检索结果-南通市图书馆

Particuology 2016年第5期14卷 6-14页

作者： zhenzong he Hong Qi Qin Chen Liming Ruan School of Energy Science and Engineering Harbin Institute of Technology 92 West Dazhi Street Harbin 150001 China

An improved quantum-behaved particle swarm optimization （IQPSO） algorithm is employed to deter- mine aerosol size distribution （ASD）. The direct problem is solved using the anomalous diffraction approximation and Lambert-Beer＇s Law. Compared with the standard particle swarm optimization algo- rithm, the stochastic particle size optimization algorithm and the original QPSO, our IQPSO has faster convergence speed and higher accuracy within a smaller number of generations. Optimization param- eters for the IQPSO were also evaluated; we recommend using four measurement wavelengths and S0 particles. Size distributions of various aerosol types were estimated using the IQPSO under dependent and independent models. Finally, experimental ASDs at different locations in Harbin were recovered using the IQPSO. All our results confirm that the IQpSO algorithm is an effective and reliable technique for estimatinz ASD.

关键词： Quantum-behaved particle swarmoptimization AerosolAerosol size distribution Inverse problem

Retrieval of aerosol optical constants from angular light-scattering measurement signals using principal component analysis approach

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Particuology 2019年第2期17卷 210-218页

作者： zhenzong he Junkui Mao Xingsi Han Hao Wang Jiangsu Province Key Laboratory of Aerospace Power System College of Energy and Power Engineering Nanjing University of Aeronautics and Astronautics Nanjing 210016 China

An angular light-scattering measurement (ALSM) method combined with the probability density function-bmsed ant colony optimization algorithm (PDF-ACO) is proposed for retrieval of aerosol optical constants. An optimal measurement angle selection method using a principal component analysis (PCA) approach is developed to improve retrieval accuracy. Results indicate that optimized angle selection can ensure retrieval accuracy. The aerosol optical constants over Beijing, China, which are available from the Aerosol Robotic Network (AERONET), are then rec on structed. The ALSM method's con vergence properties are also studied via comparison w让h those of the light reflection-transmittance measurement (LRTM) method. Results retrieved using the ALSM method show better convergence speed and accuracy than those retrieved using the LRTM method because the ALSM method does not require solution of the radiative transfer equation and allows more useful signals to be obtained. Additionally, the inverse accuracy of the refractive index results is better than that of the absorption index results;this is attributed to differences between the monodromic characteristics of the refractive index and absorption index retrieval results. All results confirm that the combination of the ALSM method w让h the PDF-ACO algorithm and the optimal measurement angle selection method provides effective and reliable aerosol optical constant reconstructio n.

关键词： Angular light-scattering measurement method Aerosol optical constant Ant colony optimization algorithm Principal comp orient analysis Inverse radiation problem

Effect of Particle Size Distribution on Radiative heat Transfer in High-Temperature Homogeneous Gas-Particle Mixtures

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2019年第5期36卷 733-746页

作者： LIANG Dong he zhenzong XU Liang MAO Junkui Aero-engine Thermal Environment and Structure Key Laboratory of Ministry of Industry and Information Technology College of Energy and Power EngineeringNanjing University of Aeronautics and Astronautics

The weighted-sum-of-gray-gas(WSGG)model and Mie theory are applied to study the influents of particle size on the radiative transfer in high temperature homogeneous gas-particle mixtures,such as the flame in aero-engine combustor.The radiative transfer equation is solved by the finite volume method.The particle size is assumed to obey uniform distribution and logarithmic normal(L-N)distribution,respectively.Results reveal that when particle size obeys uniform distribution,increasing particle size with total particle volume fraction fvunchanged will result in the decreasing of the absolute value of radiative heat transfer properties,and the effect of ignoring particle scattering will also be weakened.Opposite conclusions can be obtained when total particle number concentration N0 is unchanged.Moreover,if particle size obeys L-N distribution,increasing the narrowness indexσor decreasing the characteristic diameter Dˉwith the total particle volume fraction fvunchanged will increase the absolute value of radiative heat transfer properties.With total particle number concentration N0 unchanged,opposite conclusions for radiative heat source and incident radiation terms can be obtained except for radiative heat flux term.As a whole,the effects of particle size on the radiative heat transfer in the high-temperature homogeneous gas-particle mixtures are complicated,and the particle scattering cannot be ignoring just according to the particle size.

