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改进型纯氧-纯氢燃烧Graz循环优化与参数影响规律

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中国电机工程学报 2024年第10期44卷 3962-3974,I0018页

作者：余世达胡博李雪松任晓栋李想顾春伟热科学与动力工程教育部重点实验室(清华大学能源与动力工程系) 北京市海淀区100084 北京大学能源研究院北京市海淀区100871

为提升储氢发电的能源利用率,该文在Graz循环的基础上,提出一种改进型Graz循环(R-Graz循环),可实现更为高效的氢-电转换。循环的建模与优化程序基于MATLAB平台开发,工质热力性质由REFPROP得到,计算结果表明:R-Graz循环的设计点净效率可... 详细信息

为提升储氢发电的能源利用率,该文在Graz循环的基础上,提出一种改进型Graz循环(R-Graz循环),可实现更为高效的氢-电转换。循环的建模与优化程序基于MATLAB平台开发,工质热力性质由REFPROP得到,计算结果表明:R-Graz循环的设计点净效率可达70.98%,比同等输入参数的Graz循环高约0.5%,远高于现代燃气-蒸汽联合循环。在相同的氢使用量下,R-Graz循环系统相较Graz循环系统,可多生产0.34%的电能。对关键参数的影响规律分析表明,提升高温燃气透平进口温度、进口压力、高压蒸汽透平进口温度,降低冷凝压力均有助于提升R-Graz循环效率,其中高温燃气透平进口压力、冷凝压力的影响尤为显著。结果为电-氢-电模式的应用提供了新的路径,为部件设计以及参数选择提供了参考。

关键词：纯氧燃烧燃气轮机循环氢能利用热力学分析

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转捩对压气机叶片气动阻尼的影响研究

热能动力工程 2024年第1期39卷 40-49页

作者：彭威李雪松任晓栋顾春伟清华大学能源与动力工程系燃气轮机研究所北京100084

为探究转捩对压气机叶片气动阻尼的影响规律,以某压气机平面叶栅R13为研究对象,通过7通道影响系数法,分别采用转捩模型和全湍流模型,计算了进口马赫数0.6工况下不同攻角和不同叶间相位角的气动阻尼。结果表明:转捩计算得到的攻角范围比... 详细信息

为探究转捩对压气机叶片气动阻尼的影响规律,以某压气机平面叶栅R13为研究对象,通过7通道影响系数法,分别采用转捩模型和全湍流模型,计算了进口马赫数0.6工况下不同攻角和不同叶间相位角的气动阻尼。结果表明:转捩计算得到的攻角范围比全湍流结果窄,同时转捩计算得到气动阻尼随着攻角的增大而逐渐高于全湍流结果,攻角为负值时两者相差较小;转捩和全湍流计算得到的气动阻尼在叶间相位角接近0°时差别较小,但在远离0°时差别较大;转捩影响通过叶片表面压力幅值和相位角改变叶片表面的气动功密度分布,并且主要通过影响压力相位角影响整体气动阻尼;在不同攻角和叶间相位角下,转捩和全湍流计算得到的压力相位角差别较大,导致整体气动阻尼不同;当压气机叶片表面中部存在明显的转捩现象并且攻角较大时,气动阻尼的计算需要考虑采用转捩模型。

关键词：转捩气动阻尼攻角叶间相位角压气机

从“安身立命”到“社会改造”——梁漱溟对现代新儒家“成人”之教的省思

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现代教育论丛 2024年第3期 17-27页

作者：任晓栋中国美术学院/中国艺术教育研究院浙江杭州310002

梁漱溟及其同道者以教育通向中国社会改造的道路,在儒家“成人”之教的“现代”转化中颇具代表意义。梁氏的教育道路围绕其“两大问题”展开,并以“人生问题”为根本。他以“成人”为教育的根本目标,其教育思想的核心脉络可概括为:以“... 详细信息

梁漱溟及其同道者以教育通向中国社会改造的道路,在儒家“成人”之教的“现代”转化中颇具代表意义。梁氏的教育道路围绕其“两大问题”展开,并以“人生问题”为根本。他以“成人”为教育的根本目标,其教育思想的核心脉络可概括为:以“情意教育”导向积极进取的人生态度塑造,以社会主体塑造通向社会文化的整体重建。其中的关键在于两点:其一,使着意于“内”的“成人”之教,发展出其向“外”进取的一面;其二,使“修身成德”的“养性”之道,转化出“能群”“为公”的力量。由此,梁漱溟在泰州学派“觉民行道”之路的基础上,通过对儒家两大经典命题“孔颜之乐”“成己成物”内涵的发展,从转“欲”为“刚”和生命“创造”两个层面,建构其以安身立命的“成人”之教通向人生与社会之整体重塑的教育道路。亦即,以立足人伦日用、深入生活世界的教育,启人自觉、贯通身心;以身心贯通的教育,导向自我创造与社会创造、人的塑造与社会塑造的同步共构。在这条由心灵至社会的教育道路中,还隐伏着他对儒家“内圣外王”之学的“现代”转化——心灵事业与社会事业的同构。

