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摇摆运动下低流率蒸汽冷凝换热特性和气泡受力数值模拟

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化工学报 2024年第8期75卷 2800-2811页

作者：罗正航李敬宇陈伟雄种道彤严俊杰西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049

蒸汽直接接触冷凝具有高效的传热传质性能,广泛应用于核能安全等领域。低质量流率蒸汽直接接触冷凝具有低频压力振荡,易引发设备共振。相比陆地稳定工况,海洋条件下摇摆运动可能加剧气液界面振荡,进一步影响设备的安全运行。为此,通过... 详细信息

蒸汽直接接触冷凝具有高效的传热传质性能,广泛应用于核能安全等领域。低质量流率蒸汽直接接触冷凝具有低频压力振荡,易引发设备共振。相比陆地稳定工况,海洋条件下摇摆运动可能加剧气液界面振荡,进一步影响设备的安全运行。为此,通过数值模拟对摇摆条件下低流率蒸汽凝结过程进行研究,分析了摇摆条件下压力、换热特性和气泡受力的变化规律,结果表明压力和传热系数剧烈波动主要集中于气泡颈缩和脱离阶段,此时气泡受力也达到最大值,气泡主要受惯性力和凝结力作用。此外,对比静止工况和摇摆工况,发现摇摆条件下由气泡速度变化导致的惯性力部分增大,摇摆运动带来的附加摇摆速度强化了气液界面的换热性能,平均传热系数远高于静止工况。

关键词：蒸汽直接接触冷凝气泡受力气液两相流计算流体力学传递过程摇摆运动

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波浪条件下单桩冲刷大比尺试验研究

清华大学学报（自然科学版） 2024年第4期64卷 619-625页

作者：宫恩宇陈松贵陈鑫张凯豪管大为郑金海中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 天津水运工程科学研究院天津300456 中国农业大学北京市供水管网系统安全与节能工程技术研究中心北京100083 佛山恒益热电有限公司佛山528100 河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室南京210024

发展海上风电技术在国家“双碳”战略中具有重要意义,单桩冲刷深度的预测是海上风电单桩冲刷研究的热点。受比尺效应的影响,传统的小比尺物理模型通常会导致冲刷深度预测公式的适用性受到限制。为此,该文在1∶13的大比尺物理模型中开展... 详细信息

发展海上风电技术在国家“双碳”战略中具有重要意义,单桩冲刷深度的预测是海上风电单桩冲刷研究的热点。受比尺效应的影响,传统的小比尺物理模型通常会导致冲刷深度预测公式的适用性受到限制。为此,该文在1∶13的大比尺物理模型中开展了局部冲刷试验,研究了不规则波条件下,KC(Keulegan-Carpenter)为4~9时,单桩周围的平衡冲刷深度和冲刷坑体积。研究发现,通过改进KC的计算方法,能够提高现有公式在不规则波条件下预测平衡冲刷深度的准确度。此外,提出了单桩周围局部平衡冲刷深度和冲刷坑体积的公式,为单桩防护施工时的抛石冗余量估算提供了简便的预测方法。

关键词：大比尺试验 KC(Keulegan-Carpenter) 平衡冲刷深度冲刷坑体积

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基于可调文氏管的液氧流量闭环控制特性研究

推进技术 2024年第9期45卷 228-240页

作者：陈兰伟宫绍天蒋卓航李清廉成鹏国防科技大学空天科学学院高超声速冲压发动机技术重点实验室湖南长沙410073 北京航天动力研究所北京100076

针对液氧供应系统流量精准控制困难的问题,开发了一套流量闭环控制系统并应用于液氧供应系统中。为实现系统按预设目标流量进行输出,进行了四类试验:无控制试验、流量闭环控制试验、PID参数影响试验与流量阶跃调节试验,研究了贮箱压力... 详细信息

针对液氧供应系统流量精准控制困难的问题,开发了一套流量闭环控制系统并应用于液氧供应系统中。为实现系统按预设目标流量进行输出,进行了四类试验:无控制试验、流量闭环控制试验、PID参数影响试验与流量阶跃调节试验,研究了贮箱压力、液氧温度、针锥位置、调节范围与PID参数等因素对液氧流量闭环控制特性的影响。结果表明,通过反馈实时测得的液氧质量流量,流量闭环控制系统控制可调文氏管节流面积变化,实现了液氧流量±1%的精准控制,解决了由于系统压力波动及液氧温度变化等原因导致的液氧流量供应不稳定的问题,并实现了液氧在5∶1流量变比内的精准阶跃调节。

