瞬态过程

摘要： 在能源系统内耦合储能设备,可有效提升可再生能源的利用效率和技术水平.为获得固体氧化物燃料电池(SOFC)在电解与发电模式切换瞬态过程中内部的热电耦合特性,基于热力学、电化学机理,建立了SOFC电堆动态模型;基于动态模型,获得了SOFC电堆在绝热环境中从电解向发电模式切换时,电堆温度、电池能斯特电动势、电池活化极化电压损失、电池欧姆电压损失、电池浓差极化电压损失和电池输出电压的变化趋势,对比分析了电堆在定温和绝热环境下电化学特性的差异.结果表明:电堆在绝热环境下先电解后发电,每个模式各运行20000 s,采用阶跃及斜坡方式改变电流密度时,电堆温度变化幅度分别为45.8 K和101.1 K;电流密度相同的情况下,电堆分别在绝热和定温环境运行时,单电池输出电压最大相差0.015 V.

摘要： 在反应堆安全领域,合适的比例分析对非能动系统实验台架的设计起到了关键作用.为深入了解比例缩放时自然循环瞬态过程的变化机理,基于简化反应堆一回路系统,分别采用H2TS(双向分层比例分析)和DSS(动态比例分析)方法进行了自然循环的比例分析,计算了升降功率工况下的自然循环,对比分析了不同尺度下关键参数的动态变化.结果表明,基于RELAP5的计算结果与实验结果基本一致,5％初始功率以下的阶跃变化不会造成大的流量波动;基于两种比例分析方法所得缩比模型下的计算结果均可基本反映原型参数变化;所有工况下,自然循环流量和冷热段温差在初始阶段0.5个循环周期内存在较大的波动,之后则相对平稳.

摘要： 基于移相控制的双有源桥DC/DC变换器在功率传输过程中,移相角或负载瞬变造成电感电流与变压器励磁电流产生瞬态直流偏置,导致开关器件电流应力增大以及引起变压器的磁饱和问题.传统单移相控制以50％占空比的方波信号对一次侧、二次侧H桥对角侧的开关同时操作.为解决直流偏置问题,通过分析直流偏置的产生原理得到抑制直流偏置各个开关动作需要满足的条件,提出一种新的开关独立控制方法,实现在半个开关周期内达到新的稳态并抑制直流偏置.采用MATLAB/Simulink仿真验证了所提出控制方法的可行性.

摘要： 基于移相控制的双有源桥DC/DC变换器在功率传输过程中,移相角或负载瞬变造成电感电流与变压器励磁电流产生瞬态直流偏置,导致开关器件电流应力增大以及引起变压器的磁饱和问题。传统单移相控制以50%占空比的方波信号对一次侧、二次侧H桥对角侧的开关同时操作。为解决直流偏置问题,通过分析直流偏置的产生原理得到抑制直流偏置各个开关动作需要满足的条件,提出一种新的开关独立控制方法,实现在半个开关周期内达到新的稳态并抑制直流偏置。采用MATLAB/Simulink仿真验证了所提出控制方法的可行性。

摘要： 燃煤机组为完成电网负荷调峰任务,锅炉负荷长期频繁波动,对氮氧化物的生成及脱除效果有显著影响。以某660 MW燃煤机组瞬态过程氮氧化物的生成及脱除特性为研究目标,建立了机组瞬态过程氮氧化物生成预测模型,开展了变负荷过程中氮氧化物生成预测研究。针对燃煤机组变负荷过程燃烧器切换的特点,发现新增燃烧器的负荷点越高时,越能有效避免氮氧化物的生成值增大。另外,分析了选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)动态特性,分别研究了SCR入口氮氧化物浓度、喷氨浓度、烟气流速和反应温度等阶跃变化对氮氧化物脱除的动态特性影响,为后续瞬态过程喷氨优化控制逻辑提供参考。

摘要： 电容式电压互感器(CVT)动态性能较差,容易造成继电保护的误动作,此外,CVT的频率响应并不平滑,带宽也有限,使得其不适用于系统谐波测量.在此提出了一种降低CVT电压畸变和校正CVT动态响应及其稳态响应的新方法,设计了一种电子电路来模拟CVT瞬态过程,最终输出的CVT电压和设计电路电压的总和畸变相当低.该方法不依赖于负载和与CVT相连的铁磁谐振抑制电路.将所提方法的CVT百分比误差与动态补偿方法进行比较,仿真结果验证了该方法的有效性和准确性.

