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高压环境下水滴碰撞动力学研究

工程热物理学报 2024年第4期45卷 1233-1239页

作者：张宸玮章振宇北京理工大学机械与车辆学院北京100081

考虑到发动机燃烧室内的真实环境,搭建了高压环境下液滴碰撞试验系统。通过高速相机与长焦显微镜头的组合首次实现了较高环境压力下液滴碰撞过程的拍摄并得到高清水滴碰撞图像。基于拍摄得到的图像,开发了一套数据处理方法,完成了液滴... 详细信息

考虑到发动机燃烧室内的真实环境,搭建了高压环境下液滴碰撞试验系统。通过高速相机与长焦显微镜头的组合首次实现了较高环境压力下液滴碰撞过程的拍摄并得到高清水滴碰撞图像。基于拍摄得到的图像,开发了一套数据处理方法,完成了液滴碰撞过程中碰撞韦伯数We与碰撞参数B的量化,并得到了用于分析液滴碰撞结果的We-B诺谟图。发现当水滴碰撞的环境压力较小时,碰撞结果有融合、拉伸分离与反向分离;但当碰撞的环境压力逐渐升高,水滴碰撞后出现了“弹开”的现象。随后参考Estrade等对液滴碰撞结果的分析,将液滴碰撞后的形状因子进行修正,并将环境压力的影响考虑在内,得到了不同环境压力下液滴碰撞后融合与弹开的分界线,实现了与试验数据的高度吻合。

关键词：液滴碰撞弹开高压形状因子

收放伞绳对十字型伞静态气动特性影响的数值模拟研究

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北京理工大学学报 2024年第1期44卷 10-17页

作者：胡俊于菲于勇北京理工大学宇航学院北京100081

为研究十字型降落伞作为主动控制装置时,其可控性与气动特性的规律,建立了不同伞绳收缩比δ为0、10.0%、12.5%、15.0%、20.0%、25.0%时十字型伞无限质量充气的有限元模型,基于任意拉格朗日-欧拉方法进行数值模拟,分析了十字型降落伞收... 详细信息

为研究十字型降落伞作为主动控制装置时,其可控性与气动特性的规律,建立了不同伞绳收缩比δ为0、10.0%、12.5%、15.0%、20.0%、25.0%时十字型伞无限质量充气的有限元模型,基于任意拉格朗日-欧拉方法进行数值模拟,分析了十字型降落伞收缩伞绳,引起伞面几何构型不对称对气动特性的影响.结果表明:不同攻角为0°、5°、10°时,十字型降落伞的平均阻力系数随伞绳收缩比δ的增大而减小;十字型伞的瞬时升力峰值随着伞绳收缩比δ的增加而增大,方向始终由伞绳收缩一侧指向另一侧,具有较强的时变特性.

关键词：十字型降落伞伞绳收缩气动特性数值模拟任意拉格朗日欧拉方法

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轻型车制动颗粒排放研究现状

汽车工程 2024年第5期46卷 830-841,873页

作者：王昌钰李家琛谭丹葛蕴珊北京理工大学机械与车辆学院北京100081

随着汽车排气颗粒物排放标准的日益严格化,制动、轮胎磨损等产生的非排气颗粒物已经超过排气颗粒物成为汽车颗粒排放的主要来源。本文综述了制动颗粒物的研究现状,已有研究表明轻型车实际驾驶条件下制动产生的颗粒物PN排放能够达到10~(1... 详细信息

随着汽车排气颗粒物排放标准的日益严格化,制动、轮胎磨损等产生的非排气颗粒物已经超过排气颗粒物成为汽车颗粒排放的主要来源。本文综述了制动颗粒物的研究现状,已有研究表明轻型车实际驾驶条件下制动产生的颗粒物PN排放能够达到10~(12)#/km级别,PM排放最高可达21 mg/km,均超过国六尾气排放限值,并且有相当一部分集中在极细颗粒物水平(<100 nm),且颗粒物中含有PAHs等致癌物质。未来应制定相应的标准,规范制动颗粒物测量和控制方法。

