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孔的排布方式对孔型阻尼密封泄漏特性和动力学性能影响研究

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西安交通大学学报 2024年第4期58卷 75-84页

作者：张子涵陈涛文李志刚李军西安交通大学叶轮机械研究所西安710049 杭州汽轮动力集团股份有限公司杭州310022

为揭示孔的排布方式对孔型阻尼密封性能的影响规律以及探究最佳排布方式,基于多频椭圆轨迹涡动模型非定常计算流体力学摄动数值方法,研究了不同孔径、孔排布方式下孔型阻尼密封的泄漏特性和动力学性能。采用孔型阻尼密封试件试验数据,... 详细信息

为揭示孔的排布方式对孔型阻尼密封性能的影响规律以及探究最佳排布方式,基于多频椭圆轨迹涡动模型非定常计算流体力学摄动数值方法,研究了不同孔径、孔排布方式下孔型阻尼密封的泄漏特性和动力学性能。采用孔型阻尼密封试件试验数据,验证了数值方法的可靠性和准确性,通过计算分析了不同孔径(3.175、12.268 mm)、孔排布方式(轴向顺排、周向顺排)、进口预旋(0、0.5)对孔型阻尼密封的泄漏量、动力特性系数和腔室动态压力的影响规律。数值结果表明:大孔径孔型阻尼密封动力学性能较优,具有较高的有效阻尼和较低的穿越频率,但封严性能较差,对应的泄漏量增加了6%~10%;小孔径孔型阻尼密封的泄漏特性和动力学性能对孔的排布方式不敏感,泄漏量偏差小于0.5%,动力特性系数偏差小于7%;对于大孔径孔型阻尼密封,采用周向顺排的方式可获得更好的封严性能以及更优的动力学性能,泄漏量可降低4%,有效阻尼的穿越频率也得到显著减小。该研究可为孔型阻尼密封的设计提供参考。

关键词：孔型阻尼密封泄漏特性动力学性能计算流体力学孔排布方式

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掺氢天然气干气密封启动特性研究

西安交通大学学报 2024年第3期58卷 82-94页

作者：夏永波宦宣州李志刚李军西安交通大学叶轮机械研究所西安710049 西安热工研究院有限公司西安710054

为评估天然气掺氢对管线压缩机轴端干气密封性能的影响,提出一种考虑阻塞效应的干气密封性能数值预测模型,分析了不同掺氢比下干气密封的静态特性和启动特性。首先,采用空气介质螺旋槽干气密封的气膜压力分布和开启力实验数据,验证了数... 详细信息

为评估天然气掺氢对管线压缩机轴端干气密封性能的影响,提出一种考虑阻塞效应的干气密封性能数值预测模型,分析了不同掺氢比下干气密封的静态特性和启动特性。首先,采用空气介质螺旋槽干气密封的气膜压力分布和开启力实验数据,验证了数值模型的可靠性;然后,针对GE PCL800机型天然气管线压缩机螺旋槽干气密封,分析了4种掺氢比(H 2体积分数分别为0、10%、20%、30%)和5种进口压力(4、6、8、10、12 MPa)对干气密封开启力、泄漏量和气膜刚度等静态特性的影响规律;最后,分析了4种掺氢比和5种进口压力下,转速、进口压力、平衡比和弹簧比压对干气密封启动特性的影响规律。研究结果表明:所提出的干气密封性能数值预测模型能够可靠预测高压差下干气密封出口阻塞效应及其对密封性能的影响;掺氢比对干气密封开启力、泄漏量和气膜刚度等密封静态特性影响较小;干气密封开启临界转速随掺氢比的增加而增大(掺氢比增加30%时,开启临界转速增大8.51%~16.90%),因此天然气掺氢增大了干气密封的开启难度,需设计合适的平衡比和弹簧比压以保证干气密封顺利开启。该研究结果可为掺氢条件下天然气管线压缩机轴端干气密封的高效设计和可靠运行提供理论参考。

关键词：干气密封掺氢天然气阻塞效应启动特性

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基于机器视觉的晶圆边缘检测方法

信息与控制 2024年

作者：李志航杨志家崔书平魏浩东中国科学院沈阳自动化研究所中国科学院大学沈阳芯源微电子设备股份有限公司

针对光刻胶边缘修复（edge bead removal，EBR）检测面临的电路图案与工艺残留的干扰、晶圆外观与轮廓形状的差异、多层EBR中指定层的区分等问题，提出了一种基于机器视觉的晶圆边缘检测方法。首先通过线阵相机采集高质量的晶圆边缘图... 详细信息