摘要： 尾涡激振是气动弹性领域的一种常见现象,在上游尾迹的气动激励下会导致流场中结构的强迫振动,该现象会危及被激励结构的完整性和疲劳寿命.本文使用圆柱/叶片的近似模型研究尾涡激振问题.该模型中的圆柱位于上游均匀来流,能够产生特定频率的卡门涡街;叶片位于流场下游,受到圆柱尾迹所施加的持续脉动激励,产生强迫振动.针对尾涡激励的近似模型,通过基于Fluent的二维数值计算,模拟了上游圆柱的脱落涡以及叶片从固定到以本身自然频率振动的瞬态过程,从而提供了流场变化过程的详细信息.基于非定常瞬态结果,采用本征正交分解(POD)和动态模态分解(DMD)分析方法,通过分解与重构叶片附近流场的压力场,提取模态频率及其变化过程,得到了尾涡激振现象的主要流动特征.通过对比两种模态分析结果发现,POD重构在残差处理方面有较大的优势,而DMD在单一频率模态的提取以及变化情况的分析方面更有优势.

摘要： 当船用EGR柴油机按照稳定工况下的最佳EGR阀开度进行瞬态线性加载时,由于涡轮增压器等部件的迟滞效应会导致进气流量和空燃比出现“下凹”现象,进而会导致燃烧恶化,碳烟比排放升高,这对船用柴油机特别是舰用柴油机是特别不利的,为了解决船用EGR柴油机瞬态加载过程中出现的“冒黑烟”问题,本文提出了一种基于高压气源的船用EGR柴油机瞬态过程优化的方法,并基于柴油机GT-power模型进行了仿真验证,结果表明:在瞬态加载过程,通过精确控制进入气缸内新鲜空气的流量可以有效改善柴油机燃烧恶化问题,与原来按照稳定工况下的最佳EGR阀开度进行瞬态线性加载相比,优化后的方法能够在NOx比排放最低值升高不到3％前提下,Soot比排放最高值降低40％以上.

摘要： 车用柴油机在运营条件下,其在瞬态工况下的行驶时间、燃油消耗及有害排放等均占主导地位,柴油机瞬态工况的研究对提高发动机经济性、排放性能至关重要.基于充-排法建立柴油机及其附件系统工作过程模型,充分考虑瞬态过程对缸内传热、燃烧、滞燃期、增压中冷等子系统的影响,建立柴油机瞬态曲轴动力学及摩擦转矩计算模型,在Matlab/Simulink环境下集成了1种计算简便、快速且通用性较强的涡轮增压柴油机系统瞬态过程仿真平台.仿真和验证结果表明:柴油机稳态及加速瞬态工况仿真结果均与实际情况相符,模型设计合理准确;瞬态工况下,涡轮迟滞时间约为0.14s,导致柴油机加速开始阶段过量空气系数降低、油气混合不均匀、燃烧品质下降.发动机转速、转矩、车速及档位之间相互影响,彼此牵制,车辆行驶过程中的加速、换档、减速等过程均会使发动机经历瞬态过程.

摘要： 采用ANSYS Fluent程序建立了固体加热功率指数增长的气体冷却模型,分析了瞬态过程中的流动传热特性,通过数值模拟结果与3组实验数据进行对比,研究了标准k-ε模型、标准k-ω模型、过渡SST模型和RSM模型4种典型湍流模型对瞬态过程中流固耦合换热数值模拟结果的影响.通过分析发现:热负载指数提升过程中,热功率一部分用于对流换热,而另一部分仍留在固体内,且热功率提升速率越高,对流换热的占比越低;采用不同湍流模型模拟出的等效表面热流密度均低于实验值,且采用ε类湍流模型的模拟结果与实验数据更接近.

摘要： 并网运行中的核电机组,当遇到电网故障等第三类的GPA(发电机和输电保护系统)保护时,会造成机组解列,甩负荷至厂用电,又称孤岛运行.甩厂用电将对机组产生较大的瞬态扰动.由于在高功率平台和低功率平台甩厂用电时,最终功率整定值的设计差异,两者对机组的瞬态响应是不同的.本文利用全配置仿真系统模拟了CPR1000核电机组100％Pn和25％Pn功率平台下超高压断路器断开,机组进入孤岛运行的瞬态过程,得到了机组核功率,一回路温度,稳压器压力和水位、R棒和G棒棒位、蒸汽发生器水位、GCTc开度等重要参数的响应曲线,并结合系统设计原理进行了数据分析.另外通过参数对比和归纳,初步探讨了两种不同瞬态过程中的响应差异及响应特点,这将为操纵员应对高、低功率平台下的甩厂用电瞬态时的关注侧重点提供技术依据.

