首页
期刊简介
主编编委
学术文献
当期目录
过刊浏览
优先出版
资讯公告
编读园地
投稿须知
网上订阅
联系方式
个人中心
退出登录
浏览全部资源
扫码关注微信
首页
期刊简介
主编编委
学术文献
当期目录
过刊浏览
优先出版
资讯公告
编读园地
投稿须知
网上订阅
联系方式
最新刊期
2025年第59卷第3期
本期电子书
封面故事
上一期
下一期
考虑湍流模型不确定性量化的喷管伴随优化设计
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
李安娜, 孙中国, 黄柱, 席光
2025, 59(3): 1-8. DOI: 10.7652/xjtuxb202503001
摘要:为提高工程中广泛采用的基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)模型设计优化的可靠性和稳健性,针对RANS模型存在的结构不确定性,通过质心图和雷诺应力的可实现性对其进行合理量化,采用自适应非均匀扰动方法对湍流各向异性张量的特征值和特征空间施加扰动,并对模型预测的不确定区间进行数值估计。提出了一种RANS模型不确定性量化框架下的伴随设计优化方法,探索了该方法在拉瓦尔喷管优化设计中的应用,通过6次模拟获得了不同扰动下的优化几何型线,不同型线所围成的区域(置信区间)反映了模型结构不确定性引起的几何优化差异。研究结果表明:在不同扰动下,优化后的喷管总压损失降低了6.7%~19.2%,实现了喷管性能的稳健提升,获得的置信区间降低了对制造公差的敏感性,从而在一定程度上降低了精度要求和制造成本。研究结果展示了考虑RANS模型不确定性量化的优化设计在航空航天工程应用中的潜在价值和指导作用。
关键词:不确定性量化;伴随优化设计;湍流模型;喷管;制造公差
618
|
13
|
0
<HTML>
<网络PDF>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
89833483 false
更新时间:2026-01-06
甲烷/甲醇固体氧化物燃料电池输出电特性与内部多物理场分布模拟研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
李博涵, 刘畅, 王朝阳, 刘明, 严俊杰
2025, 59(3): 9-20. DOI: 10.7652/xjtuxb202503002
摘要:为揭示固体氧化物燃料电池(SOFC)在不同种类燃料供应时电池内部多物理场之间的相互作用规律,建立并验证了多场耦合的三维平板式SOFC单电池模型,对比研究了以氢气、甲烷、甲醇为燃料的SOFC稳态性能差异,获得了电池内部温度场、浓度场分布特性和碳氢燃料在电池中的积碳特性。研究结果表明:甲烷燃料的预重整能够有效提高电池放电能力,预重整度提高20%,电池最大输出功率提高8%。与甲烷相比,甲醇燃料的预重整对电池输出功率影响较小。采用甲烷燃料能够降低电池因温度梯度过大而损坏的风险,电池阳极-气体流道交界面的最大温度梯度为10 K/cm,相比于以氢气作为燃料时的22 K/cm有明显的下降。研究获得了不同电压下电池内部的积碳速率分布特性,运行电压U降低会增大电池内部的积碳速率,U=0.5 V时甲烷燃料的积碳速率约为U=0.9 V时积碳速率的2倍以上。相比于甲烷作为燃料,选取甲醇作为SOFC电池的燃料时,电池内部具有更低的积碳风险。
关键词:固体氧化物燃料电池;甲烷;甲醇;积碳
103
|
9
|
0
<HTML>
<网络PDF>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
89834557 false
更新时间:2026-01-06
涡轮叶片的热流固耦合数值方法研究及应用
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
汪翔宇, 高尚鸿, 丰镇平
2025, 59(3): 21-33. DOI: 10.7652/xjtuxb202503003