针对光刻胶边缘修复（edge bead removal，EBR）检测面临的电路图案与工艺残留的干扰、晶圆外观与轮廓形状的差异、多层EBR中指定层的区分等问题，提出了一种基于机器视觉的晶圆边缘检测方法。首先通过线阵相机采集高质量的晶圆边缘图像，然后为图像的每列初始化一个分割点，并使之逐步搜索靠近EBR，待分割点收敛后即完成检测。该方法通过迭代策略将轮廓检测问题转化为像素分类问题，并结合贝叶斯分类器与约束机制避免了复杂图案与外观差异等因素的影响，从而快速准确地检测各类指定EBR，也为类似问题提供了新的视角和方法。实验表明，对于5 000×600像素的高清图片，所提算法检测时间在200ms以内，检测偏差在30μm以内。其相较于已有方法可实现复杂晶圆的EBR检测，且时间与精度均可满足工业要求，目前已应用至沈阳芯源微电子设备股份有限公司的自动光学检测（automatic optical inspection，AOI）设备中。

关键词：光刻胶边缘修复自动光学检测集成电路机器视觉贝叶斯分类器

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燃气透平轮缘密封流动特性和气动性能

西安交通大学学报 2024年第5期58卷 111-123页

作者：赵欣悦雷隆李志刚李军西安交通大学叶轮机械研究所西安710049

轮缘密封是二次空气系统的重要组成部分,能有效抑制燃气入侵盘腔,但过量的封严冷气进入主流会显著影响透平气动性能。采用数值求解三维非定常雷诺时均纳维斯托克斯(URANS)方程组和剪切应力传输(SST)k-ω湍流模型的方法研究了燃气透平轮... 详细信息

轮缘密封是二次空气系统的重要组成部分,能有效抑制燃气入侵盘腔,但过量的封严冷气进入主流会显著影响透平气动性能。采用数值求解三维非定常雷诺时均纳维斯托克斯(URANS)方程组和剪切应力传输(SST)k-ω湍流模型的方法研究了燃气透平轮缘密封流动特性和气动性能。数值模拟得到的轮缘密封封严效率与实验数据吻合良好,验证了数值计算方法的可靠性。研究了3种封严冷气量下的透平轮缘密封的封严效率和气动性能,分析了透平静动盘腔的流场结构和燃气入侵与冷气出流特性。仿真结果表明:在所研究的3种封严冷气流量下,轮缘密封内腔完全封严,较小的封严冷气流量能使末级透平轮缘密封达到较高封严效率;在最小冷气流量时外腔动盘面平均封严效率比静盘面高4.4%。对于末级透平,主流周向压力不均匀分布导致的外环诱导入侵占主导,且动叶前缘附近压力场对燃气入侵的影响大于静叶尾迹压力场。封严冷气质量流量比每增大1.0%,透平级总总效率降低约1.0%,相对动盘壁面封严效率的影响,封严冷气流量对动叶气动性能的影响更大;出流冷气的流动方向相对主流在切向上滞后,使掺混气流以负攻角冲击动叶吸力面前缘,吸力面前缘压力增大。该工作可为轮缘密封流动特性及其对透平级气动性能影响的研究提供参考。

关键词：燃气透平轮缘密封燃气入侵气动性能

基于膨胀效应的超临界CO_(2)类沸腾临界点模型

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物理学报 2024年第18期73卷 195-205页

作者：张海松卢茂聪李志刚中国科学院工程热物理研究所先进能源动力重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

传热恶化是超临界流体(supercutical fluid,SCF)传热研究重要问题之一,但由于SCF在跨过拟临界点时,流体存在非平衡过程,类气和类液之间的转变对传热的影响尚没有统一认识.本文假设SCF在宏观上存在类似于亚临界流动沸腾现象,通过类比亚... 详细信息

传热恶化是超临界流体(supercutical fluid,SCF)传热研究重要问题之一,但由于SCF在跨过拟临界点时,流体存在非平衡过程,类气和类液之间的转变对传热的影响尚没有统一认识.本文假设SCF在宏观上存在类似于亚临界流动沸腾现象,通过类比亚临界沸腾传热,认为超临界CO_(2)传热恶化原因之一是由于流体膨胀导致热量不能被及时从壁面被带走,并提出一个类沸腾临界点模型.结果表明:类沸腾引起的传热恶化发生在大温度梯度下,较大的温度梯度使类过热液层覆盖在壁面,并使类气和类液呈现不同的分布形式,从而表现出不同的传热特性;当内壁温高于拟临界温度时,覆盖在壁面的过热类液焓值超过一定值会发生传热恶化,提出的理论模型能够较好地解释实验结果,此外考虑类沸腾的传热关联式,预测精度大大提高.本文从理论上建立超临界和亚临界传热之间的联系,为SCF传热恶化研究提供了新思路,丰富了超临界压力下的传热理论.

