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气动双弹片对垂直轴风力机气动性能影响研究

太阳能学报 2025年第1期46卷 25-33页

作者：俞洪静岳敏楠李春缪维跑王培麟黄浩达上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

针对叶片流动分离导致垂直轴风力机气动性能下降,基于鸟类羽毛随阵风轻微抬起维持气流在其外翼再附着的特点,在叶片两侧加装气动弹片,通过计算流体动力学方法研究其对垂直轴风力机的作用机理以及对其气动性能的影响,并基于动态模态分解... 详细信息

针对叶片流动分离导致垂直轴风力机气动性能下降,基于鸟类羽毛随阵风轻微抬起维持气流在其外翼再附着的特点,在叶片两侧加装气动弹片,通过计算流体动力学方法研究其对垂直轴风力机的作用机理以及对其气动性能的影响,并基于动态模态分解对比分析气动弹片作用下垂直轴风力机尾迹流场模态特征。结果表明:气动双弹片可抑制叶片表面流动分离,提升整机气动性能,有效增加流场稳定性;可大幅提升垂直轴风力机叶片瞬时转矩、切向力及翼型吸力面压力系数,且使低尖速比成为最佳尖速比,有效提高自启动性能及运行过程中的稳定性,从而提升垂直轴风力机气动性能,流场动态模态分解表明双弹片有助于抑制尾流涡强度。

关键词：垂直轴风力机气动性能流动分离计算流体动力学气动双弹片

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碳基材料强化相变材料导热性能的研究进展

精细化工 2025年第1期42卷 27-38页

作者：何媚质肖志豪陈嘉祥边晶谢培靖长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410114

有机相变材料具有潜热高、过冷度小、无相分离和成本较低等优良特性,已广泛应用于相变储能领域,但其热导率低。碳基材料作为性能优异的导热增强剂,具有热导率高、比表面积大、质量轻、可塑性强等特点,而且易被加工成不同形状,具有良好... 详细信息

有机相变材料具有潜热高、过冷度小、无相分离和成本较低等优良特性,已广泛应用于相变储能领域,但其热导率低。碳基材料作为性能优异的导热增强剂,具有热导率高、比表面积大、质量轻、可塑性强等特点,而且易被加工成不同形状,具有良好的应用场景适应性,广泛用于相变储能领域增强导热性能。该文综述了一维、二维、三维碳基材料改性有机相变材料的研究进展,其中,三维碳基材料,或可构筑为三维结构的低维碳基材料,具有更为优异的综合性能,一方面三维骨架结构可为相变材料构建连续的导热通路,提高相变材料的热导率;另一方面碳基材料的多孔结构能够提供较强的表面张力和毛细管力,有效防止相变材料的液相泄漏。总结了碳基材料在改善有机相变材料热导率、液相泄漏、热性能等方面取得的效果。指出了碳基材料改性有机相变材料在实际推广应用中可能存在的问题,并展望了未来的发展方向。

关键词：有机相变材料碳基材料热导率强化导热液相泄漏

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氨/正庚烷双燃料喷雾着火与污染物生成研究

华中科技大学学报(自然科学版) 2025年第1期53卷 121-128页

作者：张尊华余伟平韦一董东升武汉理工大学船海与能源动力工程学院

针对氨/正庚烷双燃料喷雾开展大涡模拟，研究环境温度（Ta）对双燃料喷雾着火与污染物生成的影响．结果表明：提升Ta促进了正庚烷喷雾和氨/正庚烷双燃料喷雾的着火过程；相同Ta下，双燃料喷雾着火延迟时间比正庚烷喷雾长30%左右．双燃... 详细信息

针对氨/正庚烷双燃料喷雾开展大涡模拟，研究环境温度（Ta）对双燃料喷雾着火与污染物生成的影响．结果表明：提升Ta促进了正庚烷喷雾和氨/正庚烷双燃料喷雾的着火过程；相同Ta下，双燃料喷雾着火延迟时间比正庚烷喷雾长30%左右．双燃料喷雾中，NO2分布在当量比大于1、温度为900～1 150 K的喷雾中部区域，N2O集中在当量比大于1、温度为1 150～1 500 K的喷雾内部区域，而NO主要分布在当量比为1、温度大于2 000 K的喷雾头部区域．此外，提升Ta促进了双燃料喷雾中NO的产生，抑制NO2和N2O的生成．化学动力学分析表明：双燃料喷雾中NO主要由与HNO相关的高温反应生成，而85%左右的NO2和N2O是通过反应R285和R251生成．