关键词：制动颗粒物排放非尾气排放交通源排放

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燃料电池增程式动力系统能量管理策略研究

北京理工大学学报 2024年第1期44卷 51-59页

作者：张付军胡博睿张虹北京理工大学机械与车辆学院北京100081

以某款纯电动客车为研究对象,以增加车辆续驶里程为目的,提出燃料电池增程式混合动力系统结构,根据性能指标对动力系统各部件进行匹配计算和选型.提出了开关/功率跟随式能量管理策略,基于Cruise和Simulink分别搭建了整车动力系统模型和... 详细信息

以某款纯电动客车为研究对象,以增加车辆续驶里程为目的,提出燃料电池增程式混合动力系统结构,根据性能指标对动力系统各部件进行匹配计算和选型.提出了开关/功率跟随式能量管理策略,基于Cruise和Simulink分别搭建了整车动力系统模型和燃料电池及能量管理策略模型并进行联合仿真.结果表明,采用文中提出的能量管理策略车辆经济性相对于开关式和能量跟随式两种控制策略分别提高62%和31%,续驶里程相对于该两种控制策略分别提高41%和18%.

关键词：燃料电池增程器动力系统匹配模型搭建联合仿真能量管理充电状态(SOC)

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拉伸变焦线性菲涅尔聚光器集热特性研究

工程热物理学报 2024年第4期45卷 942-948页

作者：梁深马兴龙何谦唐艺郑宏飞北京理工大学机械与车辆学院北京100081

轻薄、光学效率高的线性菲涅尔透镜有望被广泛应用于太阳能聚光领域。然而,线性菲涅尔透镜在光线倾斜入射时焦距会变短,导致其全天有效集热时间短、集热效率低,严重阻碍了其规模化应用进程。为此,本文提出一种由超弹性透明材料制作的拉... 详细信息

轻薄、光学效率高的线性菲涅尔透镜有望被广泛应用于太阳能聚光领域。然而,线性菲涅尔透镜在光线倾斜入射时焦距会变短,导致其全天有效集热时间短、集热效率低,严重阻碍了其规模化应用进程。为此,本文提出一种由超弹性透明材料制作的拉伸变焦线性菲涅尔聚光器。当光线倾斜入射时,通过力学拉伸改变透镜的棱镜结构,以此调整棱镜对光线的偏折角度,实现变焦。通过力学和光学仿真,揭示了该菲涅尔透镜在拉伸变形中的聚光特性。实际制作了开口宽度为200 mm、焦距为360 mm的菲涅尔透镜,并对其进行了实验研究。结果表明,拉伸变焦策略可将线性菲涅尔聚光集热系统的有效工作时长提高2 h以上,其全天高效聚光集热时长达6.5 h,期间的平均集热效率约为0.6。

关键词：线性菲涅尔透镜拉伸变焦倾斜入射焦距变化太阳能聚光

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基于三维层析方法的受限空间内喷雾测量

工程热物理学报 2024年第1期45卷 271-278页

作者：凌晨陈海岩伍岳北京理工大学机械与车辆学院北京100081

三维层析方法通过相机采集待测信号在空间各方向上的二维投影,利用层析算法重构其三维空间分布,具有时空分辨能力,是测量和评估发动机缸内扩散和燃烧的新兴技术。为了使该方法能适用于受限空间,我们通过光线逆向追踪法和斯涅尔折射定律... 详细信息

三维层析方法通过相机采集待测信号在空间各方向上的二维投影,利用层析算法重构其三维空间分布,具有时空分辨能力,是测量和评估发动机缸内扩散和燃烧的新兴技术。为了使该方法能适用于受限空间,我们通过光线逆向追踪法和斯涅尔折射定律建立受限空间内待测信号和投影之间的映射关系,开发了三维跨界面层析算法。本文使用该算法对连续变化的受限空间内喷雾信号进行了重构实验,并计算出了喷雾表面曲率、速度以及其间的耦合关系。

