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增程式电动汽车热电发电系统匹配设计与优化

华中科技大学学报(自然科学版) 2025年第1期53卷 150-157页

作者：陈杰汪若尘丁仁凯罗丁江苏大学汽车与交通工程学院清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室

为提升增程式电动汽车的燃油效率，针对三种不同排量的增程式发动机进行了热电发电系统的匹配设计与优化，建立了热电发电系统的有限元数值模型，提出了纵-横-垂三维结构优化方法，得到了不同排量下热电发电系统的最优匹配结构，使得在... 详细信息

为提升增程式电动汽车的燃油效率，针对三种不同排量的增程式发动机进行了热电发电系统的匹配设计与优化，建立了热电发电系统的有限元数值模型，提出了纵-横-垂三维结构优化方法，得到了不同排量下热电发电系统的最优匹配结构，使得在不超过热电材料失效临界温度的同时最大化热电发电系统的净输出功率．仿真结果表明：纵向热电发电片列数、横向热电发电片行数和换热器垂向高度三者不同程度地对热电发电系统的温度分布、压强分布和电压分布产生明显的影响．增加纵向列数和横向行数会使输出电压提高的同时也会导致系统质量寄生损失增加，过大时反而造成净输出功率低下．发动机排量越高，系统最优结构所匹配的纵向列数和垂向高度也越大．

关键词：增程式电动汽车热电发电数值优化净输出功率燃油效率

考虑季节性储氢的电-气-氢混联综合能源系统优化调度

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电网技术 2025年第1期49卷 32-40,I0018-I0023页

作者：陈明健陈胜卫志农孙国强周亦洲河海大学电气与动力工程学院江苏省南京市211100

新能源电力系统的季节性电量不平衡,为电网长短期协同调度带来挑战。为此,该文以电-气-氢多能耦合为载体,提出一种考虑季节性储氢的综合能源系统长短期协同优化调度模型。首先,基于时间序列分解和场景聚类方法获取丰能季和枯能季的典型... 详细信息

新能源电力系统的季节性电量不平衡,为电网长短期协同调度带来挑战。为此,该文以电-气-氢多能耦合为载体,提出一种考虑季节性储氢的综合能源系统长短期协同优化调度模型。首先,基于时间序列分解和场景聚类方法获取丰能季和枯能季的典型场景;然后,基于电网直流潮流模型和掺氢天然气准动态流量/能量模型,构建电-气-氢混联综合能源系统运行模型;针对混氢-天然气高维非凸非线性方程,提出基于逐次二阶锥松弛的凸能流模型,实现了综合能源系统协同优化模型的高效精准求解;最后,通过算例分析验证所提模型的经济性和求解方法的可行性,并剖析了季节性储氢下的电-气-氢多能耦合情况。仿真结果显示,相比传统电-气耦合系统,所提模型的运行成本降低了6.43%。

关键词：电-气-氢混联综合能源系统天然气掺氢季节性储氢优化调度

基于对等架构的虚拟电厂-配电网双层电碳协同调度模型

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电力自动化设备 2025年第1期45卷 42-50页

作者：孙国强王力予周亦洲卫志农陈胜臧海祥河海大学电气与动力工程学院江苏南京211100

为使虚拟电厂更好地适应多种低碳能源并存的碳市场,建立了一种基于对等架构的虚拟电厂-配电网协同调度双层模型。引入碳排放流理论,结合电网潮流确定节点碳排放责任。建立双层模型,上层为配电网最优潮流模型,下层为虚拟电厂点对点交易... 详细信息

为使虚拟电厂更好地适应多种低碳能源并存的碳市场,建立了一种基于对等架构的虚拟电厂-配电网协同调度双层模型。引入碳排放流理论,结合电网潮流确定节点碳排放责任。建立双层模型,上层为配电网最优潮流模型,下层为虚拟电厂点对点交易模型。上、下层模型间使用目标级联分析法构建对等架构,并通过共识变量实现协同调度。下层模型使用基于共识的自适应步长交替方向乘子法处理虚拟电厂间点对点交易问题,促进资源消纳的同时实现了隐私保护。以IEEE 33节点配电网为例,对调度结果进行多种分析,验证了所提模型的有效性。

关键词：虚拟电厂碳排放流理论目标级联分析法配电网交替方向乘子法点对点交易

基于RD-S校正的叶端整剖面间隙微波测量方法

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航空学报 2025年

作者：樊薇陈赛赛熊玉勇鲁金忠彭志科江苏大学机械工程学院上海交通大学机械与动力工程学院

对复杂形貌叶端的整剖面间隙进行非接触、高精度的测量是保障航空发动机安全高效运行的关键。在利用120GHz微波传感器进行叶端整剖面间隙测量中，静态回波信号受幅值调制干扰导致传统方法难以有效估计回波信号的不平衡参数，端面动态回... 详细信息