关键词：氨燃料环境温度双燃料喷雾大涡模拟 NO/NO2/N2O

不同供热量下太阳能S-I循环热力-经济分析

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热科学与技术 2025年第1期 48-56页

作者：孙雪李健宋蔷杨震段远源清华大学能源与动力工程系北京理工大学机械与车辆学院

太阳能硫碘(sulfur-iodine, S-I)循环制氢技术具有理论效率高、清洁、适合规模化应用等优点。建立了塔式太阳能S-I循环制氢系统的热力、经济性能分析模型，采用能量和?分析方法揭示了在固定供热量时系统在稳定和波动天气情况下的热传递... 详细信息

太阳能硫碘(sulfur-iodine, S-I)循环制氢技术具有理论效率高、清洁、适合规模化应用等优点。建立了塔式太阳能S-I循环制氢系统的热力、经济性能分析模型，采用能量和?分析方法揭示了在固定供热量时系统在稳定和波动天气情况下的热传递和损失特性，并探究了不同供热量下太阳能S-I循环制氢系统的最优镜场配置、热力性能及投资成本变化情况。结果表明：在100.00 MW供热量下，系统太阳能-氢热效率和?效率分别为11.30%和11.81%,热损和?损最多的环节分别是S-I循环和镜场。随供热量增加，镜场规模逐渐增大，系统热效率和?效率的波动减小，且聚光集热部分的规模效应使得单位产氢成本不断降低。

关键词：太阳能 S-I循环制氢热力分析经济分析

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圆柱颗粒结构修饰对填充床内流动和换热特性的影响

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化工学报 2025年

作者：包兴郭雪岩上海理工大学能源与动力工程学院

为研究不同修饰形状的圆柱颗粒对填充床壁面效应及流动换热特性的影响，采用计算流体力学（CFD）方法，对未修饰的“圆柱”颗粒及修饰后的“单孔圆柱”、“3孔圆柱”、“三叶草”、“3孔三叶草”和“9孔三叶草”6种颗粒填充床进行了数... 详细信息

为研究不同修饰形状的圆柱颗粒对填充床壁面效应及流动换热特性的影响，采用计算流体力学（CFD）方法，对未修饰的“圆柱”颗粒及修饰后的“单孔圆柱”、“3孔圆柱”、“三叶草”、“3孔三叶草”和“9孔三叶草”6种颗粒填充床进行了数值模拟。分析了径向与轴向空隙率分布、流动特性及流动换热性能。结果表明：圆柱颗粒通过内部开孔或外部开槽修饰均能够改善流体流动均匀性；颗粒内部开孔可以减小壁面附近流量占比，且孔洞数量对近壁面流量的影响不显著，但增加孔洞数量会削弱流体径向流动均匀性，同时提升轴向流动均匀性；圆柱颗粒通过外部开槽为三叶草状后可提升传热系数，但显著增加单位压降，圆柱颗粒通过内部开孔后传热系数和单位压降均降低；增加孔洞数量能够提升换热性能，但同时会导致压降增加；综合考虑传热效果和流动阻力，混合修饰的9孔三叶草颗粒具备最高的总换热效率，表现出最佳的综合换热性能。

关键词：填充床数值模拟流动换热圆柱颗粒

大密度比气泡在多孔介质通道内上升行为的三维介观数值模拟研究

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物理学报 2025年

作者：赵兹卿严裕娄钦上海理工大学能源与动力工程学院

本文基于格子Boltzmann方法，使用三维数值模拟研究了复杂多孔介质中大密度比气泡运动行为，重点探讨E?tv?s数 (Eo)、接触角 (θ) 和Reynolds数 (Re)耦合作用对气泡速度、形态演化及停滞现象的影响规律．研究发现，在多孔介质中，接触... 详细信息

本文基于格子Boltzmann方法，使用三维数值模拟研究了复杂多孔介质中大密度比气泡运动行为，重点探讨E?tv?s数 (Eo)、接触角 (θ) 和Reynolds数 (Re)耦合作用对气泡速度、形态演化及停滞现象的影响规律．研究发现，在多孔介质中，接触角增大降低了气泡速度，并加剧速度波动，使气泡趋于扁平化．Eo的增加则可显著抑制扁平化趋势，稳定气泡速度，使其形态更接近子弹头状．当接触角较大且Eo较小时，黏附力增强会导致气泡停滞于多孔介质内部．此外，Re与接触角在阻力构成中呈竞争关系，对气泡的平均速度有相互增强的作用，而在较大接触角下，Re增大会导致气泡尾部不稳定并易断裂．研究还表明，低Eo和低Re条件下气泡速度随Eo增加而下降，而在高Eo和高Re条件下则呈相反趋势，这一现象源于气泡形态的不稳定性对浮力和速度的影响．

