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大型H型垂直轴风电机组排布方式

中国石油大学学报（自然科学版） 2022年第1期46卷 147-154页

作者：张立军胡阔亮焦刘阳孙学法张亚广刘静李昌良中国石油大学(华东)机电工程学院山东青岛266580 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580

为提高垂直轴风电机组的出力效果和使用寿命,对1.5 MW大型H型垂直轴风力机,以最大力矩系数和最小变异系数为研究目标,通过FLUENT软件研究反向旋转的双风机和三风机的排布方式对其气动载荷的影响,并提出采用变异系数衡量主轴偏振效应。... 详细信息

为提高垂直轴风电机组的出力效果和使用寿命,对1.5 MW大型H型垂直轴风力机,以最大力矩系数和最小变异系数为研究目标,通过FLUENT软件研究反向旋转的双风机和三风机的排布方式对其气动载荷的影响,并提出采用变异系数衡量主轴偏振效应。结果表明最佳的双风机排布间距为Y_(r)=1.3D,最佳旋转方向为CFR;紧密排布条件下三风机最佳排布间距为X_(r)=(1.8~2)D和Y_(r)=1.6D,最佳旋转方向为CW3;双风机排布增大了叶片内外表面压差,其平均力矩系数相比单风机的最大提高了5.9%,变异系数降低了19.26%;三风机排布形成峡谷效应增大了下游风机的来流风速,其平均力矩系数相比单风机最大提高了5.53%,变异系数最小增大了1.27%,且后排风机排布在前排风机的中垂线上可获得最佳的增益效果。

关键词：垂直轴风力机机组排布方式气动载荷主轴偏振

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异形纤维阵列过滤特性的数值模拟

化工进展 2022年第1期41卷 30-39页

作者：王戈孙志伟谭蔚邱威朱国瑞天津大学化工学院天津300350 湖南中烟工业有限责任公司湖南长沙410007

为研究异形纤维排布方式对其过滤性能的影响,以矩形及交错排布为基础,在保持纤维体积分数不变的条件下,通过改变纤维的列间距调整阵列结构,运用CFD-DEM耦合方法对含尘空气通过具有不同异形纤维阵列结构的简化过滤器模型过程进行数值模... 详细信息

为研究异形纤维排布方式对其过滤性能的影响,以矩形及交错排布为基础,在保持纤维体积分数不变的条件下,通过改变纤维的列间距调整阵列结构,运用CFD-DEM耦合方法对含尘空气通过具有不同异形纤维阵列结构的简化过滤器模型过程进行数值模拟。结果表明:当纤维的体积分数保持不变,交错纤维阵列较矩形阵列过滤效率高出35%,且对于颗粒的吸附力更强;而在交错阵列的基础上,调整列间距得到的前密阵列和后密阵列均可保持80%左右的过滤效率,且不影响颗粒吸附力的大小,但前密阵列产生的压降更低,即具有更高的品质因数;在整个过滤过程中,纤维-颗粒间的黏附作用远远高于颗粒与颗粒间的相互作用,说明颗粒过滤主要来源于纤维-颗粒作用的贡献。

关键词：异形纤维过滤纤维阵列计算流体力学-离散单元法排布方式

排布方式对铝合金激光-MIG复合横向焊接特性的影响

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机械工程学报 2016年第10期52卷 84-90页

作者：陈彦宾雷正龙杨雨禾陈曦李颖哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001

采用常规激光-熔化极惰性气体保护电弧(Metal inert gas,MIG)复合横向焊接铝合金过程中,焊缝表面极易出现咬边和下塌等缺陷,由此开展排布方式对激光-MIG电弧复合横向焊接铝合金焊接特性的影响研究。分析二者的排布方式对熔池特征、熔滴... 详细信息

采用常规激光-熔化极惰性气体保护电弧(Metal inert gas,MIG)复合横向焊接铝合金过程中,焊缝表面极易出现咬边和下塌等缺陷,由此开展排布方式对激光-MIG电弧复合横向焊接铝合金焊接特性的影响研究。分析二者的排布方式对熔池特征、熔滴过渡形式以及焊缝成形规律的影响。试验结果表明,异面引导复合焊接方式对焊缝成形有明显改善作用,焊缝表面熔宽减少、中心线偏移和咬边缺陷得到有效抑制。采用同面引导复合方式时,熔滴过渡到匙孔后方,熔池下侧熔融金属大量堆积并产生周期性的波动,导致焊缝结晶组织出现了分层现象;而采用异面引导复合方式时,熔滴过渡到匙孔下方,并且熔滴在熔池中的落点位置与同面引导方式相比要偏上,熔滴过渡频率稍低,此时熔池中熔融金属分布较为均匀,熔池下部堆积金属较少,有效抑制了焊缝的下塌和咬边缺陷。