摘要:针对航空发动机高压涡轮叶片缺乏有力的热流固耦合分析工具的现状,构建了集流动、换热与振动于一体的多物理场耦合数值模拟基础框架与计算方法。依托双重运动方法和动网格技术,使用跨求解器的弱耦合方法实现了动静交错环境下带陶瓷涂层动叶的热、流、固耦合数值分析。计算分析了简化约束条件的涡轮叶片在多物理场环境下的振动特性,获得了涡轮叶片重要的热流固特性及其变化规律。结果表明:涡轮叶片在热流固耦合环境下的振动形态为一阶弯曲及扭转振动形态的混合,其最大位移为0.209 mm;动叶的变形会进一步显著影响作用在叶片上的气动力和热负荷,叶尖附近的静压变化达9.44%,热流密度变化达39.7%;陶瓷涂层对热流固耦合条件下振动特性的影响极小。
关键词:涡轮叶片;热流固耦合;陶瓷涂层;振动
126
|
11
|
0
<HTML>
<网络PDF>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
89834604 false
更新时间:2026-01-06
涡轮叶片前缘双旋流冷却流阻及换热特性的大涡模拟
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
刘学斌, 宋立明, 于博阳, 陶志, 李军
2025, 59(3): 34-45. DOI: 10.7652/xjtuxb202503004
摘要:为了厘清双旋流腔室内的换热特性及高流阻的损失机理,在相同冲击雷诺数(Re=10 000)下,采用高精度的大涡模拟数值方法对比研究了双旋流冲击冷却和传统垂直冲击冷却方式的流阻及换热特性。以时间平均的努塞尔数分布评估了冲击靶面的换热特性,以三维流线和Q准则等值轮廓图分析了冲击腔室内的流动和涡系分布特征,采用综合换热系数对比评估了两种冷却方式的综合换热性能。模拟结果表明:双旋流冲击在靶面形成的高速强剪切流动是强化对流换热的主要原因,而旋流交叉流动带来的换热增强并不显著;相较于垂直冲击冷却,双旋流冲击的靶面努塞尔数分布更加均匀且高努塞尔数区沿展向分布范围更宽,前缘周向平均的努塞尔数在各个流向位置都有显著提升;双旋流冷却腔室内的中心旋流区出现了较大的流向涡量,导致中心旋流区的总压降较为显著;整个双旋流腔室的面平均努塞尔数相较于垂直冲击冷却提高了11.90%,即便在总压降提高了38.32%的情况下,其综合换热系数相比垂直冲击冷却仍提高了0.42%。
关键词:涡轮叶片前缘;双旋流冲击冷却;垂直冲击冷却;大涡模拟
67
|
7
|
0
<HTML>
<网络PDF>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
89834514 false
更新时间:2026-01-06
用于核电余热高效回收的梯级相变填充床储热系统优化设计
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
李梦杰, 要可盈, 李明佳, 刘占斌
2025, 59(3): 46-56. DOI: 10.7652/xjtuxb202503005
摘要:针对铅铋堆核电系统在事故工况下余热管理的难题,提出了一种基于相变填充床储热技术(PLTES)的余热管理方法。通过建立受出口阈值温度约束的PLTES数值模型,分析了不同层级中相变材料(PCM)熔点与填充比例对单级与梯级PLTES系统热性能的影响规律。研究结果表明,在单级PLTES系统中,无论采用高熔点还是低熔点PCM,均难以充分发掘PCM的显热与潜热潜能,导致系统容量利用率的最高值η
ma
仅能达到74.17%。相比之下,采用梯级相变的PLTES系统的研究结果表明,通过在系统底层配置熔点低于红外探测阈值温度的PCM,并在顶层使用熔点高于放热出口阈值温度的PCM,可以在确保排放温度与环境温度相近的同时,显著提升系统的储能密度。通过精细调控顶层、中间层、底层PCM的无量纲熔点至0.480、0.260、0.012,并设定填充比例为0.52、0.44、0.04,优化后的梯级PLTES系统实现了高达97.9%的PCM固液相变参与率,并使得η
ma
达到了87.22%。该研究为相变填充床储热在核电余热高效回收领域的应用提供了参考。
关键词:填充床储热;铅铋堆核电系统;余热管理;梯级相变;容量利用率
34
|
4
|
0
<HTML>
<网络PDF>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
89834881 false
更新时间:2026-01-06
液氢储罐真空多层绝热结构的连续变密度优化及性能分析
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
李科, 谢昊琳, 冯莉, 文键
