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光谱响应曲线对双色法燃烧测量技术精度影响

洁净煤技术 2024年

作者：韩磊程勇朱宁静王哲黄志锋武汉大学动力与机械学院

化石能源是全球能源消费占比最高的能源，我国超一半的能源消费来自于煤炭，化石燃料燃烧时燃烧系统的温度场和燃烧介质的浓度分布直观反映了其是否充分燃烧，以及燃烧系统是否安全稳定运行。基于CCD相机的双色法广泛应用于燃烧温度场... 详细信息

化石能源是全球能源消费占比最高的能源，我国超一半的能源消费来自于煤炭，化石燃料燃烧时燃烧系统的温度场和燃烧介质的浓度分布直观反映了其是否充分燃烧，以及燃烧系统是否安全稳定运行。基于CCD相机的双色法广泛应用于燃烧温度场和烟黑浓度场测量，为认识燃烧规律和掌握燃烧状态发挥重要作用。已有工作大多忽略CCD相机的光谱响应特征，而将CCD相机各通道检测信号视为火焰在特定波长处辐射能量，给燃烧温度和烟黑浓度测量结果带来误差，并鲜有针对光谱响应曲线简化所引起测量误差的分析。通过模拟计算分析了形状、半宽、不对称性等不同光谱响应曲线参数对火焰温度及烟黑浓度重建精度的影响。结果表明，光谱响应曲线形状和半宽对重建精度影响较小，在无测量误差条件下，温度场平均重建误差均小于1%；当光谱响应曲线不对称或中心波长不准确时，重建结果误差明显增大，在无测量误差条件下，温度场平均重建误差可达2.4%。对CCD相机进行黑体炉及光谱响应曲线标定，通过CCD相机对乙烯层流扩散火焰进行实验测量发现，利用中心波长和利用实际光谱响应曲线测量结果具有明显偏差，最高温度和最大烟黑浓度偏差分别为4.74%和16.4%。

关键词：光谱响应曲线双色法温度场烟黑浓度场

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光谱响应曲线对双色法燃烧测量技术精度影响

洁净煤技术 2024年第8期30卷 128-137页

作者：韩磊程勇朱宁静王哲黄志锋武汉大学动力与机械学院武汉430072

基于CCD相机的双色法广泛应用于燃烧温度场和烟黑浓度场测量,为认识燃烧规律和掌握燃烧状态发挥重要作用。已有工作大多忽略CCD相机的光谱响应特征,而将CCD相机各通道检测信号视为火焰在特定波长处辐射能量,给测量结果带来误差,并鲜有... 详细信息

基于CCD相机的双色法广泛应用于燃烧温度场和烟黑浓度场测量,为认识燃烧规律和掌握燃烧状态发挥重要作用。已有工作大多忽略CCD相机的光谱响应特征,而将CCD相机各通道检测信号视为火焰在特定波长处辐射能量,给测量结果带来误差,并鲜有针对光谱响应曲线简化所引起测量误差的分析。以乙烯/空气层流扩散火焰为例,模拟不同光谱响应曲线CCD相机的火焰重建过程,分析了形状、半宽、不对称性等不同光谱响应曲线参数对火焰温度及烟黑浓度重建精度的影响。结果表明,光谱响应曲线形状和半宽对重建精度影响较小,在无测量误差条件下,温度场平均重建误差均小于1%;当光谱响应曲线不对称或中心波长不准确时,重建结果误差明显增大,在无测量误差条件下,温度场平均重建误差可达2.4%。对CCD相机进行黑体炉及光谱响应曲线标定,通过CCD相机对乙烯层流扩散火焰进行测量发现,利用中心波长和实际光谱响应曲线测量结果具有明显偏差,最高温度和最大烟黑浓度偏差分别为4.74%和16.4%。

关键词：光谱响应曲线 CCD相机燃烧检测双色法温度场烟黑浓度场

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喷淋水膜对固体表面红外辐射抑制研究

红外与毫米波学报 2024年第2期43卷 279-287页

作者：杨斌刘志凌韩磊李智伟王振安一峰黄志锋武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072 中国舰船研究设计中心湖北武汉430064

本文为揭示喷淋水膜对固体表面的红外辐射抑制机理并建立准确的红外辐射计算方法,开展了水膜对固体表面红外辐射影响规律的理论和实验研究,表明在8~12μm波段,水膜厚度大于100μm时,覆盖水膜固体表面的红外辐射特征主要取决于水膜的红... 详细信息

