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二元超声速混压式进气道亚临界稳定裕度研究

推进技术 2024年第2期45卷 38-53页

作者：王震宇谢文忠袁世杰南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016 西安航天动力研究所陕西西安710100

为了研究内收缩比和来流马赫数对二元超声速混压式进气道亚临界稳定裕度的影响规律及失稳机制,采用二维非定常仿真方法研究了内收缩比(ICR)为1.04~1.25的进气道在来流马赫数Ma0为2.4的条件下,以及内收缩比为1.08的进气道在来流马赫数为2... 详细信息

为了研究内收缩比和来流马赫数对二元超声速混压式进气道亚临界稳定裕度的影响规律及失稳机制,采用二维非定常仿真方法研究了内收缩比(ICR)为1.04~1.25的进气道在来流马赫数Ma0为2.4的条件下,以及内收缩比为1.08的进气道在来流马赫数为2.2~2.8条件下,其由稳态向失稳状态转变的过程。研究结果表明:(1)当Ma0=2.4时,在1.04≤ICR≤1.12内,随着ICR增加,亚临界稳定裕度ζ减小;1.16≤ICR≤1.25内,随着ICR增加,亚临界稳定裕度增大。(2)在内收缩比为1.08的条件下,马赫数变化引起的分离激波角和分离包再附压升两个关键因素变化共同主宰着进气道亚临界稳定裕度的变化趋势。(3)总体上,根据稳定亚临界初始状态的三相点无量纲高度?b是否大于1可将进气道的亚临界稳定裕度变化情形分为两类,当?b 1时,ζ随着?b的增加而增加。

关键词：亚燃冲压发动机超声速混压式进气道内收缩比来流马赫数稳定裕度三相点

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叶片破损对压气机性能的影响

哈尔滨工程大学学报 2024年第4期45卷 722-729页

作者：王忠义赵佳张晶王萌哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001 中船黄埔文冲船舶有限公司广东广州510715

为了研究叶片破损对压气机内部流场的影响机理,本文针对带有破损的跨音速压气机叶片进行气动性能变化规律和机理研究。通过NASA rotor 37实验结果验证了计算方法的准确性,利用数值仿真研究了叶片破损对压气性能的影响规律,并对2种典型... 详细信息

为了研究叶片破损对压气机内部流场的影响机理,本文针对带有破损的跨音速压气机叶片进行气动性能变化规律和机理研究。通过NASA rotor 37实验结果验证了计算方法的准确性,利用数值仿真研究了叶片破损对压气性能的影响规律,并对2种典型工况下叶片破损前后的流场结构进行对比分析,探讨引起性能变化的具体原因。研究表明:叶片破损会导致压气机的压比降低0.6631%、绝热效率降低0.7877%,且压气机的稳定裕度降低更为明显。叶尖破损主要对叶顶流场结构产生影响,使叶顶区域泄漏流增强,当其与激波相互作用时,通道内产生了流动堵塞和流动损失。本文研究成果可为实际服役中的航空发动机特性评定提供理论参考。

关键词：跨音速压气机叶片破损数值模拟气动性能压比效率稳定裕度叶顶泄漏流

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不同锁相环对LCC-HVDC控制回路稳定性的影响

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电网技术 2024年第3期48卷 1202-1213页

作者：刘俊涛汪娟娟叶运铭王泽昊华南理工大学电力学院广东省广州市510641 广东电网有限责任公司广州供电局广东省广州市510620

该文研究了电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)系统逆变侧采用不同锁相环时,锁相环控制回路比例–积分(proportional integral,PI)参数变化对直流控制回路稳定性的影响。首先... 详细信息

该文研究了电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)系统逆变侧采用不同锁相环时,锁相环控制回路比例–积分(proportional integral,PI)参数变化对直流控制回路稳定性的影响。首先,分别建立了逆变侧锁相环采用滑动平均滤波(mo ving average filter,MAF)和级联延时消去滤波(cascaded delayed signal cancellation,CDSC)的LCC-HVDC小干扰动态模型,并通过电磁暂态仿真验证了该模型的正确性。其次,基于拉普拉斯变换获得系统定电压控制回路的传递函数,利用奈奎斯特稳定判据以及稳定裕度指标分析不同锁相环对定电压控制回路稳定性的影响,并进行了机理分析,同时在PSCAD/EMTDC的电磁暂态模型上进行了验证。最后,进一步在LCC-HVDC工程模型上对该文所得结论的普适性进行了仿真验证。