2025, 59(3): 57-66. DOI: 10.7652/xjtuxb202503006
摘要:为实现液氢储罐中真空多层绝热结构更优异的绝热性能,在以往三密度区或四密度区的基础上,提出了一种绝热结构逐层连续变密度优化方法,对其辐射屏层间距布置进行优化。确定了耦合蒸气冷却屏(VCS)和VCS内引入仲正转化后的最优层间距布置,分析了连续变密度优化对温度和热流密度分布的影响,并与采用分段变密度方法的结果进行了对比。结果表明:在绝热结构总厚度一定的情况下,优化后冷边界附近的屏间距显著增加,从而降低了冷边界附近的固体导热和热边界附近的辐射换热。对于仅耦合VCS的绝热结构,当VCS设置在第3层辐射屏时,优化效果最显著,最小热流密度从0.249 2 W·m
-2
降至0.208 8 W·m
-2
,降幅达16.2%;优化后VCS最佳安装位置从第18层调整至第14层,相对位置从0.51移至0.56。当VCS内引入仲正转化时,VCS在第2层辐射屏时优化效果最为显著,热流密度较优化前降低了22.0%。研究了连续变密度优化方法对绝热性能的影响规律,为多层绝热结构的变密度优化设计提供支撑。
关键词:绝热性能;多层绝热结构;蒸气冷却屏;仲正转化
46
|
6
|
0
<HTML>
<网络PDF>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
89835412 false
更新时间:2026-01-06
永磁驱动液态金属磁-电-流-热耦合特性
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
雷贤良, 郭汶沧, 李智宁
2025, 59(3): 67-76. DOI: 10.7652/xjtuxb202503007
摘要:针对可靠、低成本的液态金属驱动方法仍十分缺乏的现状,利用旋转永磁本身磁场与导电流体中产生的错位感应磁场间的洛伦兹力来驱动液态金属,提出了磁-电-流-热的多物理场耦合计算的有限元仿真方法,构建了U型通道耦合分析模型,研究了气隙间距、磁体数量、剩余磁通密度、磁盘转速等参数对U型液态金属流道内磁场、感应电流、流动与传热的影响规律。仿真结果表明:气隙间距由6 mm增加至14 mm时,轴向扭矩显著衰减7.5倍;永磁体数量由4块增长2倍时,扭矩由波动达到稳定,由于周向单磁体作用于液态金属时间减小,感应电流峰值降低2.5倍,平均轴向扭矩降低5.2倍;高剩余磁通密度条件下输出扭矩非线性增加,2.0 T时产生的扭矩是1.0 T时的4.67倍;当磁盘转速由200 r/min增加至800 r/min时,产生的扭矩可提升2.52倍。该研究结果可为开发高效、稳定的永磁驱动装置提供参考。
关键词:永磁驱动;液态金属;多物理场;洛伦兹力
41
|
7
|
0
<HTML>
<网络PDF>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
89834633 false
更新时间:2026-01-06
跨声速压气机叶栅性能提升及流场调控的端壁附面层抽吸方案
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
唐洁, 孟凡杰, 宫超玄, 李景银, 郭朋华
2025, 59(3): 77-88. DOI: 10.7652/xjtuxb202503008
摘要:针对跨声速叶栅吹风试验中叶栅流动与二维流动不一致的问题,以某F级重型燃气轮机的跨声速叶栅为研究对象,提出一种槽宽为5 mm的抽吸槽,采用不同端壁抽吸位置、抽吸流量的附面层抽吸方案,通过数值模拟探究各方案对跨声速叶栅气动性能及流场结构的影响规律,分析比较各方案对角区分离的控制效果。仿真结果表明:端壁抽吸能够有效吸除通道内大量的低能流体,抽吸后叶栅总体的总压损失系数降低、静压比提高、轴向密流比(AVDR,设为A
VDR
)被控制在1附近,出口流道内高损耗区(总压损失ω>0.2)显著减小;角区分离得到有效控制,角涡以及集中脱落涡的影响被削弱,流道通流面积增大,流场品质得到改善;通过对比不同抽吸位置的抽吸方案发现,靠近尾缘,距叶片前缘60%轴向弦长的抽吸槽方案气动性能最佳,抽吸后静压比增大14.4%,流场二维性最好,角区分离最弱;抽吸后,叶栅激波强度在近端壁区增大,尾迹整体范围减小,三维效应被削弱,增压能力得到增强;通过对比不同抽吸流量的抽吸方案发现,当抽吸流量较大时,叶栅的A
VDR
