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基于中尺度模式的大气稳定性对风电场运行特性

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排灌机械工程学报 2025年第1期43卷 87-93页

作者：乐可定郁冶王异成吴春雷王强罗坤樊建人浙江浙能国电投嵊泗海上风力发电有限公司浙江舟山202450 国家电投集团浙江新能源有限公司浙江杭州310016 杭州意能电力技术有限公司浙江杭州310027 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027 浙江省清洁能源与碳中和重点实验室浙江杭州310027

为了了解大气稳定性决定的风速廓线分布对风电场运行特性的影响,基于耦合风电场参数化方案的数值天气预报模式,探索了不同大气稳定性下大型风电场的尾流效应和风力机功率输出规律.结果表明:风电场在稳定大气边界条件下具有明显的尾流效... 详细信息

为了了解大气稳定性决定的风速廓线分布对风电场运行特性的影响,基于耦合风电场参数化方案的数值天气预报模式,探索了不同大气稳定性下大型风电场的尾流效应和风力机功率输出规律.结果表明:风电场在稳定大气边界条件下具有明显的尾流效应,随着大气由非稳定性转为强稳定性,尾流呈现加强趋势.另外,上下游风电场的相互干扰在稳定大气边界层下较为明显;功率输出方面,稳定边界条件下风电场功率输出较平均功率高了约4%,而不稳定边界层下低于平均功率输出约9%.此外,地表切应力和大气稳定强度对风力机功率输出影响显著,在不稳定大气边界条件下,大气稳定度可以作为风功率的评估参数,因此传统上仅考虑风切变对功率的影响是片面的.

关键词：风电场大气稳定度数值天气预报模式尾流效应输出功率

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近临界CO2冷却传热特性试验研究

热能动力工程 2025年第1期40卷 132-140页

作者：文章权范志伟樊建人肖刚浙江大学能源高效清洁利用全国重点实验室浙江新劲空调设备有限公司

CO2热泵系统具有环保、紧凑的特点，且在低温环境下的制热性能优异，由于其放热侧通常工作在近临界区域，研究近临界CO2的冷却传热特性成为CO2热泵系统设计的关键技术问题。针对这项技术，在管径为2 mm的水平圆管中进行近临界CO2的冷却... 详细信息

CO2热泵系统具有环保、紧凑的特点，且在低温环境下的制热性能优异，由于其放热侧通常工作在近临界区域，研究近临界CO2的冷却传热特性成为CO2热泵系统设计的关键技术问题。针对这项技术，在管径为2 mm的水平圆管中进行近临界CO2的冷却传热实验，实验流量为200～400 kg/（m2·s）。结果表明：相同压力下CO2传热系数在准临界温度附近变化最为剧烈，随着压力远离临界压力，CO2传热系数在准临界温度附近的变化趋势变缓；在平均温度远离准临界温度的区域，当流量相同时，CO2传热系数的变化趋势变为平缓，并且不同压力下CO2在同温度处的传热系数趋于一致；拟合了CO2在平均温度28～55℃,换热压力7.5～9.5 MPa范围内的传热关联式；在准临界温度以下区域，关联式预测值与91.3%的实验值的偏差在±15%以内，在准临界温度以上区域，关联式预测值与93.9%的实验值的偏差在±15%以内。

关键词： CO2热泵近临界冷却传热特性关联式

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边界层内涡旋-颗粒相互作用的直接数值模拟

工程热物理学报 2010年第3期31卷 447-450页

作者：周哲樊建人浙江大学清洁能源利用国家重点实验室浙江杭州310027

本文采用直接数值模拟方法结合拉格朗日跟踪方法研究平板边界层内涡旋与重颗粒的相互作用。模拟结果显示了由半球状粗糙元诱导产生的发夹涡沿流向的演化过程。小惯性的重颗粒在低压区上边缘的聚集阻碍了涡量的聚集并破坏了发夹涡的产生... 详细信息

本文采用直接数值模拟方法结合拉格朗日跟踪方法研究平板边界层内涡旋与重颗粒的相互作用。模拟结果显示了由半球状粗糙元诱导产生的发夹涡沿流向的演化过程。小惯性的重颗粒在低压区上边缘的聚集阻碍了涡量的聚集并破坏了发夹涡的产生。模拟结果还证实颗粒在边界层内的输运主要受扫过和喷出事件的影响,且在边界层近壁区域内,扫过事件输运颗粒的能力强于喷出事件的。