关键词：高压直流输电锁相环稳定裕度小干扰动态模型

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交替静叶布局对轴流压气机气动稳定性的影响

推进技术 2024年第5期45卷 36-50页

作者：傅文广余军杨左瑞王威孙鹏王伟中国民航大学安全科学与工程学院天津300300 烟台杰瑞石油服务集团股份有限公司山东烟台264003

为揭示交替静叶布局控制角区分离的流动机理,提升压气机性能,实现压气机的扩稳,采用了数值模拟方法对某高负荷跨声速压气机展开交替静叶设计研究。通过改变静叶叶尖进口几何角,调整叶片的布局方式,得到一种改叶型弯角交替静叶,在此基础... 详细信息

为揭示交替静叶布局控制角区分离的流动机理,提升压气机性能,实现压气机的扩稳,采用了数值模拟方法对某高负荷跨声速压气机展开交替静叶设计研究。通过改变静叶叶尖进口几何角,调整叶片的布局方式,得到一种改叶型弯角交替静叶,在此基础上结合叶片弦长进一步优化,得到另一种改弦长交替静叶。数值研究表明:改叶型弯角交替静叶布局压气机的稳定裕度相对原型提升了34.7%,改弦长交替静叶使改叶型弯角交替静叶的压气机稳定性进一步提高,但会造成压比和效率的小幅下降,即以损失部分性能的代价换取了压气机稳定性的提升,改弦长交替静叶压气机在前者基础上将稳定裕度进一步提升了9.7%。新型的静叶布局使得相邻流道的流场结构产生差异,在周向上形成上、下角区分离交替分布的格局,促进了相邻流道出口流体的汇聚。叶型弯角的改变使角区低能流体区引入了更多高能流体,抑制了低能流体在角区堆积,提升了静叶的扩压能力。而弦长改变的同时增加了叶片前掠,阻隔了部分气流,实现了气流的重新分配,一定程度上平衡了两侧气流流量的不均匀性,从而改善了该压气机的气动稳定性。

关键词：轴流压气机交替静叶角区分离稳定裕度进口几何角

MMC系统稳定裕度随内环电流控制带宽的非单调变化特性及机理分析

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中国电机工程学报 2022年第10期42卷 3538-3547页

作者：王燕宁郭春义杨硕庞博林欣新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

模块化多电平换流器高压直流输电(modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC)在弱交流电网下潜在的振荡问题给电力系统的安全稳定运行带来挑战。弱电网下的振荡问题主要与控制环节之间的交互作用有关,... 详细信息

模块化多电平换流器高压直流输电(modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC)在弱交流电网下潜在的振荡问题给电力系统的安全稳定运行带来挑战。弱电网下的振荡问题主要与控制环节之间的交互作用有关,该文从锁相环和内环控制出发,首先研究不同短路比下锁相环及内环电流控制带宽对MMC系统稳定裕度的影响,发现系统相位裕度随内环控制带宽变化的“非单调”变化特性及该特性对内环带宽设计带来的挑战。然后基于主导模态参与因子分析,指出该“非单调”特性的产生与锁相环、内环控制、外环控制三者之间交互作用的增强有关,并提出不同短路比下提升系统稳定裕度的内环控制带宽设计方法。最后,通过仿真验证上述“非单调”变化特性及内环控制带宽设计方法的正确性。

关键词：模块化多电平换流器弱交流电网内环控制锁相环稳定裕度非单调

进气畸变条件下非轴对称风扇设计及扩稳机理研究

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航空学报 2024年

作者：余军杨傅文广孙鹏张韬王春雪赵伟北京动力机械研究所中国民航大学安全科学与工程学院

动力系统的进气畸变问题导致风扇性能下降、引发气动不稳定，从而对飞行器的安全构成潜在威胁，在军、民航空领域已受到广泛关注。为确保进气畸变条件下推进系统的可靠运行和飞行安全，本研究基于数值方法对某小涵道比涡扇发动机开展抗... 详细信息

动力系统的进气畸变问题导致风扇性能下降、引发气动不稳定，从而对飞行器的安全构成潜在威胁，在军、民航空领域已受到广泛关注。为确保进气畸变条件下推进系统的可靠运行和飞行安全，本研究基于数值方法对某小涵道比涡扇发动机开展抗畸变风扇设计及扩稳研究。针对其畸变影响特征，采用非轴对称静子(Non-AxisymmetricStator,NAS)布局来消除其不利影响，研究表明：NAS能够有效改善进气畸变条件下的风扇性能。相较于原型，在同流量工况下，绝热效率和总压比可分别相对增加1.37%和1.26%，稳定裕度可相对增加8.31%，实现了该NAS风扇的性能提升及扩稳目的；NAS设计直接作用于畸变区，有效改善了畸变区内的静叶冲角，抑制了静叶通道涡系结构的发展和迁移，较大程度减小静叶的扩压因子，从而有效消除了静叶的角区分离，使得静叶冲角周向分布相对均匀，有效改善风扇静叶内部流场，整体提高风扇的气动性能。此外，NAS设计还具有改善风扇后部内涵流场的潜力，使内涵出口的不均匀流场朝着周向均匀化方向发展，并且在有效减弱动态总压畸变强度、改善流场均匀性的同时，还兼具改善总温畸变的能力。