关键词： particle size distribution WSGG radiative heat transfer gas-particle mixtures

双套管式甲醇水蒸气重整制氢反应器性能强化研究

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第12期53卷 4602-4616页

作者：朱瑞韩左敏贺振宗毛军逵南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

以双套管式甲醇水蒸气重整制氢反应装置为研究对象,首先建立以热空气供热重整反应的反应器物理模型,探究在热空气供热条件下,空气温度、流速等参数对甲醇重整制氢的影响;其次,为充分利用供热能量,在供热通道中增加了强化换热的肋片(直... 详细信息

以双套管式甲醇水蒸气重整制氢反应装置为研究对象,首先建立以热空气供热重整反应的反应器物理模型,探究在热空气供热条件下,空气温度、流速等参数对甲醇重整制氢的影响;其次,为充分利用供热能量,在供热通道中增加了强化换热的肋片(直肋和波浪肋),分析了3种构型反应器的甲醇转化率和得氢率;最后,为得到较优的反应器结构,采用响应面分析法对波浪肋的结构特性参数进行了优化设计。研究结果表明:甲醇的转化率随空气温度和流速增加而增加;无肋双套管重整反应器装置制氢效率较低,装置出口热空气温度较高,不利于能量优化利用;增加了强化换热肋片的反应器在相同边界条件下甲醇转化率和产氢率都更高,其中,带波浪肋的反应器的性能改善效果更加明显;在波浪肋的特征参数中,肋片高度、肋周期和肋圆半径对反应器传热及甲醇转化率影响较大,肋角的影响较小;当肋高度为10.46 mm,肋周期为5倍半径,肋角度为53.49°,肋圆半径为9.98 mm时,甲醇转化率可达到99%以上。

关键词：双套管重整反应器甲醇重整制氢甲醇转化率响应面分析法优化设计

WSGSA模型在C_(2)H_(4)/空气湍流扩散火焰温度和烟尘预测中的应用

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2022年第4期39卷 482-492页

作者：贺振宗朱瑞韩董川徽毛军逵付尧南京航空航天大学能源与动力学院南京210016 航空机电系统综合航空科技重点实验室南京211106

碳黑颗粒是燃烧不足的产物,通常以聚集体的形式存在。碳黑分形聚集体的多次散射特性已被证明在研究烟灰辐射特性方面起着重要作用,但在预测燃烧火焰中的辐射传热时很少考虑这一点。本文基于用于预测湍流扩散火焰中温度场和碳黑聚集体的... 详细信息

碳黑颗粒是燃烧不足的产物,通常以聚集体的形式存在。碳黑分形聚集体的多次散射特性已被证明在研究烟灰辐射特性方面起着重要作用,但在预测燃烧火焰中的辐射传热时很少考虑这一点。本文基于用于预测湍流扩散火焰中温度场和碳黑聚集体的灰体分形聚集体加权和(Weighted sum of gray soot fractal aggregate,WSGSA)模型,分别计算了模型不考虑辐射、Fluent软件默认辐射模型和WSGSA模型条件下的火焰温度分布和烟尘体积分数分布。结果表明,不考虑辐射会较大程度地高估火焰温度,火焰中心线温度的最大相对偏差约为64.5%。Fluent软件中的默认辐射模型将提高精度,但火焰温度仍然偏高,火焰中心线温度的最大相对偏差约为42.1%。然而,WSGSA模型获得的结果更加精确,火焰中心线温度的最大相对偏差不超过15.3%。在研究沿不同火焰高度的温度分布时也可以得到类似的结论。此外,应用WSGSA模型还可以更准确地预测烟尘体积分数。不考虑辐射以及使用Fluent软件中默认的辐射模型都会导致碳黑体积分数偏低。所有结果显示,WSGSA模型可用于有效预测CH/空气湍流扩散火焰中的温度和碳黑聚集体分布。

