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基于多紫外相机的旋流火焰三维锋面层析重建

航空学报 2023年第18期44卷 143-156页

作者：倪浩伟刘国炎周毅张彪柳伟杰许传龙东南大学能源与环境学院大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心南京210096 中国航空发动机研究院基础与应用研究中心北京101304

旋流火焰锋面可表征火焰宏观结构和燃烧稳定性,其瞬态三维结构测量对旋流燃烧机理研究和旋流燃烧器优化设计具有重要意义。提出一种基于多紫外相机成像的测量方法,构建了基于多紫外相机阵列的化学发光层析成像(Computed Tomography of C... 详细信息

旋流火焰锋面可表征火焰宏观结构和燃烧稳定性,其瞬态三维结构测量对旋流燃烧机理研究和旋流燃烧器优化设计具有重要意义。提出一种基于多紫外相机成像的测量方法,构建了基于多紫外相机阵列的化学发光层析成像(Computed Tomography of Chemiluminescence,CTC)系统,实现了低成本、高准确度的旋流火焰瞬态锋面化学发光信息获取;发展了基于预识别技术的联合代数重建算法(Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique,SART),通过光线追踪识别零强度体素,从而减少计算量和重建伪影。开展了数值模拟研究,以验证重建算法的准确性和抗噪性。最后搭建了甲烷-空气预混旋流燃烧实验台,开展了基于多紫外相机的化学发光成像系统标定和低旋流火焰锋面特性实验研究。结果表明,旋流火焰锋面反投影重建精度达到0.97以上,同时计算量减小了59.6%;稳定燃烧工况下,低旋流火焰在喷嘴出口处扩张,锋面呈现涡旋状的碗形结构;随着当量比的增大,火焰推举高度略有上升,火焰体积逐渐增大,燃烧稳定性增强。

关键词：紫外成像旋流火焰锋面结构层析重建化学发光

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基于改进残差网络的旋转机械故障诊断

太阳能学报 2023年第7期44卷 409-418页

作者：徐硕邓艾东杨宏强范永胜邓敏强刘东川大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心南京210096 东南大学能源与环境学院南京210096 国家能源集团江苏电力有限公司南京215433

针对传统风电机组轴承和齿轮箱故障诊断方法需人工提取特征而易引入人为误差和浅层神经网络提取特征困难导致诊断效果不佳的问题,提出一种基于改进残差神经网络的风电机组轴承和齿轮箱故障诊断方法。引入选择性内核网络(SKNet)结构来对... 详细信息

针对传统风电机组轴承和齿轮箱故障诊断方法需人工提取特征而易引入人为误差和浅层神经网络提取特征困难导致诊断效果不佳的问题,提出一种基于改进残差神经网络的风电机组轴承和齿轮箱故障诊断方法。引入选择性内核网络(SKNet)结构来对卷积核执行注意力机制,引入全局上下文网络(GCNet)结构来充分利用全局上下文信息对不同通道进行权值重标定。实验结果表明,所提方法对在强噪声情况下对风电机组轴承和多维度特征的风电机组齿轮箱具有良好的故障诊断能力。

关键词：风电机组滚动轴承齿轮箱故障诊断残差神经网络

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高温锂热管三相耦合数值模拟

核动力工程 2022年第6期43卷 37-42页

作者：毛赏周涛刘文斌魏东薛春辉东南大学能源与环境学院核科学与技术系南京210096 核热工安全与标准化研究所南京210096 大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心南京210096

为了研究锂热管的传热机理,推动锂热管在小堆中的应用。采用COMSOL Multiphysics软件,建立了管壁、吸液芯和管内蒸气腔室的固液气三相耦合模型,对热管的温度分布、压力分布和速度分布进行计算。结果表明:当蒸发段的热流从13.9 kW增加到2... 详细信息

为了研究锂热管的传热机理,推动锂热管在小堆中的应用。采用COMSOL Multiphysics软件,建立了管壁、吸液芯和管内蒸气腔室的固液气三相耦合模型,对热管的温度分布、压力分布和速度分布进行计算。结果表明:当蒸发段的热流从13.9 kW增加到20.8 kW时,管壁温度、蒸气温度、蒸气压力以及吸液芯内部的液体压力、液体轴向速度随着加热功率的增加而增加,蒸气轴向速度随着加热功率的增加先增加后降低。在稳态运行时,管壁温度呈现阶梯形下降,而蒸气温度和压力基本保持不变,表明了锂热管具有良好的等温性。