能够维持在1附近、静压比较大,而出气角以及总压损失系数变化较小,同时角区分离较弱。因此,在跨声速叶栅中,沿弦向且靠近尾缘的抽吸方案在较大抽吸流量下能够对流场进行调控,叶栅的气动性能提升,角区分离得到控制,叶栅流动与二维流动较为一致。
关键词:跨声速叶栅;附面层抽吸;角区分离;气动性能
64
|
8
|
0
<HTML>
<网络PDF>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
90547451 false
更新时间:2026-01-06
马赫数与肩壁尾切对涡轮转子叶尖气动损失与传热特性的影响研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
蒋首民, 蒋红梅, 陶志, 闫毅飞, 卢少鹏, 崔星, 宋立明
2025, 59(3): 89-98. DOI: 10.7652/xjtuxb202503009
摘要:为了掌握马赫数和肩壁尾切构型对涡轮转子叶尖气动和传热特性的影响,利用瞬态传热测试技术在跨声速条件下开展了叶栅总压损失和叶尖传热系数的测量,并结合数值仿真揭示了上述因素的影响机理。结果表明,随着出口马赫数(Ma=0.45,0.60,0.75)的增加,叶尖附近的叶尖泄漏涡和上通道涡的强度和尺度逐渐增大,导致叶栅总压损失系数大幅增加。随着出口马赫数增大,叶尖表面传热系数的分布趋势基本不变,但是由于泄漏流速度增大,导致叶尖表面传热系数显著增大。在Ma=0.75工况下,对比了吸力侧尾切和压力侧尾切两种构型与基准叶尖模型的气动与传热特性。相比基准模型,吸力侧尾切构型和压力侧尾切构型均能降低叶尖区域的气动损失,降低幅度分别为4.1%和4.2%。与基准模型相比,吸力侧尾切构型增大了切口附近的传热系数,但显著降低了叶尖尾缘区域的传热系数;压力侧尾切构型则大幅增加了叶尖尾缘附近的传热系数。
关键词:涡轮转子叶尖;肩壁尾切;传热特性;气动损失;马赫数
48
|
7
|
0
<HTML>
<网络PDF>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
89836288 false
更新时间:2026-01-06
350 MW墙式切圆锅炉超低负荷稳燃优化
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
刘涛, 薛艳芳, 王云刚, 邹立, 张益嘉, 沈涛, 赵钦新
2025, 59(3): 99-109. DOI: 10.7652/xjtuxb202503010
摘要:为获得墙式切圆燃煤锅炉在20%额定负荷下燃烧和污染物排放特性,以国内某台350 MW超临界墙式切圆燃煤锅炉为研究对象,研究了其在20%超低负荷下不同燃烧器水平摆角和一次风中掺混不同比例氢气(以热量计算)共燃对烟气温度和烟气主要成分的影响。结果表明:增大燃烧器水平摆角能够缓解20%负荷下锅炉近壁面空气流速较高的问题,但会导致煤粉初期着火延迟,推荐将水平摆角设置为15°;H
2
共燃比为15%时,主燃区截面平均烟气温度最高达到1 592 K,比初始工况提高了34 K,共燃比的增加导致炉膛平均温度降低,推荐H
2
共燃比取15%;NO
x
排放随着H
2
共燃比的增加呈现先上升后下降的趋势,共燃比为20%时NO
x
排放比初始工况下降了21.2%,CO
2
排放也降低了18.2%,但出口烟气中H
2
O的摩尔分数增加了20.8%,容易造成低温腐蚀,需要对相关设备进行防腐处理。
关键词:墙式切圆锅炉;低负荷稳燃;燃烧器水平摆角;H
2
共燃比
29
|
5
|
0
<HTML>
<网络PDF>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
89833600 false
更新时间:2026-01-06
全局叶型扭转角误差对轴流压气机性能影响的不确定性量化分析方法
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
翟益琛, 楚武利, 刘铠烨, 莫喻钦, 申轶豪
2025, 59(3): 110-123. DOI: 10.7652/xjtuxb202503011