关键词：辐射换热 WSGSA模型烟尘辐射火焰的湍流扩散烟灰集料

基于ISPSO的半透明介质中多种辐射特性参数反演

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2023年第1期40卷 37-46页

作者：方弘毅蒋新宇贺振宗王登奎毛军逵陈涛中国航发四川燃气涡轮研究院中国绵阳621000 西北工业大学动力与能源学院西安710129 南京航空航天大学能源与动力学院中国南京210016

半透明介质广泛存在于工业和化工设备中,其热辐射特性在研究介质传热过程中起着重要作用。本文提出了一种改进的随机粒子群优化(Stochastic particle swarm optimization,ISPSO)算法,从角度光散射测量信号中反演半透明介质的热辐射特性... 详细信息

半透明介质广泛存在于工业和化工设备中,其热辐射特性在研究介质传热过程中起着重要作用。本文提出了一种改进的随机粒子群优化(Stochastic particle swarm optimization,ISPSO)算法,从角度光散射测量信号中反演半透明介质的热辐射特性参数,即吸收系数、散射系数和不对称系数。研究结果表明,与随机粒子群算法(Stochastic particle swarm optimization,SPSO)相比,ISPSO算法避免了局部最优和收敛精度低的现象,即使在5%的随机测量误差下也能获得合理的检索结果。当只需要研究两个参数时,反结果的鲁棒性是令人满意的。当反演的参数较多时,反演精度会降低。此外,在5%随机测量误差下,同时反演多个辐射特性参数时,即吸收系数、散射系数和不对称因子,本文提供的方法仍能得到满意的结果。结果表明,本文提供的反演方法是一种有效可靠的方法,可以同时估计半透明介质中的多个辐射特性参数。

关键词：辐射反问题辐射特性参数改进的随机微粒群算法半透明介质光角度散射测量方法

基于航空煤油重整的SOFC-GT混合动力系统性能

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航空动力学报 2020年第2期35卷 325-336页

作者：胡焦英毛军逵贺振宗南京航空航天大学能源与动力学院江苏省航空动力系统重点实验室南京210016

建立了基于航空煤油重整固体氧化物燃料电池-涡轮发动机(SOFC-GT)混合动力系统仿真模型,比较了两种回热方式的重整装置以及不同涡轮布置位置时的系统性能变化,优选出最佳的混合动力系统架构。进一步分析了压气机压比、燃料利用率、燃油... 详细信息

建立了基于航空煤油重整固体氧化物燃料电池-涡轮发动机(SOFC-GT)混合动力系统仿真模型,比较了两种回热方式的重整装置以及不同涡轮布置位置时的系统性能变化,优选出最佳的混合动力系统架构。进一步分析了压气机压比、燃料利用率、燃油流量以及空气流量等运行参数对SOFC-GT混合动力系统性能的影响。研究结果表明:设计点工况下,最佳混合动力系统的发电效率能达到45%,体现出良好的系统性能;当燃料利用率为0.82时混合动力系统的效率和功率最高;随着燃油流量(0.0511~0.0584 mol/s)的增加,混合动力系统的效率和功率均增加;而随着压气机压比(2.5~3.3)或者空气流量(37~44 mol/s)的增加,混合动力系统的效率和功率都减小。

关键词：固体氧化物燃料电池-涡轮发动机(SOFC-GT) 航空煤油重整最佳系统架构运行参数系统效率

改进人工鱼群算法在气溶胶粒径分布反演中的应用

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中南大学学报（自然科学版） 2016年第6期47卷 2141-2146页

