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动态气动相似理论下的浮式风电模型设计验证

工程热物理学报 2024年第5期45卷 1359-1365页

作者：王新宝蔡畅陈晔雯杨英健肖洋李庆安中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院风能利用重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100149 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司重庆401122

浮式风电缩比实验一般采用传统的推力系数相似理论进行模型设计。模型机组可再现原型机组平均推力,但功率性能偏低,且动态气动相似性难以保证。本文提出一种基于最优叶尖速比映射关系的新型动态气动相似理论,并以NREL5-MW为原型机组,分... 详细信息

浮式风电缩比实验一般采用传统的推力系数相似理论进行模型设计。模型机组可再现原型机组平均推力,但功率性能偏低,且动态气动相似性难以保证。本文提出一种基于最优叶尖速比映射关系的新型动态气动相似理论,并以NREL5-MW为原型机组,分别设计了传统理论和新理论下的两款模型机组。与传统模型机组相比,新模型机组除了满足推力系数相似,功率系数也可通过增加某常数与原型机组近似。纵荡-纵摇组合运动下的计算结果表明:相同的叶尖速比变化下,新模型机组的动态推力、动态功率及其系数与原型机组的相似性明显优于传统模型机组。本工作适用于风洞实验研究,可在一定程度上解决水池实验中模型机组气动性能不够准确的问题。

关键词：浮式风电相似理论推力系数模型机组

下一代太阳能热发电中固体颗粒吸热器研究进展

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中国电机工程学报 2024年第18期44卷 7293-7308,I0016页

作者：张亚南唐宪友聂辅亮姚磐白凤武王志峰中国广核新能源控股有限公司北京市丰台区100160 中国科学院电工研究所北京市海淀区100190 中国科学院大学北京市海淀区100190

以化学惰性的固体颗粒作为下一代太阳能热发电系统中的传热流体和储热介质,可以使集热和储热系统的运行温度超过800℃,有望大幅度提高太阳能热发电系统的年均发电效率,进而降低发电成本。固体颗粒吸热器是太阳能热发电系统中的核心设备... 详细信息

以化学惰性的固体颗粒作为下一代太阳能热发电系统中的传热流体和储热介质,可以使集热和储热系统的运行温度超过800℃,有望大幅度提高太阳能热发电系统的年均发电效率,进而降低发电成本。固体颗粒吸热器是太阳能热发电系统中的核心设备,国内外研究团队提出了多种技术方案。该文根据颗粒流动方式的不同对各种固体颗粒吸热器技术进行分类,并对各种固体颗粒吸热器技术的研究进展进行介绍,重点阐述了优化吸热器结构和颗粒流动特性对吸热器热性能的提升作用。此外,通过各种固体吸热器热性能参数的对比分析,结合其运行特征总结出面临的技术挑战,并提出相应的优化策略,可为固体颗粒吸热器的优化设计提供指导。

关键词：下一代太阳能热发电固体颗粒吸热器颗粒流动热性能参数

基于Pearson相关性分析的双V型永磁电机失磁故障动态识别方法研究

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电工技术学报 2024年

作者：黄康杰熊斌崔刚李振国鲍炳炎中国科学院电工研究所比亚迪汽车有限公司中国科学院大学

针对电驱动系统用高功率密度永磁驱动电机存在的不可逆失磁问题，以一款8极48槽的双V型永磁电机为例对失磁故障的动态识别方法进行了研究。在考虑电机闭合磁路对永磁体失磁故障影响的基础上，通过分析高退磁率电机模型失磁前后的空载和... 详细信息

针对电驱动系统用高功率密度永磁驱动电机存在的不可逆失磁问题，以一款8极48槽的双V型永磁电机为例对失磁故障的动态识别方法进行了研究。在考虑电机闭合磁路对永磁体失磁故障影响的基础上，通过分析高退磁率电机模型失磁前后的空载和负载参数变化，采用Pearson相关性分析的方法提取了表征失磁故障的特征参量，给出了一种失磁故障的动态识别方法，并分析了转速和电流对特征参量的影响，完成了对失磁故障动态识别方法的修正。最后，通过仿真和实验测试的方法对失磁故障动态识别方法的准确性进行了验证，结果表明：仿真结果的误差为0.68%，实验测试的预测结果最大误差为1.765%，误差均在可接受范围内。

关键词：驱动电机双V型永磁电机失磁故障 Pearson相关性

熔盐塔式太阳能吸热器传热特性计算模型研究进展

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热力发电 2024年第7期53卷 24-33页

作者：唐宪友张亚南李欣怡白凤武王志峰中国广核新能源控股有限公司北京100160 中国科学院电工研究所北京100190 中国科学院大学北京100190

熔盐塔式太阳能热发电技术是目前国际主流的光热发电技术,熔盐吸热器作为将太阳能转换为热能的核心设备,其性能直接影响系统发电效率,吸热器安全性影响电厂运行小时数。因此,建立熔盐吸热器传热模型,获得准确的传热特性十分重要。对主... 详细信息