关键词：层析扭曲修正三维曲率表面速度

一种结合MADDPG和对比学习的无人机追逃博弈方法

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宇航学报 2024年第2期45卷 262-272页

作者：王若冰王晓芳北京理工大学宇航学院北京100081

针对复杂作战环境中无人机的追逃博弈问题,建立了其马尔科夫模型,采用零和博弈思想,设计了追逃双方的奖励函数。构建了集中训练-分布执行的多智能体深度确定性强化学习算法(MADDPG)的训练流程,求解得到追逃博弈的纳什均衡解。针对以追... 详细信息

针对复杂作战环境中无人机的追逃博弈问题,建立了其马尔科夫模型,采用零和博弈思想,设计了追逃双方的奖励函数。构建了集中训练-分布执行的多智能体深度确定性强化学习算法(MADDPG)的训练流程,求解得到追逃博弈的纳什均衡解。针对以追逃双方初始位置等高维向量构成的捕获域(逃逸域)难以解析表征的问题,在MADDPG博弈网络基础上,结合深度对比学习算法,通过构建和训练孪生神经网络,实现了对高维捕获域(逃逸域)的间接表征。仿真结果表明,MADDPG算法可以有效求出给定条件下的无人机追逃博弈的纳什均衡解,同时,对比学习算法结合收敛的MADDPG网络对高维的捕获域(逃逸域)表征的正确率达到95%。

关键词：无人机(UAV) 追逃博弈多智能体强化学习纳什均衡深度对比学习

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自由活塞发动机电动压气机优化及熵产分析

内燃机学报 2024年第1期42卷 78-86页

作者：陈雪康施新胡晨星北京理工大学机械与车辆学院北京100081

为了使设计工况下匹配的增压器性能更优从而提高系统能量利用率,针对自由活塞发动机匹配的电动压气机,采用遗传算法对原压气机进行了优化,研究了优化前、后压气机内部流场特性,以熵产分析的方法量化了3种不可逆因素导致的流动损失,并将... 详细信息

为了使设计工况下匹配的增压器性能更优从而提高系统能量利用率,针对自由活塞发动机匹配的电动压气机,采用遗传算法对原压气机进行了优化,研究了优化前、后压气机内部流场特性,以熵产分析的方法量化了3种不可逆因素导致的流动损失,并将优化前、后压气机熵产和涡度分布对比分析,进一步明确了压气机的优化策略.结果表明:叶轮和扩压器中湍流耗散、传热耗散和黏性耗散的比例近乎为6∶3∶1.不可逆损失主要集中在叶顶间隙和叶片压力面,损失来源为间隙泄漏流与部分主流掺混形成的反向涡团.压壳中湍流耗散占比超过85%,具体表现为局部损失和沿程损失.优化后压气机等熵效率提高了6%,流道内涡团的范围、幅值大幅减小,不可逆流动损失降低.上述工作揭示了压气机流场中不同耗散机制的不可逆因素对能量损失的影响机理,为压气机气动优化设计提供指导.

关键词：自由活塞发动机电动压气机不可逆流动损失熵产涡度

考虑热管理约束的柴电混动系统能量再分配策略

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北京理工大学学报 2024年第5期44卷 476-483页

作者：刘波澜李奔万鹏范文浩唐静娴北京理工大学机械与车辆学院北京100081

针对传统能量管理策略缺乏对恶劣工况下热约束的考虑问题,提出了一种能量再分配策略.该策略创建并验证了带有热管理子系统的柴电混动系统模型,并基于邻域分量分析确定了冷却能力指标各自的权重系数,进而得到能够反映系统热状态的综合热... 详细信息

针对传统能量管理策略缺乏对恶劣工况下热约束的考虑问题,提出了一种能量再分配策略.该策略创建并验证了带有热管理子系统的柴电混动系统模型,并基于邻域分量分析确定了冷却能力指标各自的权重系数,进而得到能够反映系统热状态的综合热评价体系.结合热评价体系,提出了基于动量梯度下降法的能量再分配方法.以高海拔和电池冷却系统恶化两种典型工况为例对能量再分配策略进行实时仿真分析,两种工况下该策略均以牺牲较少综合油耗的代价明显改善了系统热状态,保障了车辆的可靠运行.结果证明了考虑热管理约束的能量再分配策略具有良好的效果.

关键词：能量管理混动系统综合热评价体系热管理实时仿真