关键词：铝合金激光-MIG复合焊接横向焊接排布方式焊接特性

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乔木种植方式对护坡效果影响试验研究

地质科技通报 2022年第6期41卷 233-241页

作者：姜彤黄坤薛雷李龙飞丁昊王昊宇华北水利水电大学地球科学与工程学院郑州450046 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院页岩气与地质工程重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083

近年来,植被护坡作为一种生态友好型支护方式越来越多地被应用到斜坡支护工程中,故如何科学地种植植被以充分发挥其护坡效果具有重要的研究意义。为此,以乔木为研究对象,结合3D打印技术制备乔木根系模型,通过自行设计的滑坡模型试验系统... 详细信息

近年来,植被护坡作为一种生态友好型支护方式越来越多地被应用到斜坡支护工程中,故如何科学地种植植被以充分发挥其护坡效果具有重要的研究意义。为此,以乔木为研究对象,结合3D打印技术制备乔木根系模型,通过自行设计的滑坡模型试验系统,开展了系统物理模型试验,对3种根系排布方式与3种根系间距下乔木的护坡效果进行了研究。结果表明:①在乔木根系支护下,抗滑力峰值增大,达到峰值的时间延长,峰后抗滑力衰减程度降低。②对抗滑力的改善效果方面,反拱型排布>正拱型排布>直线型排布>无根系支护。根系间距S=1.5D(D为根系间最大水平距离,D=7 cm)与S=2.0D对抗滑力的改善效果接近,S=2.5D时抗滑力峰值最大。③就根系排布方式而言,反拱型排布对坡体位移的改善效果最为明显,正拱型排布与直线型排布对位移的改善效果接近;就根系间距而言,S=2.5D对坡体位移的改善效果最为明显,S=1.5D与S=2.0D对坡体位移的改善效果接近。④直线型排布下坡体滑动范围增大,正拱型排布与反拱型排布则能有效限制坡体变形。根系间距对坡体变形场的影响不大。综上可知,在乔木护坡工程中可通过控制乔木的排布方式与根系间距来提升其护坡效果。

关键词：乔木排布方式根系间距护坡效果物理模型试验

阴极挡板排列对PEMFC反应物输运和性能的影响

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动力工程学报 2023年第3期43卷 359-364,379页

作者：储旭郭雪岩上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

为了改善质子交换膜燃料电池(PEMFC)的性能,采用流道内使用挡板堵塞的方法,以增强反应气体向催化层的传质。建立了一个三维、两相、稳态的PEMFC数值模型,研究了凸字排布、顺排和逆排这3种不同阴极流道挡板的排布方式对PEMFC性能的影响,... 详细信息

为了改善质子交换膜燃料电池(PEMFC)的性能,采用流道内使用挡板堵塞的方法,以增强反应气体向催化层的传质。建立了一个三维、两相、稳态的PEMFC数值模型,研究了凸字排布、顺排和逆排这3种不同阴极流道挡板的排布方式对PEMFC性能的影响,并与无挡板常规流场进行对比,然后在最佳排布方式的基础上研究了挡板形状(矩形、梯形和半圆形)对PEMFC性能的影响。结果表明:PEMFC阴极流道挡板顺排性能最好,相较于无挡板常规流道,净功率提升了14.3%;使用梯形挡板的PEMFC性能最好,相较于无挡板常规流道,净功率提高了16.4%。

关键词：质子交换膜燃料电池阴极挡板排布方式数值模拟

高温聚合物电解质膜燃料电池大尺寸(200cm^(2))多蛇形流场模拟与优化

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化工进展 2021年第9期40卷 4975-4985页

作者：罗来明陈思安王海宁张劲卢善富相艳仿生能源材料与器件北京市重点实验室&北京航空航天大学空间与环境学院北京100191

以大尺寸(100mm×200mm,200cm^(2))多蛇形流场为研究对象,通过数值模拟和实验的方法探究了阴极多蛇形流场的排布方式对高温聚合物电解质膜燃料电池输出性能的影响。相比于竖向排布多蛇形流场,基于横向排布的多蛇形流场的电池在进气量1.5... 详细信息

以大尺寸(100mm×200mm,200cm^(2))多蛇形流场为研究对象,通过数值模拟和实验的方法探究了阴极多蛇形流场的排布方式对高温聚合物电解质膜燃料电池输出性能的影响。相比于竖向排布多蛇形流场,基于横向排布的多蛇形流场的电池在进气量1.527L/min和电压0.6V时展示出了更高的平均输出电流密度222.78mA/cm^(2)和更均匀的电流密度分布(均一指数为75.3%)。在此基础上,进一步对横向排布流场结构的气体通道数进行了优化。结果表明入口气体通道数的增加可以显著减少流场进出口的压降损失,但电池平均输出电流密度和均一指数也有所降低。其中,9通道横排多蛇形流场有较高的电池性能和较好的电流密度分布均匀性(相对于14通道)和较低的压降损失(相对于6通道),对进一步提高高温聚合物电解质膜燃料电池的性能及稳定性和商业化应用具有指导意义。

