效率也呈下降趋势。结论当进口导叶气流预旋角度控制在30°以内时,叶片中后部压力梯度较小,圆周方向上的速度梯度减小,叶片尾缘处的附面层分离得到改善,气体流动平稳,降低了动叶进口的气流畸变,有效控制了进口导叶与动叶之间的流动损失。

基于矩形小尺度流道沸腾传热模型的PCSG热工水力分析研究

结合矩形小尺度流道流型过渡准则、泡状流区域沸腾传热模型、受限汽泡流以及环状流区域沸腾传热模型,形成了基于流型的矩形小尺度流道沸腾传热模型。在此基础上,开发了PCSG一维热工水力计算程序PCTH,并进行了PCSG热工水力分析。结果表明,该程序的计算结果与试验结果吻合良好,可以较好地预测试验数据范围内的矩形小尺度流道PCSG热工水力特性。

汽轮机末叶小容积流量运行安全性分析及措施

末级叶片在小容积流量工况下运行时,由于流场的不稳定性,会出现叶片动应力突增、鼓风升温引起的强度与振动超标、水蚀加重等运行安全性风险。针对上述问题,以某电厂汽轮机低压叶片为例,分析了末级叶片在小容积流量下的运行安全性,并给出了末级叶片防水蚀措施。结果表明,叶片的最大动应力约为许用值的40%,强度和振动校核满足要求,防水蚀措施效果良好,相关经验可为同类型机组的灵活性改造提供参考。

小时间尺度网络数据传输故障识别数学建模

在网络传输过程中,数据容量较大,受外界因素影响极易导致传输中断,从而出现信息缺失与传输误码。为解决中断故障造成的数据传输误差和缺失问题,提高网络利用率,保证网络的正常通信。因此,提出一种小时间尺度网络数据传输故障识别数学建模。建立传输的容错控制条件,分析小时间尺度网络的混沌状态和流量序列,描述网络中多层前向特征,调整各个尺度下权重和阈值。设定容错策略,对小时间尺度网络多项训练,得到网络的中断故障诊断。针对性预测缺失数据,通过函数计算预测误差及序列权重等参数,获得故障隶属度层和规则集合层间调节权值,完成中断故障容错识别。实验证明,所提方法提高了网络传输召回率,增加网络资源利用率,减少网络在中断故障下的传输误码率。

小型反应堆自然循环流动稳定性分析

以最佳估算程序RELAP5为分析工具,针对某一小型反应堆进行建模和数值计算,在此基础上开展对该小型反应堆自然循环流动稳定性分析。研究表明堆芯功率和慢化剂反应性反馈对一回路自然循环流动稳定性有影响;系统在高功率运行时具有较高稳定性;绝对值较大的慢化剂反应性反馈下,瞬态流量响应出现超调的现象。堆芯出口(上升段)过冷度过低的停堆保护信号,可以有效避免该小型反应堆在设计范围内出现自然循环流动不稳定性。

基于改进YOLOv7的无人机图像目标检测算法

针对无人机图像中由于目标微小且相互遮挡、特征信息少导致检测精度低的问题,提出一种基于改进YOLOv7的无人机图像目标检测算法。在颈部和检测头中加入了坐标卷积,能更好地感受特征图中目标的位置信息;增加P2检测层,减少小目标特征丢失、提高小目标检测能力;提出多信息流融合注意力机制——Spatial and Channel Attention Mechanism(SCA),动态调整注意力对空间信息流和语义信息流的关注,获得更丰富的特征信息以提高捕获目标的能力;更换损失函数为SIoU,加快模型收敛速度。在公开数据集VisDrone2019上进行对比实验,改进后算法的mAP50值相比YOLOv7提高了4%,达到了52.4%,FPS为37,消融实验验证了每个模块均提升了检测精度。实验表明,改进后的算法能较好地检测无人机图像中的目标。

西南小流域洪峰流量估算

[目的]准确预测小流域的洪峰流量,为小流域水文应用和水保措施设计提供支撑。[方法]利用重庆万州刘家沟小流域2013—2021年共215次降雨事件数据,采用皮尔逊相关分析的方法,分析了重庆小流域次暴雨洪峰流量与降雨参数和径流参数的相关关系,进而采用线性回归和非线性回归方法,根据降雨径流资料估算了洪峰流量。[结果]研究建立了适用于西南小流域的洪峰流量公式,使用172场降雨事件数据进行参数率定,其模型有效系数为0.85;使用43场降雨事件对模型进行验证,相应的模型有效系数为0.82,结果表明新公式在研究区是可以接受的。[结论]研究建立的洪峰流量公式,能够较好地预测研究流域的洪峰流量,新建公式将为重庆乃至中国西南小流域进行水土保持措施的决策、水土保持工程设施设计和土壤侵蚀评价等提供一定技术基础。