关键词：高温热管锂热管耦合模型数值模拟

三重管法高压喷射注浆装置水气同轴喷嘴CFD模拟

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东南大学学报（自然科学版） 2022年第4期52卷 623-630页

作者：张峰李健邓永锋吕剑虹许传龙柯瀚东南大学能源与环境学院南京210096 东南大学大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心南京210096 东南大学交通学院南京210096 浙江大学建筑工程学院杭州310058

为了探讨水气同轴喷嘴的结构参数对污染场地固化/稳定化过程中污染土与药剂浆液混合均匀性的影响,基于空气水污染土3相之间的曳力作用建立了水气同轴喷嘴在土体介质中射流流动的计算流体动力学(CFD)数学模型,采用FLUENT软件对流线形、... 详细信息

为了探讨水气同轴喷嘴的结构参数对污染场地固化/稳定化过程中污染土与药剂浆液混合均匀性的影响,基于空气水污染土3相之间的曳力作用建立了水气同轴喷嘴在土体介质中射流流动的计算流体动力学(CFD)数学模型,采用FLUENT软件对流线形、收敛圆锥形和圆柱形结构的水气同轴喷嘴在土体介质中射流过程进行了数值模拟研究,分析了不同结构水气同轴喷嘴在土体介质中的射流方向、横向扩散宽度及中心轴线速度场的变化规律.结果表明:相比收敛圆锥形和圆柱形水气同轴喷嘴,流线形水气同轴喷嘴的射流性能更好;3种结构形式的水气同轴喷嘴在喷射2、5、8 ms时射流初期长度及横向扩散宽度基本一致,随着喷射距离的增加,流线形水气同轴喷嘴的方向未发生偏移,其射流集束性和冲击能量最优.

关键词：污染场地固化/稳定化高压喷射注浆水气同轴喷嘴数值模拟

基于对比学习辅助训练的超短期风功率预测方法

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仪器仪表学报 2023年第3期44卷 89-97页

作者：王颖朱南阳谢浩川李健张凯锋东南大学自动化学院复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室南京210096 东南大学能源与环境学院大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心南京210096

利用深度学习方法提高风功率超短期预测精度能够给电力系统日内机组组合、超短期经济调度、和电力备用安排提供更精确的风功率预测结果,对进一步提高电力系统运行的安全性和经济性具有重要意义。本文针对当前深度学习特征提取模块对时... 详细信息

利用深度学习方法提高风功率超短期预测精度能够给电力系统日内机组组合、超短期经济调度、和电力备用安排提供更精确的风功率预测结果,对进一步提高电力系统运行的安全性和经济性具有重要意义。本文针对当前深度学习特征提取模块对时序曲线中的隐式特征和趋势变化的相似性提取不充分的问题,提出一种基于对比学习辅助训练的超短期风功率预测模型,主要包括输入模块、特征提取模块、对比学习辅助模块和回归模块。该模型通过自监督的对比学习算法自主生成正负样本、并以拉开正负样本的映射空间距离为目标来辅助训练特征提取模块的网络参数,使得特征提取模块的映射结果中包含了输入信息相似性的隐式特征,进而减少数据冗余信息、增强样本关联性,最终提高风功率预测精度。实验结果表明,对比学习方法的平均绝对误差比长短期记忆网络和轻量梯度提升机方法分别下降了19.9%和6.5%,有效提高了风功率预测精度。

关键词：风功率预测对比学习深度学习自监督学习特征提取

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燃煤电站碳捕集系统的分布式预测控制研究

动力工程学报 2023年第2期43卷 246-252,274页

作者：伍权杨晋宁王志勇徐冬杨阳唐子寒吴啸国家能源集团新能源技术研究院有限公司北京102209 东南大学大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心南京210096

提出一种基于分布式模型预测控制的燃煤电站-碳捕集系统优化控制方法。基于动态矩阵控制原理为燃煤电站和碳捕集系统分别设计了局部预测控制器。最后,在660 MW超临界燃煤机组耦合单乙醇胺化学吸收碳捕集系统模型上,对所提控制方法进行... 详细信息

提出一种基于分布式模型预测控制的燃煤电站-碳捕集系统优化控制方法。基于动态矩阵控制原理为燃煤电站和碳捕集系统分别设计了局部预测控制器。最后,在660 MW超临界燃煤机组耦合单乙醇胺化学吸收碳捕集系统模型上,对所提控制方法进行仿真。结果表明:分布式预测控制方法在较高的计算效率下实现了电碳两侧控制效果的全局优化,控制效果明显优于常规分散式预测控制。