关键词：超临界CO_(2) 膨胀类沸腾传热恶化理论模型

考虑流体-热力动态的多能耦合网络系统可靠性评估方法

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高电压技术 2024年

作者：陈逸儒李志刚郑杰辉华南理工大学电力学院

随着异质能源子系统之间耦合愈加紧密，综合能源系统面临的运行风险更加严峻。现有大多数可靠性评估方法缺乏对网络拓扑、传输延时以及热动态特性的研究，导致结果可信性低。本文首先提出了冷、热、电联供系统六状态可靠性模型，以提高... 详细信息

随着异质能源子系统之间耦合愈加紧密，综合能源系统面临的运行风险更加严峻。现有大多数可靠性评估方法缺乏对网络拓扑、传输延时以及热动态特性的研究，导致结果可信性低。本文首先提出了冷、热、电联供系统六状态可靠性模型，以提高可靠性模型的精度；然后，提出了计及热惯性与流体动态的可靠性指标，改进了供冷、供热以及供气系统可靠性指标的计算方法，从而更准确地描述综合能源系统的可靠性水平；最后，本文提出了考虑网络拓扑结构和传输损耗的最优负荷削减模型，以准确反映它们对可靠性水平的影响。仿真采用由六节点电力系统、六节点集中供热网络、六节点供冷网络以及七节点供气系统组成的算例验证了所提方法的可行性，并深入分析了多能互补特性对系统可靠性的影响。

关键词：综合能源系统可靠性评估热力动态流体动态多状态可靠性模型多能互补

含储能接入的三相配电网分布式可再生能源可调度域建模与计算

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电网技术 2024年第7期48卷 2765-2774,I0039-I0041页

作者：李舒涵黄文靖李志刚郑杰辉华南理工大学电力学院广东省广州市510641

分布式可再生能源(distributed renewable energy,DRE)发电可调度域用于定量描述电力系统适应DRE发电不确定性的能力。目前可调度域的相关研究聚焦于采用单相模型描述输电系统,鲜有讨论具有高阻抗比与三相不平衡特性的配电网,亦未计及... 详细信息

分布式可再生能源(distributed renewable energy,DRE)发电可调度域用于定量描述电力系统适应DRE发电不确定性的能力。目前可调度域的相关研究聚焦于采用单相模型描述输电系统,鲜有讨论具有高阻抗比与三相不平衡特性的配电网,亦未计及储能系统广泛接入所带来的影响,因此难以准确地应用于新型配电网分析。针对上述问题,该文建立了含储能接入的配电系统可调度域数学模型,充分考虑了配电网相间耦合与三相不平衡特点以及储能系统的充放互补特性;采用凸包松弛和多面体外近似重构配电网交流潮流模型,并通过凸包络近似替代处理储能的互补松弛约束,得到配电网可调度域的多面体外近似模型,从而由自适应约束生成算法构建其线性边界。算例仿真结果表明所提出模型能较好地适应含储能接入的三相配电网可调度域分析,并验证了所提出方法的结果准确性与计算效率。

关键词：可调度域分布式可再生能源发电配电网三相不平衡储能系统

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涡轮动叶气膜冷却结构的凹槽状叶顶气热性能不确定性量化研究

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航空学报 2024年

作者：黄明张垲垣李志刚李军西安交通大学能源与动力工程学院

本研究提出了基于遗传算法加速策略的高效燃气涡轮叶片气热性能不确定性分析系统。此外还发展了一种叶顶气热特性不确定性量数据分析算法。所提出的系统和算法被用于考虑工况波动和几何参数偏差的含气膜冷却结构凹槽状叶顶的气热性能不... 详细信息

本研究提出了基于遗传算法加速策略的高效燃气涡轮叶片气热性能不确定性分析系统。此外还发展了一种叶顶气热特性不确定性量数据分析算法。所提出的系统和算法被用于考虑工况波动和几何参数偏差的含气膜冷却结构凹槽状叶顶的气热性能不确定性量化研究。结果表明冷气的注入将显著增强第一级动叶的下游流场的非稳定倾向。在燃气轮机的实际运行中，设计阶段预测能够被冷气充分覆盖的区域的气膜冷却有效度将大大低于确定性计算所得到的数值。在不确定性输入的影响下，凹槽状叶顶的气膜冷却有效度满足高斯分布。其统计平均值相比设计值减少了20.06%，偏离设计值10%的概率高达81.84%。敏感分析的结果表明影响下游总压损失系数波动的主导参数是叶顶间隙偏差，方差指数高达87.21%。而进口总温波动是影响气膜冷却有效度不确定性的核心参数，方差指数为84.01%。

关键词：涡轮动叶凹槽状叶顶气膜冷却不确定性量化敏感性分析

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新一轮财税体制改革的任务与路径

国际税收 2024年第9期 3-11页

作者：朱青李志刚中国人民大学财税研究所中国人民大学财政金融学院

党的二十届三中全会是在以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业的关键时期召开的一次十分重要的会议。全会审议通过的《中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》提出要深化财税体制改革,并就健全有利于高质... 详细信息

党的二十届三中全会是在以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业的关键时期召开的一次十分重要的会议。全会审议通过的《中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》提出要深化财税体制改革,并就健全有利于高质量发展、社会公平、市场统一的税收制度等作出重要部署。为深入学习贯彻党的二十届三中全会精神,本刊特邀国内财税领域著名专家以“健全有利于高质量发展、社会公平、市场统一的税收制度,优化税制结构”为主题撰写一组笔谈,以飨读者。

关键词：财税体制改革税收制度中国式现代化优化税制结构全面深化改革高质量发展强国建设三中全会精神