关键词：液氧供应系统可调文氏管变流量流量闭环控制流量调节

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气相乙烷管道泄漏扩散特征模拟分析

化学工程 2024年第1期52卷 64-69,81页

作者：黄彩英蒲红宇潘灏航文驭天西南石油大学土木工程与测绘学院四川成都610500

为研究气相乙烷管道泄漏扩散后的影响,以某公司拟建的一条乙烷输送管道为工程背景,采用CFD(计算流体动力学)软件,对不同泄漏孔径、不同风速下的气相乙烷管道泄漏进行了模拟分析,探讨其泄漏扩散特征以及危险范围的演变情况。结果表明:随... 详细信息

为研究气相乙烷管道泄漏扩散后的影响,以某公司拟建的一条乙烷输送管道为工程背景,采用CFD(计算流体动力学)软件,对不同泄漏孔径、不同风速下的气相乙烷管道泄漏进行了模拟分析,探讨其泄漏扩散特征以及危险范围的演变情况。结果表明:随泄漏孔径增大,乙烷的扩散形状发生改变,小孔泄漏扩散在土壤中的形状演变特征分为前、中、后期3个阶段,而管道全尺寸泄漏在大气中的扩散分为无风时的垂直射流扩散以及有风时的横向扩散;随泄漏孔径的增大,乙烷泄漏扩散范围变大,危险区域变大;随风速增大,乙烷全尺寸泄漏扩散高度降低,且危险浓度最远扩散距离达到峰值的时间缩短。

关键词：气相乙烷管道泄漏扩散泄漏孔 CFD软件

基于物理信息神经网络的生物质气化产物分布预测方法

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动力工程学报 2024年第5期44卷 719-726页

作者：邓志平任少君翁琪航朱保宇司风琪东南大学能源热转换及过程测控教育部重点实验室南京211189

机器学习方法已经在生物质气化建模中展现出广阔的应用前景。然而,机器学习模型主要依赖于实验数据,并不考虑气化中的反应机理,在数据样本不充分的情况下模型所表现出的实际关联特性与机理规律之间存在严重偏差。为此,提出一种基于物理... 详细信息

机器学习方法已经在生物质气化建模中展现出广阔的应用前景。然而,机器学习模型主要依赖于实验数据,并不考虑气化中的反应机理,在数据样本不充分的情况下模型所表现出的实际关联特性与机理规律之间存在严重偏差。为此,提出一种基于物理信息神经网络(PINN)的生物质气化产物分布预测方法,该方法将真实实验数据与先验机理进行无缝衔接,在人工神经网络(ANN)模型中嵌入边界约束和关键参数间的单调性关系,通过自动微分技术进行辅助优化,实现模型的高效训练。结果表明:PINN模型的决定系数大于0.89,均方根误差小于4%,其总体预测精度要优于随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和ANN 3种纯拟合机器学习模型;PINN模型能够严格服从边界约束和先验机理单调性关系,表现出更好的可解释性和泛化能力。

关键词：生物质气化机器学习模型物理信息神经网络机理约束

LoongCALF程序钠冷快堆SUPERFACT-1SF4/SF16燃料棒实验验证分析

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核动力工程 2024年第S01期45卷 117-122页

作者：彭鑫航张田邵世豪刘宙宇哈尔滨工程大学核科学与技术学院哈尔滨150001 西安交通大学核科学与技术学院西安710049

由于钠冷快堆功率密度高、燃耗深度大,其燃料在运行过程中具有温度高、裂变气体释放率高、形变大、形成中心空洞等特点,因此钠冷快堆对燃料性能程序开发提出了新的挑战。LoongCALF程序是基于有限元方法和JFNK方法的快堆燃料性能分析程序... 详细信息

由于钠冷快堆功率密度高、燃耗深度大,其燃料在运行过程中具有温度高、裂变气体释放率高、形变大、形成中心空洞等特点,因此钠冷快堆对燃料性能程序开发提出了新的挑战。LoongCALF程序是基于有限元方法和JFNK方法的快堆燃料性能分析程序,为验证LoongCALF程序在钠冷快堆燃料性能分析中模型的适用性,本文运用LoongCALF程序对SUPERFACT-1辐照实验中SF4/SF16燃料棒进行模拟,并将模拟结果与公开文献中TRANSURNUS、GERMINAL、MACROS等快堆燃料性能程序的结果对比。研究结果表明,LoongCALF程序计算得出的包壳温度、燃料棒内压以及芯块温度与文献结果符合较好,轴向中心空洞直径与实验结果符合较好,能够满足对钠冷快堆模拟的需求。因此,LoongCALF程序能够用于钠冷快堆的模拟工作,但裂变气体释放与气隙宽度以及核素分布等相关模型还需要进一步完善。