熔盐塔式太阳能热发电技术是目前国际主流的光热发电技术,熔盐吸热器作为将太阳能转换为热能的核心设备,其性能直接影响系统发电效率,吸热器安全性影响电厂运行小时数。因此,建立熔盐吸热器传热模型,获得准确的传热特性十分重要。对主流的外置圆柱式熔盐吸热器的传热计算模型进行了系统梳理,总结了传热模型中投入辐射能、辐射热损失、对流热损失及熔盐得热量的计算过程及基本方法。根据计算结果的精细程度,吸热器传热模型分为详细模型和简化模型。详细模型的计算精度高,能细致反映实际能量转换过程,但计算成本较高,瞬态过程计算耗时多,但其特定工况的计算结果可为简化模型提供计算结果的验证参考。简化模型是对描述熔盐吸热器传热特性的理论模型做合理简化,在较为准确地完成计算的同时具备较快的计算速度,多用于吸热器设计阶段。通过各模型特点及性能的总结对比,可为熔盐吸热器热性能计算过程的传热模型选择提供技术指导。

关键词：熔盐塔式太阳能热发电技术外置圆柱式吸热器计算模型热性能参数

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声悬浮高温小球轴向稳定性研究

声学学报 2024年第1期49卷 129-136页

作者：王晓振常钦吴鹏飞徐德龙王祥达张丽林伟军中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 中国核电工程有限公司北京100840 乳源瑶族自治县东阳光实业发展有限公司韶关512721

针对驻波声悬浮高温小球的轴向稳定性,建立了声−热−流−重力场耦合的物理模型,采用有限元方法计算了高温小球周围空间的不均匀温度场和声场,分析了驻波声场中直径2 mm的氮化硅小球在300~2000 K温度区间的轴向悬浮稳定性,并通过常温下声... 详细信息

针对驻波声悬浮高温小球的轴向稳定性,建立了声−热−流−重力场耦合的物理模型,采用有限元方法计算了高温小球周围空间的不均匀温度场和声场,分析了驻波声场中直径2 mm的氮化硅小球在300~2000 K温度区间的轴向悬浮稳定性,并通过常温下声悬浮实验验证了仿真模型的准确性。结果表明在初始悬浮间距满足谐振并保持不变的条件下,随着悬浮小球的温度升高,小球的平衡位置降低,并且存在能保持稳定悬浮状态的温度最大值。在小球升温的过程中,通过反馈调节发射端−反射端间距和发射端激励电压,可以在一定程度上保持高温小球的轴向悬浮稳定性。

关键词：声悬浮高温小球非均匀温度场轴向稳定性

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微反应器内甲苯连续二硝化制备二硝基甲苯

化工学报 2024年第3期75卷 867-876页

作者：陈饶赵鑫陈戴欣姜圣坤廉应江王金波杨梅陈光文中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023 中国科学院大学北京100049 中国五洲工程设计集团有限公司北京100053

为实现二硝基甲苯(DNT)的安全高效生产,采用微反应技术,以甲苯为原料、硝硫混酸为硝化剂,研究了甲苯连续二硝化反应过程基本规律。提高反应温度、增大硝酸与甲苯的摩尔比、降低混酸含水量、减小硝硫摩尔比、集成釜式搅拌操作有利于DNT... 详细信息

为实现二硝基甲苯(DNT)的安全高效生产,采用微反应技术,以甲苯为原料、硝硫混酸为硝化剂,研究了甲苯连续二硝化反应过程基本规律。提高反应温度、增大硝酸与甲苯的摩尔比、降低混酸含水量、减小硝硫摩尔比、集成釜式搅拌操作有利于DNT的生成;降低反应温度、提高混酸含水量和硝硫摩尔比,有利于降低2,4-/2,6-DNT比值。针对80/20DNT产品进行了硝化工艺优化。在反应温度75℃、混酸含水量14%(质量分数)、硝硫摩尔比1/4或1/3、搅拌时间5 min条件下,产物中一硝基甲苯(MNT)含量小于0.2%,2,4-和2,6-DNT含量大于96%,2,4-/2,6-DNT比值小于4.25,其他DNT异构体含量均小于4%,符合行业标准。绝热条件下,室温进料,混酸含水量14%(质量分数),硝硫摩尔比1/4,搅拌时间10min,生产的产品质量符合行业标准。研究结果为甲苯连续二硝化工艺开发及80/20DNT产品的连续制备提供了基础。

关键词：微反应器微通道过程强化硝化二硝基甲苯

基于空间非一致模糊核标定的红外图像超分辨率重建方法

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红外与激光工程 2024年第2期53卷 217-226页

作者：曹军峰丁庆海罗海波中国科学院光电信息处理重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110169 中国科学院大学北京100049 航天恒星科技有限公司北京100086

近年来,红外成像系统在工业、安防、遥感等领域获得了广泛的应用,但由于制造工艺及成本制约,红外系统的分辨率仍然较低。基于深度神经网络的单帧图像超分辨率重建技术是提高红外图像分辨率的有效方法,获得了广泛研究,并在仿真图像上取... 详细信息