本文为揭示喷淋水膜对固体表面的红外辐射抑制机理并建立准确的红外辐射计算方法,开展了水膜对固体表面红外辐射影响规律的理论和实验研究,表明在8~12μm波段,水膜厚度大于100μm时,覆盖水膜固体表面的红外辐射特征主要取决于水膜的红外辐射。建立了覆盖水膜固体表面的红外辐射传输模型,对文献中常用计算方法的结果精度进行了分析。采用水膜自由表面温度计算红外辐射误差小于0.3%,而采用固体表面温度计算红外辐射最大误差达8.32%。

关键词：水膜固体表面喷淋降温红外辐射

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洁净手术室多类送风模式及其通风换气特征

武汉大学学报（工学版） 2024年第5期57卷 646-653页

作者：赵福云许航史敦科杨国彪孙佳韵章伟晨武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072

对不同送风形式下的某Ⅱ级单向流洁净手术室内的静态气流组织进行数值研究,主要研究了局部水平送风、垂直送风及换气次数对手术室内气流组织及相应关键评价指标的影响。利用基于RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes equations)的标准k... 详细信息

对不同送风形式下的某Ⅱ级单向流洁净手术室内的静态气流组织进行数值研究,主要研究了局部水平送风、垂直送风及换气次数对手术室内气流组织及相应关键评价指标的影响。利用基于RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes equations)的标准k-ε(湍动能-耗散率)湍流模型开展数值模拟,比较不同送风模式与换气次数对静态手术洁净室下工作区域内流动特征、风速不均匀度、速度衰减度以及空气龄的作用规律。结果表明,垂直单向流应谨慎增加换气次数,在工作面z=7/16H(H为高度)附近能取得该模型最优风速不均匀性;局部水平单向流相较局部垂直单向流能更好地抵抗由于无影灯等设备带来的气流阻隔,但其气流参数易受送风口前障碍物或医护人员位置变动所带来的扰动而急剧下降,因此在工程中应保障水平送风口的通畅性。

关键词：洁净手术室气流组织换气次数空气龄

新型双体波浪能转换装置多自由度耦合水动力特性研究

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振动与冲击 2024年第4期43卷 207-214页

作者：顾兴远牛玉博郑阳何培杰陈启卷武汉大学动力与机械学院武汉430072 武汉大学水力机械过渡过程教育部重点实验室武汉430072

提出一种新型双体波浪能转换装置,其主体由浮标和可调节质心的摆体构成。利用AQWA进行频域仿真,获取装置的水动力参数,建立含黏性项的多自由度耦合的时域模型,并将水动力参数代入模型,分别开展规则波、不规则波的仿真,研究质心位置、PTO... 详细信息

提出一种新型双体波浪能转换装置,其主体由浮标和可调节质心的摆体构成。利用AQWA进行频域仿真,获取装置的水动力参数,建立含黏性项的多自由度耦合的时域模型,并将水动力参数代入模型,分别开展规则波、不规则波的仿真,研究质心位置、PTO(power take-off)阻尼对装置性能的影响,最终根据真实海况划分若干不规则波并分别开展仿真,研究装置在真实海况下的发电性能。结果表明,装置可通过调节配重位置在不同周期的波浪中高效发电,且装置在小波高情况下也可以有效利用波浪能量,具有持续的发电能力。

关键词：波浪能转换装置双体点吸收装置多自由度耦合非线性模型不规则波

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生物淋滤电动修复湖泊底泥中的铬

环境科学与技术 2024年第S1期47卷 150-154页

作者：刘广容姜华王松伟武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072

该文采用生物淋滤电动复合技术修复底泥,经生物淋滤后底泥中铬形态发生了改变,可交换离子态、碳酸盐结合态的铬含量比例明显增加,而铁锰氧化物结合态、硫化物及有机结合态以及残渣态的比例含量明显下降(可为电动修复底泥时铬的迁移提供... 详细信息

该文采用生物淋滤电动复合技术修复底泥,经生物淋滤后底泥中铬形态发生了改变,可交换离子态、碳酸盐结合态的铬含量比例明显增加,而铁锰氧化物结合态、硫化物及有机结合态以及残渣态的比例含量明显下降(可为电动修复底泥时铬的迁移提供有利条件)。单纯电动修复铬的去除率为32.6%,单纯生物淋滤铬的去除率为25.1%,淋滤去除率与底泥的pH值和氧化还原电位紧密相关。经生物淋滤电动复合处理后,铬的去除总量可达53.4%。生物淋滤电动复合技术对可交换的离子态、碳酸盐结合态、硫化物及有机结合态的铬去除率较高,特别是对碳酸盐结合态的铬去除率达到61.1%。实验表明电动生物淋滤技术具有协同作用,适合湖泊底泥铬污染治理。