关键词： LoongCALF程序燃料性能分析钠冷快堆验证分析

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聚苯胺修饰光催化剂的研究进展

化学工业与工程 2024年

作者：冯昭宇宫有圣郑凯天焦龙许春建天津大学化工学院浙江精功新材料技术有限公司

绿色的光催化技术是解决当下能源问题及水环境污染问题的有效方法，然而目前还存在如光催化效率较低，难以实际应用等问题。本文从光催化基本过程出发，说明了聚苯胺(PANI)作为改性剂对光催化剂光吸收、载流子分离和表面反应的促进作用... 详细信息

绿色的光催化技术是解决当下能源问题及水环境污染问题的有效方法，然而目前还存在如光催化效率较低，难以实际应用等问题。本文从光催化基本过程出发，说明了聚苯胺(PANI)作为改性剂对光催化剂光吸收、载流子分离和表面反应的促进作用。在此基础上介绍了PANI改性的光催化剂的合成方法，并对近年来文献报道的通过各种方法制备的PANI修饰的光催化剂在有机污染物降解、产氢和重金属离子去除等方面的应用进行了梳理，最后对PANI修饰的光催化剂现状和未来发展进行了展望。

关键词：光催化聚苯胺光催化降解光催化制氢光电催化

基于分层安全控制结构的导弹装备任务安全性动态评价方法

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航空学报 2024年第6期45卷 278-297页

作者：姚博清陈嘉宇谷长超陆钦华王旭航葛红娟南京航空航天大学民航学院南京211106 中国运载火箭技术研究院北京100076

长期贮存的多任务环境与复杂工况,对导弹装备的风险有效抑制与安全性准确评价提出了严格的要求。然而,导弹装备是典型的人-机-环耦合复杂系统,传统的安全性分析与评价方法无法满足其动态变化与准确量化的需求。为此,提出基于分层安全控... 详细信息

长期贮存的多任务环境与复杂工况,对导弹装备的风险有效抑制与安全性准确评价提出了严格的要求。然而,导弹装备是典型的人-机-环耦合复杂系统,传统的安全性分析与评价方法无法满足其动态变化与准确量化的需求。为此,提出基于分层安全控制结构的导弹装备安全性动态评价方法,实现长期贮存任务情境下安全性的准确评价。首先,针对导弹装备的任务剖面特点,构建过程、任务、功能、信息和组织的多视图体系模型,实现任务过程与资源的准确描述。其次,构建分层安全控制结构模型,明确任务的事故致因因素与事故链。同时,针对导弹装备任务特点,构建面向长期贮存复杂多变环境下的人因绩效评价体系,实现人-机-环耦合条件下人因失误率的准确评价。然后,提出了一种融合STAMP和CREAM的安全动态反馈评价方法,以仿真的形式获得导弹任务的事故率。最后,对导弹测试任务进行案例分析,所提方法在人-机-环耦合情境下明确协调、控制和反馈共3类6个典型事故链,同时事故率精度提升70.08%,验证了所提方法的有效性与优越性。

关键词：长期贮存人-机-环耦合动态变化准确量化人因绩效评价体系

基于CWT和CNN-BiLSTM的散绕同步电机定子绕组短路故障检测方法

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高电压技术 2024年第5期50卷 2166-2176页

作者：于跃强陈宇赵仲勇宫小宇唐超西南大学工程技术学院重庆400716 华中科技大学电气与电子工程学院强电磁技术全国重点实验室武汉430074 西南大学宜宾研究院宜宾644000 国网重庆市电力公司北碚供电分公司重庆400014

近年来,基于脉冲频率响应法(impulse frequency response analysis,IFRA)的神经网络模型已被证实能够有效检测定子绕组故障。然而,这些模型普遍具有鲁棒性不强、抗噪能力差等特点,究其原因是大多数的模型采用简单的神经网络架构且常规的... 详细信息

近年来,基于脉冲频率响应法(impulse frequency response analysis,IFRA)的神经网络模型已被证实能够有效检测定子绕组故障。然而,这些模型普遍具有鲁棒性不强、抗噪能力差等特点,究其原因是大多数的模型采用简单的神经网络架构且常规的IFRA普遍采用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)对暂态信号进行时频变换,而FFT并不适合处理暂态突变的非平稳信号。文中以散绕结构的同步电机定子绕组为检测对象,采用连续小波变换(continual wavelet transform,CWT)代替FFT处理IFRA的暂态信号,并基于一维卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)和双向长短时记忆网络(bi-directional long short-term memory,BiLSTM)构建CNN-BiLSTM模型对采用CWT变换之后的信号进行故障检测。实验结果表明:采用CWT处理后的频域序列作为该模型的输入,相较于其它结构单一的模型,其平均准确率最优且高达99.01%。噪声对比实验表明:采用CWT变换后的数据能使故障诊断模型的鲁棒性及泛化性更强。

关键词：同步电机定子绕组脉冲频率响应法小波变换 CNN-BiLSTM

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