关键词：高温聚合物电解质膜燃料电池流场设计排布方式数值模拟结构优化

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阶梯状声扩散体排布方式对扩散性能影响分析

清华大学学报（自然科学版） 2021年第3期61卷 261-268页

作者：汪俊东赵越喆华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广州510640

应用时域有限差分法计算阶梯状声扩散体的反射声场,通过理论计算结果和全消声室测量结果对比证明了计算方法的有效性。在近似远场条件下,传声器、声源与扩散体之间的距离对扩散系数计算结果没有影响。将声场时域有限差分法与免疫遗传算... 详细信息

应用时域有限差分法计算阶梯状声扩散体的反射声场,通过理论计算结果和全消声室测量结果对比证明了计算方法的有效性。在近似远场条件下,传声器、声源与扩散体之间的距离对扩散系数计算结果没有影响。将声场时域有限差分法与免疫遗传算法相结合对单周期六阶阶梯状扩散体的形体进行优化。优化后的单周期扩散体的扩散性能优于原扩散体,但经周期排布后,两者的扩散性能均降低。依二进制序列排布正反相扩散体,通过寻优计算得到扩散体排布,其整体扩散性能优于传统的周期重复排布方式,但没能获得平直的扩散系数频率特性曲线。将优化后的阶梯状扩散体与原扩散体按照二进制序列混合排布,通过寻优计算得到扩散体排布进一步提高了整体扩散性能。

关键词：声扩散体时域有限差分免疫遗传算法扩散系数排布方式

CKS活塞环表面微织构几何形貌及排布方式对摩擦学性能的影响

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中国表面工程 2021年第2期34卷 59-69页

作者：赫冬韩晓光陈广聪汪哲宇陈文滨徐久军大连海事大学材料科学与工程系大连116026 大连海事大学海底工程技术与装备国际联合研究中心大连116026 船机修造工程重点试验室大连116026

以CKS(铬基陶瓷复合镀)活塞环-硼磷合金铸铁气缸套摩擦副为对象,采用Nd-YAG激光器在CKS活塞环上进行微织构化处理,在对置往复式摩擦磨损试验机上进行摩擦学试验,研究激光微织构几何形貌及排布方式对摩擦副减摩耐磨的作用。采用激光共聚... 详细信息

以CKS(铬基陶瓷复合镀)活塞环-硼磷合金铸铁气缸套摩擦副为对象,采用Nd-YAG激光器在CKS活塞环上进行微织构化处理,在对置往复式摩擦磨损试验机上进行摩擦学试验,研究激光微织构几何形貌及排布方式对摩擦副减摩耐磨的作用。采用激光共聚焦扫描显微镜利用台阶法测量磨损量,采用扫描电子显微镜观察样品表面磨损形貌。发现当织构深度30μm、直径130μm、排布角度0°、面积占有率5%时,摩擦副获得最佳的摩擦磨损性能,摩擦因数最低可达0.086,与未织构化的摩擦配副相比,摩擦因数降低约0.013,降低约13%;活塞环磨损率下降约41%,气缸套磨损率下降约46%。活塞环表面微织构可改善摩擦磨损性能的作用机制为,微织构具有储存润滑油、收集磨屑以及减小摩擦副接触面积的作用。

关键词： CKS活塞环微织构几何形貌排布方式摩擦磨损

基于DEM模拟的球体低速冲击柔性细长颗粒介质的动力学响应分析

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工程力学 2023年

作者：李萍王富林陈玉滢李艳洁北京林业大学工学院

本文采用离散元法，并在试验验证的基础上，使用自编程序模拟了球体冲击柔性细长颗粒介质的过程，探究了柔性细长颗粒摩擦系数、长度以及排布方式等参数对球体冲击力学响应的影响规律及机理。数值模拟结果显示：柔性细长颗粒间摩擦系数... 详细信息

本文采用离散元法，并在试验验证的基础上，使用自编程序模拟了球体冲击柔性细长颗粒介质的过程，探究了柔性细长颗粒摩擦系数、长度以及排布方式等参数对球体冲击力学响应的影响规律及机理。数值模拟结果显示：柔性细长颗粒间摩擦系数的增大能使柔性细长颗粒介质内产生更强的接触力链，抵抗冲击变形和冲击体入侵的能力增强；随机排布的柔性细长颗粒介质对冲击体的反弹随颗粒摩擦系数和颗粒长度的增加而加剧。对于规则排布的柔性细长颗粒介质，正交排布的柔性细长颗粒床相比于同向排布对于冲击体的贯入抵抗能力更强。

关键词：冲击细长颗粒柔性颗粒排布方式离散元法