对复杂形貌叶端的整剖面间隙进行非接触、高精度的测量是保障航空发动机安全高效运行的关键。在利用120GHz微波传感器进行叶端整剖面间隙测量中，静态回波信号受幅值调制干扰导致传统方法难以有效估计回波信号的不平衡参数，端面动态回波信号反映的间隙信息易出现临界相位突变现象，为叶端整剖面间隙的静动态测量带来极大挑战。为此，本文首先针对幅值调制下不平衡参数估计问题，提出了比值差分-频谱（Ratio Differention-Spectrum, RD-S）校正方法，利用I/Q信号的衰减一致性，通过比值差分过程消除静态回波信号中幅值调制项的干扰，随后通过主频和镜频分量实现了不平衡参数估计。其次针对临界相位突变现象，利用棣莫弗定理并结合幅-相信息，克服了临界相位突变的干扰并实现任意半波长内剖面间隙的测量。实验结果表明，在静态测量中所提RD-S校正方法较传统校正方法的解调位移误差平均降低79.2%，平均位移校正误差为1.31μm，非线性度小于0.06%。进行叶端间隙动态测量时，在300μm相对间隙变化内的平均测量误差小于2.5μm,H形叶片凹腔深度的测量平均误差为2.09μm。

关键词：叶端间隙微波测量 RD-S校正整剖面间隙相位差频谱校正

基于复合高斯混合模型的主动配电网全局概率电压灵敏度分析

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电网技术 2025年第1期49卷 295-305,I0096-I0099页

作者：张认王健商洁海晨刘皓明河海大学电气与动力工程学院江苏省南京市211100 河海大学人工智能与自动化学院江苏省南京市211100

高比例分布式电源(distributed generation,DG)的随机性加剧了主动配电网(active distribution network,ADN)电压波动,并使ADN电压安全分析愈加复杂,故提出了一种基于复合高斯混合模型(Gaussian mixture model,GMM)的全局概率电压灵敏... 详细信息

高比例分布式电源(distributed generation,DG)的随机性加剧了主动配电网(active distribution network,ADN)电压波动,并使ADN电压安全分析愈加复杂,故提出了一种基于复合高斯混合模型(Gaussian mixture model,GMM)的全局概率电压灵敏度分析方法。首先推导基于节点道路交集阻抗的ADN全局电压灵敏度解析模型,量化所有节点功率波动对节点电压的影响。考虑到多个节点注入功率不确定性的叠加影响下,电压波动呈现非高斯分布特征,采用高斯混合模型刻画DG和负荷预测误差的概率特征。然后,基于全局灵敏度矩阵对DG和负荷预测误差GMM的仿射变换,构建源荷功率波动与电压波动的概率解析式。最后,推导DG和负荷不确定性对电压波动综合影响的复合GMM特征函数,建立基于复合GMM的全局概率电压灵敏度分析模型。算例结果表明,所提方法能够反映所有节点注入功率波动对节点电压波动影响的概率特征,可快速准确计算出ADN电压运行的越限概率。

关键词：主动配电网不确定性复合高斯混合模型全局电压灵敏度电压越限

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电场-宏观结构表面协同强化薄液膜沸腾传热特性

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化工学报 2025年

作者：何昌秋田加猛陈义齐朱宇琛刘鑫王海王贞涛王军锋周致富陈斌江苏大学能源与动力工程学院重庆大学能源与动力工程学院西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室

利用电场与宏观结构协同强化薄液膜沸腾传热，有望突破电子器件高热通量散热瓶颈。本文以乙醇为工质，设计并加工了6种宏观结构表面，通过高速摄像可视化和沸腾传热测量，系统分析了液膜厚度、结构参数以及荷电电压对薄液膜沸腾传热特... 详细信息

利用电场与宏观结构协同强化薄液膜沸腾传热，有望突破电子器件高热通量散热瓶颈。本文以乙醇为工质，设计并加工了6种宏观结构表面，通过高速摄像可视化和沸腾传热测量，系统分析了液膜厚度、结构参数以及荷电电压对薄液膜沸腾传热特性的影响规律。实验结果表明，气泡动力学特性调控是临界热通量（CHF）增强的关键。与不施加电场相比，施加4 kV荷电电压时，宏观结构表面的气泡脱离频率最高可提升80%，气泡脱离直径减小了28%，从而使CHF提升了20%。CHF随着液膜厚度和肋高的增大而增大，随肋间距的增大而减小。在最优条件下，CHF提升幅值可达139%。通过定义CHF增强比发现，液膜厚度对CHF的提升贡献最大（0.37），其次是肋间距（0.24）和荷电电压（0.20）。