关键词：燃煤电站碳捕集灵活运行分布式预测控制动态矩阵控制

基于动态规划的SOFC冷热电三联供综合能源系统日前经济调度

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中国电机工程学报 2022年第21期42卷 7775-7783页

作者：孙雯陈紫薇张玉琼苏志刚孙立东南大学大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心江苏省南京市210096 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

综合能源系统(integratedenergysystem,IES)经济运行面临系统内各能源生产及转换设备之间的耦合以及多种能源需求的不均衡等问题。为此,以系统安全为约束、经济成本最小为目标函数,包括燃料成本、运行和维护成本,提出基于固体氧化物燃... 详细信息

综合能源系统(integratedenergysystem,IES)经济运行面临系统内各能源生产及转换设备之间的耦合以及多种能源需求的不均衡等问题。为此,以系统安全为约束、经济成本最小为目标函数,包括燃料成本、运行和维护成本,提出基于固体氧化物燃料电池(solidoxidefuel cell,SOFC)的冷热电三联供综合能源系统(integratedtri-generationenergy system,ITES)的运行调度模型,包括SOFC、光伏设备、风力发电机、电热泵、电制冷机、溴化锂制冷机、储电和储热设备。引入动态规划算法求解全局最优调度方案,并基于同一负荷场景讨论储电、储热设备分别带来的经济效益。调度结果表明:与仅储电、仅储热工况相比,采用电、热混合储能的工况可以分别降低4.3%与1.1%的经济成本,并减少供能设备的使用,提升储能设备工作的稳定性。

关键词：经济调度综合能源系统动态规划混合储能固体氧化物燃料电池

基于VMD和改进DenseNet的滚动轴承故障诊断

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动力工程学报 2023年第11期43卷 1500-1505,1522页

作者：董路南邓艾东范永胜刘洋东南大学能源与环境学院南京210096 大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心南京210096 国家能源集团江苏电力有限公司南京215433

针对传统故障诊断方法抗噪性能差,对振动信号中的故障信息挖掘不充分的问题,提出了一种基于变分模态分解(VMD)与改进的稠密连接网络(DenseNet)相结合的滚动轴承故障诊断模型。首先利用VMD将含有噪声的振动信号分解为多个本征模态分量,... 详细信息

针对传统故障诊断方法抗噪性能差,对振动信号中的故障信息挖掘不充分的问题,提出了一种基于变分模态分解(VMD)与改进的稠密连接网络(DenseNet)相结合的滚动轴承故障诊断模型。首先利用VMD将含有噪声的振动信号分解为多个本征模态分量,选取与原始信号相关性较大的若干分量并重构,得到降噪后的信号。然后将重构信号送入DenseNet网络中提取特征,并通过增加通道注意力机制对提取的不同特征赋予不同的权重,进一步强化特征的区分度。最后,通过Softmax层完成故障分类。结果表明:该模型对含有不同强度噪声的振动信号均能有效提取故障特征,具有良好的诊断性能。

关键词：变分模态分解稠密连接网络降噪通道注意力机制故障诊断

基于改进格拉姆角场和注意力的滚动轴承故障诊断

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轴承 2023年

作者：占可王寅杰董路南范永胜邓艾东大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心国能江苏公司东南大学能源与环境学院

针对传统的卷积神经网络在噪声环境下特征辨识性差且难以充分挖掘数据信息的问题，提出基于改进的格拉姆角场(Improved Gramian Aagular Field)和注意力模块的滚动轴承故障诊断模型。首先根据轴承转速和采样频率计算单个故障周期包含的... 详细信息

针对传统的卷积神经网络在噪声环境下特征辨识性差且难以充分挖掘数据信息的问题，提出基于改进的格拉姆角场(Improved Gramian Aagular Field)和注意力模块的滚动轴承故障诊断模型。首先根据轴承转速和采样频率计算单个故障周期包含的信号点数，对单个故障周期内采集到的振动信号进行分段聚合，利用格拉姆角场(Gramian Angular Field，GAF)进行编码生成相应特征图，再将其输入卷积神经网络(Convolutional Neural Networks ，CNN)进行滚动轴承故障特征的提取，并引入适用于卷积神经网络的注意力模块实现特征的自适应加权，最后输入到Softmax层完成滚动轴承故障分类。实验结果表明，该方法具有更好的抗噪能力和更高的诊断准确率。

关键词：滚动轴承故障诊断格拉姆角场卷积神经网络注意力机制