近年来,红外成像系统在工业、安防、遥感等领域获得了广泛的应用,但由于制造工艺及成本制约,红外系统的分辨率仍然较低。基于深度神经网络的单帧图像超分辨率重建技术是提高红外图像分辨率的有效方法,获得了广泛研究,并在仿真图像上取得了显著进展,但应用于实际场景图像时容易出现伪影或图像模糊等现象。造成这种性能差异的主要原因是目前方法大多假定造成图像退化的模糊核是空间一致的,然而实际红外光学系统不可避免地存在像差、热离焦等,由此造成的图像模糊的模糊核并非空间一致的。针对这一问题,提出了一种非盲模糊核估计方法,通过采集特定的靶标图像,并设计模糊核估计网络,求解空间非一致模糊核;设计基于图像分块的超分辨率重建方法,将图像块和对应区域的模糊核一起输入非盲超分辨率重建网络进行子块图像重建,再通过子块合并和重叠区域图像融合,得到最终的高分辨率图像。实验结果表明,光学系统自身引起了模糊核随空间位置缓慢变化,在实验室条件下标定模糊核并基于图像分块进行超分辨率重建的方法可显著提高红外图像超分辨率重建的效果。

关键词：超分辨率重建空间非一致模糊模糊核估计红外图像

ArF准分子激光器脉冲参数高精度在线测量系统设计与实现

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红外与激光工程 2024年第6期53卷 71-80页

作者：赵万琦江锐冯泽斌许泽郭宁蒋衍朱精果中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院大学北京100049 北京科益虹源光电技术有限公司北京100176

保持激光光源输出能量稳定是光刻的关键环节,需要对深紫外准分子光源脉冲参数进行高精度在线测量。传统的准分子激光器能量测量装置多工作于低重复频率,针对高重频准分子激光器脉冲测量需求,设计了激光脉冲参数在线测量系统,使用峰值保... 详细信息

保持激光光源输出能量稳定是光刻的关键环节,需要对深紫外准分子光源脉冲参数进行高精度在线测量。传统的准分子激光器能量测量装置多工作于低重复频率,针对高重频准分子激光器脉冲测量需求,设计了激光脉冲参数在线测量系统,使用峰值保持电路配合模数转换器实现脉冲能量采集,通过建立并仿真峰值保持电路寄生等效模型,优化了高重频准分子激光脉冲峰值保持电路设计方法。所设计的系统在193nm ArF准分子光源平台上测试,实现了准分子光源脉冲参数的在线提取和能量实时高精度测量。经测试,光源在6kHz频率时,系统能量测量值相对于标准能量计的平均相对误差为0.22%,最大相对误差为0.56%,线性度为99.83%,为光刻深紫外准分子光源脉冲参数在线高精度测量系统的实际应用做了有益探索。

关键词：能量探测在线测量准分子激光脉冲参数线性度

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基于激光跟踪仪的瑞奇角在位检测方法

光学学报 2024年第12期44卷 233-243页

作者：曾昶宇李金鹏王鑫蕊中国科学院南京天文仪器研制中心江苏南京210042 中国科学技术大学天文与空间科学学院安徽合肥230026 中国科学院南京天文仪器有限公司江苏南京210042 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031

为了减小瑞奇-康芒法中瑞奇角测量误差,提升对大口径平面镜面形的检测精度,提出了一种基于激光跟踪仪的瑞奇角在位检测方法。首先使用激光干涉仪与靶球构建离焦定位光路,根据检测结果中Zernike power项系数精确地定位干涉仪焦点的空间坐... 详细信息

为了减小瑞奇-康芒法中瑞奇角测量误差,提升对大口径平面镜面形的检测精度,提出了一种基于激光跟踪仪的瑞奇角在位检测方法。首先使用激光干涉仪与靶球构建离焦定位光路,根据检测结果中Zernike power项系数精确地定位干涉仪焦点的空间坐标;随后用激光跟踪仪的靶球对待测平面镜的镜面及外轮廓进行特征点采样,并由采样点拟合出待测平面镜及瑞奇-康芒检测光路完备的空间几何模型,通过在位计算得到瑞奇角。通过数值仿真,分析出运用该方法检测瑞奇角的相对误差不超过0.017%;相比传统利用平面镜光瞳面的图像压缩比计算瑞奇角的方法,本文方法将瑞奇角的测量误差从约0.2°减小到了0.005°以内。在对430 mm平面镜瑞奇-康芒的检测实验中,选择2个角度进行测量,得到瑞奇角的大小为39.18°和21.12°。解算面形后,得到的平面镜Zernike power项系数的复原误差从6.31%降低至0.028%。通过该方法能够更加精确地测量瑞奇-康芒法中的瑞奇角,从而提高了瑞奇-康芒法对平面镜面形的检测精度。

关键词：光学检测瑞奇-康芒检测瑞奇角在位检测激光跟踪仪