关键词：电动生物淋滤铬底泥修复

基于EMD-DRSN和ILSO-SVM的水电机组故障诊断

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中国农村水利水电 2024年第8期 235-240页

作者：田波张广生马泽宁陈启卷武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072

水电机组的振动信号中蕴藏着丰富的机组状态信息,如果能充分地提取并有效地利用其所含的故障特征,将对识别机组状态、诊断机组故障带来极大的便利。为充分地提取振动信号所蕴含的故障特征,将深度残差收缩网络(DRSN)与经验模态分解(EMD)... 详细信息

水电机组的振动信号中蕴藏着丰富的机组状态信息,如果能充分地提取并有效地利用其所含的故障特征,将对识别机组状态、诊断机组故障带来极大的便利。为充分地提取振动信号所蕴含的故障特征,将深度残差收缩网络(DRSN)与经验模态分解(EMD)相结合,前者挖掘数据隐藏信息,后者提取时频特征,进而形成融合特征。随后,为有效利用这些故障特征,采用改进光谱优化算法(ILSO)对支持向量机(SVM)的核函数参数G和惩罚系数C进行寻优,以提高SVM的分类精确度。经分析表明该方法能在一定程度上加深对水电机组故障特征的挖掘,提高故障诊断的效率及准确率。

关键词：水电机组故障诊断深度残差收缩网络光谱优化算法经验模态分解

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多孔孔板空化流动特性实验研究

中国农村水利水电 2024年第4期 132-140页

作者：麦楚霖常正柏赵亮彭宇蒋劲武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072

多孔孔板常作为节流元件安装在管道中,但孔板下游的空化流动容易导致管道振动,对系统产生不利影响,本文通过实验测量不同孔隙率孔板在不同空化阶段产生的振动及对应的压差和流量。结果表明,随着空化程度的不断加剧,全频段振动加速度级... 详细信息

多孔孔板常作为节流元件安装在管道中,但孔板下游的空化流动容易导致管道振动,对系统产生不利影响,本文通过实验测量不同孔隙率孔板在不同空化阶段产生的振动及对应的压差和流量。结果表明,随着空化程度的不断加剧,全频段振动加速度级显著增大,峰值逐渐也增大,振动加速度呈现宽频特性。通过空化振动曲线中拟合曲线的斜率不同,可以区分出不同空化阶段以及临界空化数,孔隙率小于1.8的孔板临界空化数随孔隙率的增大迅速减小,当孔隙率大于1.8,初生及持续空化数随孔隙率增速变缓,阻塞空化数基本不变,即适当增大孔隙率有利于延缓空化的发生。根据空化流阻曲线,未发生空化时孔板流阻系数基本不变,空化初生时流阻系数略有减小,而后随着空化不断加剧,流阻系数迅速增大,孔隙率越大,流阻越大,流阻受空化数的影响越大。综合考虑孔板的振动和流阻特性,建议孔板孔隙率应保持在1.8~2.0之间。

关键词：多孔孔板空化振动流阻

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基于点线特征的快速视觉惯性SLAM算法

机床与液压 2024年第3期52卷 10-16页

作者：周书杰吴功平何文山武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072

为了提高基于点特征的SLAM算法的定位精度和鲁棒性,提出一种点线特征融合的快速单目视觉惯性SLAM算法。使用ELSED算法快速提取高质量的线特征,在非关键帧追踪时,基于连续帧之间微小运动的假设,实现连续图片间的快速线段匹配,且无需线段... 详细信息

为了提高基于点特征的SLAM算法的定位精度和鲁棒性,提出一种点线特征融合的快速单目视觉惯性SLAM算法。使用ELSED算法快速提取高质量的线特征,在非关键帧追踪时,基于连续帧之间微小运动的假设,实现连续图片间的快速线段匹配,且无需线段描述子。在插入新关键帧时,提取线段描述子来完成关键帧之间的线特征匹配,创造新的地图线。最后在公开数据集上进行实验,结果表明:ELSED算法在提取高质量线段的同时,耗时仅为LSD算法的13%;与传统利用线段描述子的匹配算法相比,此算法的时间效率提升了83%,并减少线段误匹配,提高系统定位精度,系统的平均跟踪帧率为33帧/s,保证了系统的实时性。

关键词：同时定位与建图点线特征视觉惯性融合快速线段匹配