关键词：格子Boltzmann方法气液两相流多孔介质三维数值模拟

电动汽车二次节流CO2热泵空调系统性能实验研究

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制冷学报 2025年

作者：陈浪武卫东王烽先魏嘉祺张华上海理工大学能源与动力工程学院

为进一步提高CO2热泵系统性能，提出一种单级压缩二次节流串联气冷器的电动汽车CO2热泵空调系统。实验对比了二次节流系统与传统一次节流系统在不同环境温度条件下达到相同送风温度时的制热性能，并研究了在不同环境温度下系统制冷性能... 详细信息

为进一步提高CO2热泵系统性能，提出一种单级压缩二次节流串联气冷器的电动汽车CO2热泵空调系统。实验对比了二次节流系统与传统一次节流系统在不同环境温度条件下达到相同送风温度时的制热性能，并研究了在不同环境温度下系统制冷性能最优时的循环特性。结果表明：采用二次节流可有效降低CO2热泵系统能耗，提高系统COP，且环境温度越低，二次节流系统优势越明显；当系统送风温度为40℃、环境温度为-20℃时，二次节流系统功耗相比一次节流系统低256.1 W（降低15.4%）,COP比一次节流系统高0.67（提高18.3%）。采用二次节流的CO2热泵空调系统，在-20℃的全新风环境下，系统送风温度为40℃时，制热COP为4.33；在43℃的全新风环境下，系统送风温度为23.6℃时，制冷COP可达到2.46，当室外环境温度超过35℃系统制冷性能衰减较为显著。

关键词：汽车空调 CO 热泵系统二次节流系统性能电动汽车

双转子系统组合不对中-碰摩耦合故障动力学特性研究

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机械强度 2025年第1期47卷 1-11页

作者：姚夏南国防李姚丘学文上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

航空发动机双转子系统不对中会导致振动异常增大,进而发生转静碰摩,影响转子安全稳定运行。以双转子系统为研究对象,考虑轴承不对中-联轴器不对中-碰摩故障,基于集中质量法建立转子系统动力学模型,根据拉格朗日方程建立系统运动微分方程... 详细信息

航空发动机双转子系统不对中会导致振动异常增大,进而发生转静碰摩,影响转子安全稳定运行。以双转子系统为研究对象,考虑轴承不对中-联轴器不对中-碰摩故障,基于集中质量法建立转子系统动力学模型,根据拉格朗日方程建立系统运动微分方程,采用Range-Kutta法对其进行求解,研究转速、不对中角度、联轴器不对中量等关键参数对系统非线性动力学特性的影响机制。研究结果表明,随着转子转速增大,系统呈现出周期、多周期、拟周期、混沌运动等复杂的动力学特性,且转速在1500~2200 rad/s时,系统通过多次阵发性分岔和阵发性倒分岔在周期2运动和混沌状态之间切换;振动响应随联轴器平行不对中量变化的分岔图中存在“跳跃”等非线性现象;随着轴承不对中角度的增大,高转速的混沌区间缩小,稳定的周期运动区间增大。

关键词：轴承不对中联轴器不对中碰摩耦合故障非线性

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元启发式算法在热管换热器结构参数优化中的对比研究

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中国电机工程学报 2025年

作者：杨亚涛尹建国赵贯甲马素霞太原理工大学电气与动力工程学院

针对热管换热器结构参数优化过程中，优化算法以及种群数与最大迭代次数等控制参数的选择缺乏依据的问题，该文以某电站58MW循环流化床锅炉中的空气预热器为研究对象，通过对数平均温差法对其进行设计计算，以金属用量最小化为优化目标... 详细信息

针对热管换热器结构参数优化过程中，优化算法以及种群数与最大迭代次数等控制参数的选择缺乏依据的问题，该文以某电站58MW循环流化床锅炉中的空气预热器为研究对象，通过对数平均温差法对其进行设计计算，以金属用量最小化为优化目标，比较了元启发式算法中较为常用的粒子群优化算法(particle swarm optimization，PSO)、无支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm II，NSGA-Ⅱ)、教与学优化算法(teaching-learning-based optimization，TLBO)的性能差异，研究了种群数与最大迭代次数对优化性能的影响，同时探究了随机数对优化结果的影响。结果表明，3种算法的种群数与最大迭代次数均存在最佳值，且多次运行后的最优结果均存在差异；3种算法的理论最优解按照实际规格参数取整后优化结果趋于一致，但TLBO的运行时间相比其他两种算法最短，因此，TLBO可以作为解决热管换热器结构参数优化问题的优先选择。

关键词：热管式空气预热器对数平均温差法优化算法 PSO NSGA-II TLBO