关键词：发夹涡颗粒输运边界层直接数值模拟

Numerical Investigation of a New Method for Reducing Bends Erosion from Particles Impacts

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2002年第1期10卷 93-101页

作者：姚军樊建人岑可法 Institute of Thernal Power Engineering and CE&EE Zhejiang University Hangzhou 310027

The present paper intends to introduce a new method for reducingbends erosion from particles impacts: the ribbed bend erosionprotection method. Ribs are evenly fixed in the range of 20 deg-80deg on the inner-wall of inside 90 deg bend and the bend (includingribs) is made of medium carbon steel. Three-dimensional numericalworks is performed and the result shows satisfactory agreement withthe experimental measurement. Numerical simulation studies thecharacteristics of axial gas flow along the bend and secondary flowat cross section.

关键词： bend erosion particle impact rib numerical simulation

Interaction Between Large-scale Vortex Structure and Dispersed Particles in a Three Dimensional Mixing Layer

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2003年第4期11卷 377-382页

作者：罗坤郑友取樊建人岑可法 Institute for Thermal Power Engineering Zhejiang University Hangzhou 310027 China Department of Mechanical Engineering Zhejiang University of Science and Technology Hangzhou 310012 China Institute for Thermal Power Engineering Zhejiang UniversityHangzhou 310027 China

In order to understand the interaction between large-scale vortex structure and particles, a two-way coupling temporal mixing layer laden with particles at a Stokes number of 5 with different mass loading planted initially in the upper half region is numerically studied. The pseudospectral method is used for the flow fluid and the Lagrangian approach is employed to trace particles. The momentum coupling effect introduced by a particle is approximated to a point force. The simulation results show that the coherent structures are still dominant in the mixing layer, but the large-scale vortex structure and particle dispersion are modulated. The length of large-scale vortex structure is shortened and the pairing is delayed. At the same time, the particles are distributed more evenly in the whole flow field as the mass loading is increased, but the particle dispersion along the transverse direction differs from that along the spanwise direction, which indicates that the effect by the addition of particle on the spanwise large-scale vortex structure is different from the streamwise counterpart.

关键词： interaction modulation two-way coupling large-scale vortex structures particle dispersion

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旋流喷雾燃烧的直接数值模拟

工程热物理学报 2010年第12期31卷 2035-2037页

作者：罗坤樊建人岑可法浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027

对三维旋流喷雾燃烧进行了初步的直接数值模拟,其中液滴蒸发采用无限热传导蒸发模型描述,气相燃烧采用自适应单步反应机理,液滴的跟踪在拉格朗日框架中进行。模拟结果表明,喷雾燃烧的火焰结构十分复杂,仅采用传统的非预混燃烧模型是不... 详细信息

对三维旋流喷雾燃烧进行了初步的直接数值模拟,其中液滴蒸发采用无限热传导蒸发模型描述,气相燃烧采用自适应单步反应机理,液滴的跟踪在拉格朗日框架中进行。模拟结果表明,喷雾燃烧的火焰结构十分复杂,仅采用传统的非预混燃烧模型是不够的。在蒸发和燃烧共存并存在强烈相互作用的区域,组分与混合物份额之间存在着复杂的关联,这给发展精确的湍流喷雾燃烧模型带来了挑战。

关键词：喷雾燃烧液滴蒸发旋流射流非预混燃烧直接数值模拟

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考虑颗粒碰撞的三维混合层直接数值模拟

工程热物理学报 2010年第8期31卷 1327-1330页

作者：陈鑫蔚樊建人浙江大学能源清洁利用国家重点实验室

为了更细致地考察两相流动中颗粒间的碰撞现象及颗粒碰撞对颗粒相、流体相产生的具体影响,本文在双向耦合、颗粒St=3、满质量载荷工况下对气固两相三维平面混合层流场进行了直接数值模拟。其中对颗粒跟踪采用Lagrangian方法,颗粒间的碰... 详细信息

为了更细致地考察两相流动中颗粒间的碰撞现象及颗粒碰撞对颗粒相、流体相产生的具体影响,本文在双向耦合、颗粒St=3、满质量载荷工况下对气固两相三维平面混合层流场进行了直接数值模拟。其中对颗粒跟踪采用Lagrangian方法,颗粒间的碰撞采用硬球模型。数值结果表明：考虑了颗粒间的碰撞后,在流场发展末期,颗粒分布得更加均匀,流体相相互混合程度提高,两相平均流向速度降低,湍动能增强。

关键词：颗粒碰撞硬球模型气固两相混合层直接数值模拟双向耦合