摘要:为了研究全局叶型扭转角误差对跨声速压气机叶片性能参数及流场结构的影响,以Rotor37为研究对象提出了一种不确定性量化流程及方法。首先基于主成分分析方法构建几何不确定性三维降阶模型,然后基于非嵌入式混沌多项式中三维正态分布变量的选取方法,用数值方法求解需求样本点上的全三维Reynolds-averaged Navier-Stokes方程以构建非嵌入式混沌多项式,借以评估大样本量下的性能响应,结果显示性能参数的统计结果服从正态分布,其平均水平不受影响,但存在约1%的波动。利用Spearman相关性分析得到影响流场的关键展向截面位置,结果表明效率与70%~100%叶高范围内的扭转角误差负相关性最强,加工时应着重提高此区域的加工精度。通过分析统计学意义下流场的波动情况和具有极端效率叶型的流场特征以探究扭转角误差对性能的影响机理,结果表明在间隙泄漏流与激波位置处的流场波动程度最剧烈,扭转角误差通过影响激波位置与泄漏流强度从而影响二者的相互干扰作用,继而影响下游的堵塞程度,最终对效率产生影响。由此可见,全局扭转角误差对叶片性能及流场的影响已不容忽视,在稳健性设计中应根据流场特征着重考虑。
关键词:跨声速压气机叶片;扭转角误差;主成分分析;非嵌入式混沌多项式;不确定性量化
41
|
7
|
0
<HTML>
<网络PDF>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
89836912 false
更新时间:2026-01-06
参与一次调频的新能源发电并网系统振荡机理分析与参数优化配置
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
张振宇, 张钢, 栗龙轩, 柯贤波, 程林, 霍沛峥, 张浩, 别朝红
2025, 59(3): 124-134. DOI: 10.7652/xjtuxb202503012
摘要:为提升新能源并网系统的稳定性,针对关键参数变化对系统振荡现象的影响机理展开研究,并提出参数优化配置方案。首先,建立参与一次调频的典型新能源发电并网系统的状态空间模型,基于特征值分析辨识并网系统中的主导振荡模式。在此基础上,分析了Jacobian矩阵特征值随系统参数变化的运动轨迹,揭示了系统发生振荡现象的内在机理,并利用灵敏度指标及紧相关因子定量分析了不同参数变化对系统动力学稳定性与频率调节的影响规律,确定影响系统稳定性的关键参数。最后,提出了基于深度Q网络(DQN)算法的新能源一次调频响应参数优化配置方案,并利用国家电网有限公司西北分部实测数据进行仿真验证。仿真结果表明:当有功下垂系数增大至0.005 7时,一对共轭复根同时穿越虚轴,即系统发生Hopf分岔而失去稳定性,并开始出现慢尺度振荡现象。上述参数优化方法不仅提高了电网调频能力,而且保障了电网的稳定性。
关键词:新能源并网系统;动力学稳定性;紧相关因子分析;分岔;参数优化
51
|
7
|
0
<HTML>
<网络PDF>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
89841167 false
更新时间:2026-01-06
电流残差谐波谱幅值调制的双馈感应发电机匝间短路诊断方法
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
赵寿旺, 陈玉, 张思超, Nadeem SHAHBAZ, 梁锋, 王双, 马勇, 邓巍, 赵勇, 成永红
2025, 59(3): 135-146. DOI: 10.7652/xjtuxb202503013
摘要:为解决双馈感应发电机(DFIG)定子或转子绕组绝缘劣化引发匝间短路,导致其三相定子电流频谱基频及谐波附近产生的边带谐波因噪声干扰易被主频谐波淹没,从而难以有效区分故障特征频率与干扰分量的问题,提出了一种基于电流残差谐波谱幅值调制的DFIG匝间短路故障诊断方法。首先,通过对DFIG零序电流进行S变换,获取其时频域相位和幅值,对相位进行校正,并对幅值进行不同程度的调制;然后,计算得到调制后的电流残差谐波谱;最后,在100 kW双馈感应发电机绕组短路故障模拟平台上进行实验验证。结果表明:所提方法能够有效提取故障特征频率,转子绕组匝间短路故障时提取的定子电流故障特征频率(1-2s)f
s
和(1+2s)f
s
与真实值的特征频率误差分别是0.083%和0.117%,得到的故障特征频率分量具有更高的精度;该方法能够更好地检测DFIG匝间短路的特征频率,有效提取并区分故障特征分量与干扰分量。
关键词:匝间短路;零序电流;残差谐波;谱幅值调制;故障诊断
37
|
9
|
0
<HTML>