关键词： “成人”之教人生态度心灵事业社会事业

重型燃气轮机侧向进气蜗壳参数化设计方法研究

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中国电机工程学报 2024年第14期 5620-5631页

作者：李晓晔李雪松马琨任晓栋李宇红顾春伟热科学与动力工程教育部重点实验室(清华大学能源与动力工程系)

重型燃气轮机侧向进气蜗壳会带来额外进气损失并产生进气畸变，这将会影响压气机的效率和稳定性，进而影响整机效率。目前侧向进气蜗壳的设计仍以经验设计为基础，并未形成系统化的侧向进气蜗壳参数化设计方法，尚无各关键无量纲参数的... 详细信息

重型燃气轮机侧向进气蜗壳会带来额外进气损失并产生进气畸变，这将会影响压气机的效率和稳定性，进而影响整机效率。目前侧向进气蜗壳的设计仍以经验设计为基础，并未形成系统化的侧向进气蜗壳参数化设计方法，尚无各关键无量纲参数的推荐取值范围。该文基于传统的蜗壳设计理论，针对侧向进气道蜗壳进行简化设计，并通过数值模拟方法研究其内部流动机理，明确进气蜗壳内的流动损失主要来自导流锥两侧的剪切涡、支板绕流涡和收缩段边界层。在此基础上，提出一种参数化设计方法，研究几何结构对进气蜗壳总压损失和出口气流不均匀性的影响。结果表明，收缩段入口直径、锥底直径和锥角对进气蜗壳气动性能影响较大。最后，该文给出各设计参数的推荐取值范围，可为未来高性能侧向进气蜗壳设计准则制定提供基础。

关键词：燃气轮机进气道参数化设计总压损失进气畸变

上海临空园区接驳轨道交通站点共享班车方案研究

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同方期刊数据库

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交通与运输 2024年第3期40卷 10-15页

作者：程仁辉任晓栋张开盛张玉上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司上海200000

为优化轨道交通站点“最后一公里”接驳方式,提出共享班车模式实现资源利用最大化。首先,借助交通大数据及调研数据,深入分析上海临空园区的交通出行特征;其次,提出整合共享、分期实施的策略方案,构建多方参与、权责明确的联合模式,进... 详细信息

为优化轨道交通站点“最后一公里”接驳方式,提出共享班车模式实现资源利用最大化。首先,借助交通大数据及调研数据,深入分析上海临空园区的交通出行特征;其次,提出整合共享、分期实施的策略方案,构建多方参与、权责明确的联合模式,进一步规划5条班车线路,实现园区轨道交通接驳全覆盖。研究结果显示,共享班车方案可减少2%的小汽车出行,降低30%的乘客等待时间,同时具有可观的经济效益。

关键词：共享班车接驳轨道交通站点数据分析临空园区

通向社会重建的教育梁漱溟教育思想的核心脉络分析

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新美术 2023年第1期44卷 180-190页

作者：任晓栋中国美术学院

在中国近现代教育史中,梁漱溟先生的社会活动与教育事业关系密切。但相较于蔡元培、陶行知、黄炎培、晏阳初等同时代的教育家而言,他并不算一个典型的职业教育家。甚至教育事业本不是他投身社会活动的原初目的,只是在致力于社会改造的... 详细信息

在中国近现代教育史中,梁漱溟先生的社会活动与教育事业关系密切。但相较于蔡元培、陶行知、黄炎培、晏阳初等同时代的教育家而言,他并不算一个典型的职业教育家。甚至教育事业本不是他投身社会活动的原初目的,只是在致力于社会改造的过程中走上了教育道路。梁漱溟的办学实践及其教育思想的形成和发展,主要集中于从执教北大到创建“勉仁学系”这一阶段。这一历史时期,是中国现代教育体制的探索和建立期,同样也是中国社会的现代转型期。在此历史语境下,“教育”问题并不是一个独立存在的问题,也不是“教育学”的问题;对教育问题的讨论和实践背后,实则是“中国往何处去”的问题。