关键词：薄液膜沸腾电场宏观结构表面气泡传热气液两相流

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新型热回收气隙式膜蒸馏传热传质研究

工程热物理学报 2025年第1期46卷 269-275页

作者：郭新瑞马峰吴江波刘姝君安周建杜小泽兰州理工大学能源与动力工程学院兰州730050

工业废水的处理及淡水资源的获取是当前一个重要的课题。膜蒸馏是一种有着低操作温度、常压操作、产水水质好等显著优点的新型技术。本文进行了直接接触式膜蒸馏的数值模拟,并结合相关实验对比分析了料液温度、料液浓度、孔径等因素对... 详细信息

工业废水的处理及淡水资源的获取是当前一个重要的课题。膜蒸馏是一种有着低操作温度、常压操作、产水水质好等显著优点的新型技术。本文进行了直接接触式膜蒸馏的数值模拟,并结合相关实验对比分析了料液温度、料液浓度、孔径等因素对组件内流场及温度场分布的影响。针对直接接触式膜蒸馏热损失较大的组件结构进行改进,提出了一种新型热回收气隙式膜蒸馏组件的设计。新组件可在维持气隙温度、强化冷凝、提高渗透通量的同时,回收部分冷凝潜热,并对新型热回收气隙式膜蒸馏组件的传热传质过程进行了分析。进一步将低品位能源与膜蒸馏系统相耦合,可利用工厂余热、太阳能、地热能等能源作为热源,从而降低能耗。

关键词：膜蒸馏数值模拟热回收传质模型耦合系统

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面向CFD计算的离心泵蜗壳模型优化方法

排灌机械工程学报 2025年第03期 231-237页

作者：谈明高蒋振清刘厚林吴贤芳邵晨江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏大学能源与动力工程学院

由于离心泵蜗壳模型结构较为复杂，在进行三维建模的过程中会进行大量复杂的几何操作，导致在CAD模型表面会出现碎面，使后续CFD计算的网格划分环节难以进行.为了解决此问题，首先对蜗壳水力图和三维模型进行分析，结合蜗壳模型中的碎... 详细信息

由于离心泵蜗壳模型结构较为复杂，在进行三维建模的过程中会进行大量复杂的几何操作，导致在CAD模型表面会出现碎面，使后续CFD计算的网格划分环节难以进行.为了解决此问题，首先对蜗壳水力图和三维模型进行分析，结合蜗壳模型中的碎面特点，给出了碎面定义；然后通过构建蜗壳CAD模型的属性邻接图，并利用拓扑信息和几何信息的映射关系实现了碎面识别；最后基于几何面的优化方法，针对蜗壳模型中存在碎面较多的曲面类型，根据其几何参数进行相应的基面构造，并使用基面对存在碎面的曲面进行拟合，完成了碎面修复.基于Open CASCADE平台实现了蜗壳优化算法，结合不同类型蜗壳应用实例证明了方法的正确性和有效性.研究成果能够为离心泵CAD/CFD一体化设计提供良好的技术支撑.

关键词：离心泵蜗壳 CAD模型碎面修复碎面识别

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空化工况下喷水推进泵内涡结构的时空演化

排灌机械工程学报 2025年第2期43卷 116-123页

作者：赵斌娟宋英南黄忠富付燕霞陈汇龙江苏大学能源与动力工程学院江苏镇江212013 江苏科技大学材料科学与工程学院江苏镇江212003

为揭示混流式喷水推进泵在空化工况下内部涡结构的演化情况,在空化数为0.142的工况下使用Ω涡识别方法对其内部涡结构进行识别和研究,在此基础上研究了空化对涡结构特征演化的影响,并分析了1个周期内涡量运输方程各项对涡结构演化的贡献... 详细信息

为揭示混流式喷水推进泵在空化工况下内部涡结构的演化情况,在空化数为0.142的工况下使用Ω涡识别方法对其内部涡结构进行识别和研究,在此基础上研究了空化对涡结构特征演化的影响,并分析了1个周期内涡量运输方程各项对涡结构演化的贡献.结果表明:空化工况下,喷水推进泵内部流动复杂,极易产生旋涡,主要的涡结构有叶顶泄漏涡、次级泄漏涡、垂直空化涡和次级泄漏衍生涡;随着三角形空化的坍缩,进口附着涡的涡结构尺度增加,但叶顶泄漏涡因为空泡逐渐增大的缘故涡量逐渐减小;1个周期内,喷水推进泵内空泡尺度较大时,涡结构数量较多,但强度较小.空泡尺度较小时,涡结构尺度较小,强度较大;通过对涡量运输方程进行分解可以发现,拉伸扭曲项的分布与涡量分布具有极高的相似性,压缩膨胀项的量级最高,对垂直空化涡和脱落涡的变化较为敏感,斜压扭矩项在垂直空化涡的发生位置量级较高.

关键词：喷水推进泵空化工况涡结构 Ω方法涡量输运

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