<网络PDF>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
89834063 false
更新时间:2026-01-06
采用自适应功率与电压指令的构网型变流器故障穿越策略
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
卜鸣, 郑涛, 杨畅, 陈治铃
2025, 59(3): 147-159. DOI: 10.7652/xjtuxb202503014
摘要:为了解决构网型变流器在电网电压跌落情况下出现的过电流以及暂态失稳问题,提出了一种基于功率与电压指令自适应调整的故障穿越控制策略。首先,建立了以虚拟同步发电机控制为基础的构网型变流器模型,在此基础上分析电网电压跌落时构网型变流器的暂态失稳机理以及过电流产生原因。然后,提出了一种基于功率、电压指令自适应调整的控制策略,通过动态调整有功功率参考值和电压参考值来提高功角稳定性,同时限制故障期间电流稳态分量。此外,引入动态虚拟阻抗限制故障开始和清除期间的暂态冲击电流。最后,通过仿真对所提故障穿越控制策略的有效性进行验证。结果表明:所提控制策略不受电压跌落程度和故障持续时间的影响,能够将故障期间电流幅值限制在1.5倍额定值以下,将故障电流稳态分量幅值限制在额定值的1.2倍,同时保持系统稳定。
关键词:构网型变流器;电流幅值限制;功角稳定性;虚拟阻抗;故障穿越控制
56
|
7
|
0
<HTML>
<网络PDF>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
89837080 false
更新时间:2026-01-06
金属化膜电容器多频阻抗特征及健康状态评估方法
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
闫昕旖, 郑琳子, 许馨愉, 熊庆, 祝令瑜, 汲胜昌, 徐阳, 陈阳
2025, 59(3): 160-171. DOI: 10.7652/xjtuxb202503015
摘要:为评估柔性直流输电系统中金属化膜电容器的运行状态,分析其失效原因,提出了一种利用多频阻抗特征实现金属化膜电容器健康状态评估的方法。首先,建立电容器的串并联等效模型,提取表征金属化膜电容器劣化特性参量;其次,搭建金属化膜电容器加速老化测试平台及多频阻抗测试平台,获取不同劣化状态与劣化原因的电容器样品;最后,提取金属化膜电容器多频阻抗曲线中特征参量α
S
、α
P
和转折频率,对不同电容器的特征参量变化进行分析。结果表明,电容器在直流电压作用下劣化时,α
S
>1.91表征导电部分劣化加剧,α
P
>0.17及转折频率高于150 Hz表征介质部分劣化加剧。该方法不仅可以识别电容器的劣化程度,还能直观反映电容器的劣化部位及原因,对喷金不良、灌封品质差的电容器具有良好的检出效果。
关键词:金属化膜电容器;健康状态评估;劣化特性;多频阻抗
44
|
6
|
0
<HTML>
<网络PDF>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
89835232 false
更新时间:2026-01-06
锂离子电池同心结构液冷板冷却性能分析及结构优化
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
杨涵, 刘宁豪, 高强, 杨广丰
2025, 59(3): 172-188. DOI: 10.7652/xjtuxb202503016
摘要:针对锂离子电池在工作过程中产生大量热量,从而导致温度和温差升高,进而威胁电池的性能、使用寿命和安全性的问题,提出了一种新型同心十边形结构液冷板设计方案。该方案旨在通过优化液冷板的冷却性能,有效降低电池的工作温度和温差,从而延长电池的使用寿命并提升其安全性。通过数值仿真,研究了不同结构液冷板的冷却性能,采用熵权法分析的结果表明,同心十边形液冷板在综合冷却性能方面表现最佳。为了进一步提升液冷板的冷却效果,通过单因子分析法研究了环形流道的宽度、深度、液冷板壁厚和圆心距等结构因素对电池组冷却性能的影响。采用正交试验法筛选出了3个对液冷板冷却性能影响最大的结构因素作为设计变量。以电池组的最高温度、最大温差和平均温度作为目标函数,建立设计变量与目标函数之间的响应面代理模型,并采用NSGA-Ⅱ算法对液冷板结构因素进行了优化。利用熵权法确定了帕累托前沿最优解,改善其他研究在选择最优解时受主观影响的缺陷。仿真结果表明:相比于初始结构,优化后的液冷板电池组的最高温度、最大温差和平均温度分别下降了1.39、0.42、1.15 ℃,并且温度均匀性得到了显著改善。通过在不同放电倍率和环境温度下的验证,证明了优化结构在多种工况下的鲁棒性。该研究结果可为液冷式锂电池冷却结构的设计与优化提供有效的理论依据和实践参考。