关键词：职业教育家晏阳初陶行知黄炎培蔡元培办学实践梁漱溟往何处去

基于数值模拟的燃机高压盘腔系统流动特性研究

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工程热物理学报 2023年第6期44卷 1528-1537页

作者：米泓博任晓栋牛夕莹胡博顾春伟清华大学能源与动力工程系燃气轮机研究所北京100084 中国船舶重工集团公司第七〇三研究所哈尔滨150078

增加燃气初温是提高燃气轮机效率的主要途径。为了确保充分冷却透平叶片与轮盘,在防止燃气入侵盘腔的同时降低冷气量,需要针对盘腔系统内的流动特性展开研究。高压涡轮盘腔系统含有预旋腔等多个腔室,通过转静封严或旋转孔相互连通。尽... 详细信息

增加燃气初温是提高燃气轮机效率的主要途径。为了确保充分冷却透平叶片与轮盘,在防止燃气入侵盘腔的同时降低冷气量,需要针对盘腔系统内的流动特性展开研究。高压涡轮盘腔系统含有预旋腔等多个腔室,通过转静封严或旋转孔相互连通。尽管国内外学者针对盘腔系统开展了一系列研究,但大部分以单一腔室为研究对象,很少考虑多个腔室,尤其是预旋腔上下游盘腔对预旋腔内流动特性的影响。因此,本文以某船用燃机高压涡轮盘腔系统为研究对象,采用CFD方法,模拟了盘腔系统内部的流量分配,预测了斜接受孔和平衡孔的通流能力,分析了盘腔内的压力、温度、速度场分布和涡系结构,并分析了燃气入侵现象。本文的研究结果可为研究复杂盘腔系统提供参考。

关键词：盘腔系统流量分配通流能力速度分布燃气入侵

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多级压气机通流与CFD一体化优化设计方法

清华大学学报（自然科学版） 2022年第4期62卷 774-784页

作者：王啸宸李雪松任晓栋吴宏顾春伟清华大学能源与动力工程系燃气轮机研究所北京100084 中国联合重型燃气轮机技术有限公司北京102209

针对S2流面求解的通流计算方法与全三维黏性求解的计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)方法是叶轮机械气动设计与分析的主要技术手段。该文基于一套自主开发的流线曲率法通流计算程序,建立了适用于多级高负荷轴流压气机的... 详细信息

针对S2流面求解的通流计算方法与全三维黏性求解的计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)方法是叶轮机械气动设计与分析的主要技术手段。该文基于一套自主开发的流线曲率法通流计算程序,建立了适用于多级高负荷轴流压气机的通流与CFD一体化优化设计方法。该方法由通流与CFD一体化气动分析方法和基于改进智能优化算法的设计优化方法构成。研究将其应用于某跨音三级压气机中,对其中的跨音动叶边界层分离流动问题进行合理定位。针对第一级动叶(R_(1))与第三级动叶(R_(2))开展优化设计,分别获得了三级压气机效率提升0.1%和0.3%的优化设计方案。研究表明,该方法能够实现通流与CFD分析方法优势互补,同时把握气动布局设计与细节流场结构特征,从而高效定位压气机气动性能与流场结构问题及其与叶型设计或气动布局的关联,指导优化设计方向。

关键词：轴流压气机通流计算方法优化设计跨音压气机边界层分离

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某1.5级压气机设计工况下的激励源分析

工程热物理学报 2023年第1期44卷 56-62页

作者：彭威任晓栋李雪松吴宏顾春伟肖耀兵清华大学能源与动力工程系燃气轮机研究所北京100084 中国联合重型燃气轮机技术有限公司北京102209

压气机存在繁多的激励源而无法避开所有的共振点,这就需要详细分析并揭示非定常时空演化规律,为预测并抑制危险共振工况的振动提供依据。本文采用数值方法计算某跨音速轴流压气机设计工况下前1.5级的流场。通过对定常、非定常结果的分析... 详细信息

压气机存在繁多的激励源而无法避开所有的共振点,这就需要详细分析并揭示非定常时空演化规律,为预测并抑制危险共振工况的振动提供依据。本文采用数值方法计算某跨音速轴流压气机设计工况下前1.5级的流场。通过对定常、非定常结果的分析,确定各激励源并总结激励源对叶片非定常气动力的作用规律。研究发现设计工况下首级动叶的非定常力主要来自上游进口导叶和下游静叶的转静干涉效应,其中导叶的影响占主导地位,下游静叶主要影响尾缘部分。压力波动较大的位置与时均静压较大的位置相对应。

关键词：压气机非定常流场激励源气动载荷