关键词：进气畸变涡扇发动机非轴对称静子气动性能稳定裕度

回差矩阵奇异值方法改进和MIMO系统稳定性分析

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系统工程与电子技术 2024年

作者：闫帅豪钱瑞魏明英郑勇斌北京电子工程总体研究所北京仿真中心

高速防空导弹大攻角飞行时，耦合现象严重，弹体的高动态响应特征进一步加剧通道耦合，因此研究通道耦合下的系统稳定性至关重要。提出一种双通道控制模式下，单通道断开、耦合通道视为内回路的新传递函数矩阵，并引入回差阵奇异值法计... 详细信息

高速防空导弹大攻角飞行时，耦合现象严重，弹体的高动态响应特征进一步加剧通道耦合，因此研究通道耦合下的系统稳定性至关重要。提出一种双通道控制模式下，单通道断开、耦合通道视为内回路的新传递函数矩阵，并引入回差阵奇异值法计算系统稳定裕度。通过仿真将传统奇异值法和基于新传递函数矩阵的奇异值改进法计算出的稳定裕度、单通道稳定裕度、双通道断开的稳定裕度和基于通道耦合下的稳定裕度，结合系统的时域响应进行对比分析。结果表明改进回差阵奇异值法计算结果更精确，通道耦合下的开环传递函数对系统稳定性描述更合理。

关键词：防空导弹稳定裕度回差阵最小奇异值开环传递函数

基于风-荷典型日聚类的电力系统静态稳定裕度评估

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电网与清洁能源 2023年第2期39卷 92-102,113页

作者：孙中尉李鹏飞王子辉周志勇贾燕冰山东电力工程咨询院有限公司山东济南250000 太原理工大学电力系统运行与控制山西省重点实验室山西太原030000

随着新能源占比的提升,在确定电网典型运行方式时,必须考虑风-荷典型日的选取及其波动性对电力系统静态稳定裕度的评估,以保证电网稳定运行。提出一种基于风-荷典型日聚类分析的电力系统静态稳定裕度研究方法;给出了一种基于动态时间弯... 详细信息

随着新能源占比的提升,在确定电网典型运行方式时,必须考虑风-荷典型日的选取及其波动性对电力系统静态稳定裕度的评估,以保证电网稳定运行。提出一种基于风-荷典型日聚类分析的电力系统静态稳定裕度研究方法;给出了一种基于动态时间弯曲和密度冠层的改进K-means的聚类分析方法来确定风-荷的典型波动特性;采用改进二分法搜索连续潮流法,建立了考虑典型日源荷波动的电力系统静态稳定裕度指标体系,以定量评价并确定风-荷波动对系统稳定性的影响,从而为准确辨识系统薄弱点及确定运行方式提供依据。经修改后的IEEE 39节点系统验证,对比分析了不同典型日、不同风电渗透率下电网静态稳定裕度变化趋势与薄弱点,验证了所提方法的准确性和有效性。

关键词：新能源波动负荷波动典型日稳定裕度典型运行方式

弱电网下基于比例权重的控制环参数自适应调整并网逆变器稳定性提升方法

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电工技术学报 2024年

作者：高家元黄帅姜飞涂春鸣肖凡湖南大学国家电能变换与控制工程技术研究中心长沙理工大学电气与信息工程学院

针对弱电网下并网逆变器(GCI)与电网阻抗交互易失稳的问题，以dq域下控制的GCI为例，构建考虑等效电流源稳定性的GCI的单输入单输出(SISO)阻抗模型，该模型将等效电流源中控制器参数变换到GCI的等效输出阻抗模型中，并将锁相环(PLL)引... 详细信息

针对弱电网下并网逆变器(GCI)与电网阻抗交互易失稳的问题，以dq域下控制的GCI为例，构建考虑等效电流源稳定性的GCI的单输入单输出(SISO)阻抗模型，该模型将等效电流源中控制器参数变换到GCI的等效输出阻抗模型中，并将锁相环(PLL)引发的阻抗回路折算到电网侧，实现等效电流源与控制器参数解耦，为控制环参数自适应调整控制策略下GCI的稳定性分析奠定模型基础；在此基础上，提出一种基于比例权重的控制环参数自适应调整控制方法，并基于所构建阻抗模型实现比例权重系数的分析与设计，该自适应控制方法能够保证GCI在弱电网范围内具有30°以上的充足稳定裕度，促使GCI具有良好的稳态与动态性能。最后，通过仿真和实验验证了本文理论分析的正确性以及所提控制策略的有效性。

关键词：弱电网并网逆变器控制器参数解耦自适应控制稳定裕度