关键词:锂离子电池;同心十边形液冷板;正交试验;NSGA-Ⅱ算法;熵权法
51
|
5
|
0
<HTML>
<网络PDF>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
89837111 false
更新时间:2026-01-06
荷能离子作用对氧化铝颗粒表面类金刚石薄膜生长特性的影响
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
安政杰, 赵军平, 艾志军, 吴治诚, 张乔根
2025, 59(3): 189-200. DOI: 10.7652/xjtuxb202503017
摘要:为掌握表面改性氧化铝颗粒的过程中颗粒表面类金刚石薄膜形貌的调控方法,基于空心阴极放电等离子体表面沉积系统,研究了不同形式的外施电压作用下,生长在氧化铝颗粒表面的类金刚石膜层的形貌特征及不同膜层形貌的形成机制。通过对在不同条件下沉积的类金刚石膜层的形貌观测发现,直流电压作用下,膜层会完全保留颗粒的本征形貌特征;脉冲电压作用下,膜层表面存在大量岛状凸起结构,并基于膜层的生长模式和荷能离子与基底发生的相互作用分析了膜层会出现上述两种形貌的原因。当膜层尚未完全覆盖氧化铝时,化学键键能的差异使得碳原子在氧化铝表面会倾向于形成岛状结构,基底表面电荷积聚引起的离子通量密度空间不均匀分布则会使得膜层趋于均匀生长。当膜层完全覆盖氧化铝后,高能离子会引发膜层表面碳原子产生横向位移,使得膜层趋于平滑。为使类金刚石膜层能够在氧化铝颗粒表面形成岛状结构,应限制脉冲电压的占空比及电压幅值,以限制积聚的电荷量,同时应降低能量大于350 eV的离子占比,使得岛状结构能够保留。研究结果表明,通过调控制备参数在氧化铝粉体颗粒表层沉积具有岛状结构的类金刚石膜层可提高颗粒比表面积,有利于改善颗粒与环氧树脂基体的结合性能。
关键词:类金刚石薄膜;空心阴极放电;外施电压作用;形貌特征;岛状结构
31
|
5
|
0
<HTML>
<网络PDF>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
89836933 false
更新时间:2026-01-06
采用离散余弦变换的复合材料构件制造偏差建模方法
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
常正平, 李学文, 严康赫, 李晓锋, 罗群, 王仲奇
2025, 59(3): 201-209. DOI: 10.7652/xjtuxb202503018
摘要:为能够更精确、高效地表达碳纤维增强复合材料构件制造偏差,提出了一种基于离散余弦变换的制造偏差建模方法。首先,对构件理论表面进行离散化得到网格模型,计算网格模型节点与对应区域实测点云数据的法向距离以表征制造偏差,进而得到复合材料构件制造偏差场,实现了理论模型与实测数据的融合。其次,采用二维离散余弦正变换,将制造偏差场分解为一系列偏差模态的线性组合,并结合离散余弦变换的能量集中特性与核函数的正交性,对复合材料构件制造偏差场组成模态进行识别与筛选,确定了构成制造偏差场的关键模态。然后,对确定的制造偏差场关键模态进行离散余弦逆变换,并重构制造偏差场,实现了构件制造偏差场的数据精简,该方法在保证重构模型精度的同时减少了计算复杂度与数据存储量。最后,通过复合材料蒙皮构件开展实例验证。结果表明:点云数据网格尺寸与重构精度、偏差模态总数成反比,当数据删减率为60.54%时,其相对重构误差为7.62%。研究结果证明了基于离散余弦变换的偏差建模方法可精确、高效地表征复合材料构件的制造偏差特征。
关键词:离散余弦变换;复合材料构件;制造偏差;模态识别
38
|
5
|
0
<HTML>
<网络PDF>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
89834346 false
更新时间:2026-01-06