作者：贺振宗齐宏贾腾阮立明哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

基于光谱消光法,利用一种改进的人工鱼群算法(improved artificial fish school algorithm,IAFSA)反演单峰和双峰气溶胶粒子粒径分布。其中,正问题的求解采用反常衍射近似(anomalous diffraction approximation,ADA)和Lambert-Beer定律。研究结果表明:相对标准人工鱼群算法而言,IAFSA能很好地避免出现后期收敛速度慢、精度低等问题。在非独立模型下反演气溶胶粒径分布时,IAFSA算法体现出很好的收敛精确度和鲁棒性。在非独立模型下,IAFSA算法可用于反演实际测量得到的哈尔滨地区气溶胶粒径分布。

关键词：气溶胶改进人工鱼群算法粒径分布

基于反应特性的可变截面甲醇水蒸气重整反应器优化

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2023年第S2期40卷 94-102页

作者：蒋新宇贺振宗毛军逵朱瑞韩冉千禧南京航空航天大学能源与动力学院中国南京210016 先进航空发动机协同创新中心中国北京100191

研究了双套管式甲醇水蒸气重整(Methanol steam reforming,MSR)反应器在热空气加热条件下重整通道中的流场特征和催化床的温度分布特性,结果表明:催化床的温度沿流向迅速降低,最低温度在距催化床入口15 mm至20 mm处;然后,温度随流动方... 详细信息

研究了双套管式甲醇水蒸气重整(Methanol steam reforming,MSR)反应器在热空气加热条件下重整通道中的流场特征和催化床的温度分布特性,结果表明:催化床的温度沿流向迅速降低,最低温度在距催化床入口15 mm至20 mm处;然后,温度随流动方向逐渐升高至反应温度;此外,沿半径方向从中心到壁面催化床温度逐渐升高,热阻的存在使得催化床中心的温度低于周围的温度。根据这一反应特点,本文提出了一种变截面重整反应器,以充分利用供热能量,提高反应效率;然后利用响应面分析法(Response surface methodology,RSM)对变截面反应器的结构参数进行了优化。结果表明,在相同的边界条件下,加热通道重整入口处的外半径R_(1)=49.94 mm,最小横截面处的半径R_(2)=39.99 mm,最小横截面到催化床入口的距离D=98.44 mm,甲醇转化率显著提高。

关键词：甲醇水蒸气重整变截面反应器甲醇转化率响应面分析法

散射对高温气体⁃碳黑颗粒混合物辐射传输的影响

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南京航空航天大学学报 2020年第4期52卷 588-597页

作者：梁栋贺振宗毛军逵徐梁付尧南京航空航天大学能源与动力学院南京210016 航空机电系统综合航空科技重点实验室南京211106

基于全光谱k分布(Full spectrum k distribution,FSK)模型、MIE理论和有限体积法(Finite volume method,FVM),构建了均温、均质辐射参与性气体-碳黑颗粒混合物介质热辐射传输模型,并分析了碳黑不同尺寸、不同体积浓度以及介质不同路径... 详细信息

基于全光谱k分布(Full spectrum k distribution,FSK)模型、MIE理论和有限体积法(Finite volume method,FVM),构建了均温、均质辐射参与性气体-碳黑颗粒混合物介质热辐射传输模型,并分析了碳黑不同尺寸、不同体积浓度以及介质不同路径长度和不同温度条件下,因忽略碳黑颗粒散射所导致的介质热辐射传输特性(如辐射热流、辐射源项)的计算误差。研究结果表明:体积分数不变,增大粒径,计算误差呈现出先增大后减小的趋势;数密度不变,增大粒径,或者粒径不变,增大体积分数,均将使得计算误差相应增大;粒径、体积分数不变,增大路径长度,或者升高介质温度,均将增大计算误差。通常对于含有大颗粒、高碳黑浓度的辐射参与性气体-碳黑颗粒混合物介质,碳黑颗粒散射不能忽略。

关键词：热辐射传输碳黑颗粒散射 FSK模型气体-碳黑颗粒混合物 MIE理论