一种双阻尼小波赋能的可解释卷积神经网络在轴承故障诊断中的应用
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
张龙, 肖逸文, 周神赐, 王朝兵, 柳和生, 黄聪, 钱童帅
2025, 59(3): 210-221. DOI: 10.7652/xjtuxb202503019
摘要:针对深度学习模型决策机理和分类依据无法得知以及Morlet、Laplace等小波不能很好地匹配轴承真实故障脉冲响应的问题,提出一种可解释卷积神经网络模型——Bdw-ResNet。首先,设计了一种sigmoid激活函数加权的双阻尼小波,并构建小波卷积层,同时嵌入即插即用的轻量级的局部注意力机制。然后,结合现有的残差神经网络,建立了既可物理解释又与神经网络兼容的Bdw-ResNet模型以及故障诊断的完整流程,并在南昌铁路局机车轴承数据集和青岛四方轮对轴承两个数据集上进行验证。最后,从先验赋能和归因解释两个方面阐述了Bdw-ResNet模型及其组件的映射关系,并进行了可解释性分析。结果表明:所提方法在两个数据集上分别取得了98.73%、99.46%的识别准确率,与基准模型和其他的组合相比性能提升明显,为可解释性深度学习的故障诊断提供了一种解决思路。
关键词:深度学习;双阻尼小波;注意力机制;故障诊断;可解释性
118
|
11
|
0
<HTML>
<网络PDF>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
89837161 false
更新时间:2026-01-06
基于关系提示的单模块单步骤实体关系抽取方法研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
刘辉, 张智, 王启源
2025, 59(3): 222-234. DOI: 10.7652/xjtuxb202503020
摘要:针对现有关系三元组抽取方法由于忽略关系本身的关系语义信息以及三元组中元素的相互依赖和不可分性所导致的抽取效果不佳问题,提出了一种基于关系提示的实体关系抽取方法。在构建单模块单步关系三重抽取模型(RPSS)的基础上,考虑不同层次的关系语义信息和符号级和特征级的关系提示信息,对实体和关系提示符进行联合编码,得到统一的全局表示;同时通过注意力机制挖掘不同嵌入之间的深层关联,构建三重交互矩阵,可在一个步骤中直接从单个模块中提取所有三元组。结果表明:所提方法在NYT、WebNLG两个基准数据集上实现了最佳的表现,F
1
分别达到了93.3%和94.9%。
关键词:实体关系抽取;注意力机制;联合编码
52
|
4
|
0
<HTML>
<网络PDF>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
89833381 false
更新时间:2026-01-06
350MW墙式切圆锅炉超低负荷稳燃优化
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
刘涛, 薛艳芳, 王云刚, 邹立, 张益嘉, 沈涛, 赵钦新
2025(3): 99-109.
摘要:为获得墙式切圆燃煤锅炉在20%额定负荷下燃烧和污染物排放特性,以国内某台350 MW超临界墙式切圆燃煤锅炉为研究对象,研究了其在20%超低负荷下不同燃烧器水平摆角和一次风中掺混不同比例氢气(以热量计算)共燃对烟气温度和烟气主要成分的影响。结果表明:增大燃烧器水平摆角能够缓解20%负荷下锅炉近壁面空气流速较高的问题,但会导致煤粉初期着火延迟,推荐将水平摆角设置为15°;H
2
共燃比为15%时,主燃区截面平均烟气温度最高达到1 592 K,比初始工况提高了34 K,共燃比的增加导致炉膛平均温度降低,推荐H
2
共燃比取15%;NO
x
排放随着H
2
共燃比的增加呈现先上升后下降的趋势,共燃比为20%时NO
x
排放比初始工况下降了21.2%,CO
2
排放也降低了18.2%,但出口烟气中H
2
O的摩尔分数增加了20.8%,容易造成低温腐蚀,需要对相关设备进行防腐处理。
关键词:墙式切圆锅炉;低负荷稳燃;燃烧器水平摆角;H2共燃比
3
|
4
|
0
<HTML>
<Meta-XML>
<引用本文>
<批量引用>
115582998 false
更新时间:2026-01-06
共 0 条
1
前往:
页
跳转
上一期
下一期
0
批量引用
回到顶部