摘要： 采用超临界水堆堆芯三维核热耦合瞬态性能分析方法,研究分析了在控制棒弹出堆芯、控制棒失控抽出等典型瞬态过程中CSR1000堆芯的瞬态性能.堆芯三维瞬态分析表明,控制棒弹出堆芯事故过程中燃料最大包壳壁面温度峰值低于事故安全限值1260°C,控制棒失控抽出瞬态过程中燃料最大包壳壁面温度峰值低于瞬态安全限值850°C.燃料温度和水密度的显著反应性反馈,以及必要的保护停堆措施,能够保证CSR1000堆芯在典型瞬态过程中的安全性能.

摘要： 本文采用了两种光学测量方法对纳秒脉冲放电(NPD)作用于火焰的瞬态动力学过程进行了实验研究.一种是纳秒量级门宽的纹影技术,用于监测放电区火焰的微结构变化及流动力学过程;另一种为时间分辨的发射光谱方法,用来检测此区域的中间粒子种类,变化过程及其温度等化学反应的内部信息.实验对纳秒脉冲放电与本生火焰之间相互作用的过程进行了实时监测,其结果不仅证明了有关纳秒脉冲放电过程的超快加热理论模型,同时也为理解NPD引起的非平衡等离子体动力学过程和进一步的理论模拟提供了确实的实验数据依据.

摘要： 针对目前柴油机及其冷却系统数值仿真中存在的分开建模无法对柴油机瞬态工作过程模拟的问题,本文建立了某型柴油机及其冷却系统耦合仿真模型,实现了柴油机起动过程中油、水温度变化过程的模拟.解决了分开建模无法实现瞬态过程的仿真问题.通过该机热平衡试验,验证了仿真模型的准确性.

摘要： 以D6114车用增压柴油机为对象,开展了瞬态工况下燃烧放热率与燃烧参数的变化规律研究.基于实测示功图,分析了发动机在不同恒转速变转矩瞬态工况下,油门开度变化率对运行参数与燃烧参数的影响规律.结果表明:随着油门变化率的增快,进气压力相对于供油量的滞后愈加明显,导致转矩变化延迟,空燃比因进气滞后而下降,导致燃烧恶化烟度排放上升,且随转矩变化率的增大而增大.

摘要： 针对磁性槽楔在电机运行中出现故障的实际工程问题,以一台异步风力发电机为研究对象,从其故障产生的原理出发,运用麦克斯韦张量法,求解了磁性槽楔在复杂气隙磁场中承受的电磁激振力的性质.计算考虑了同相槽和异相槽受力的区别,以及正常工况、突然短路工况下的瞬态过程,分析了规律,提出了电机设计建议,具有较高的工作实用价值和参考意义.

摘要： 为了改善发动机的瞬态烟度和瞬态响应性能,各缸之间的控制及循环与循环之间的控制值得深入的研究.本文在一台重型两级增压EGR柴油机上,研究在稳态和瞬态工况下EGR混合长度对燃烧循环变动的影响.实验结果表明,通过适当延长EGR与新鲜空气的混合长度,第一缸EGR率的循环变动率从8.12％降低到3.68％,其他五缸的EGR率从4.0％降低到2.8％左右;且IMEP和CA50的循环变动率都有所改善.在稳态工况,循环与循环、缸与缸之间的循环变动对性能的影响较小,然而在瞬态工况,尤其突加负荷过程,改善EGR 与新鲜空气的混合长度对性能起着至关重要的作用.延长混合长度后,耦合燃油控制策略和EGR率控制策略,使缸内燃氧当量比逐渐递增,控制其在临界当量比附近.相反,混合不充分的瞬态工况,燃氧当量比突增,烟度比混合充分的工况增加20％左右.

摘要： 本发明公开一种瞬态光电化学显微镜，属于电化学的显微成像系统技术领域，包括数字工作站系统、电化学检测系统、暗场显微镜系统、成像系统和延迟发生器系统，数字工作站系统与电化学检测系统相连，延迟发生器系统与成像系统、暗场显微系统和数字工作站系统分别相连。本发明还公开了瞬态电化学过程测量方法。本发明使用双通道数字发生器控制的电化学工作站对Au纳米电极施加脉冲电压，然后利用电化学检测系统采集Au纳米电极的电流信号，通过延迟发生器系统产生的延迟触发信号来控制暗场显微系统、成像系统采集Au纳米电极在双电层形成过程中不同时刻的散射图像，最终利用电学和光学两种检测技术获得Au纳米电极上如双电层形成的瞬态电化学过程。

摘要： 本发明公开一种瞬态光电化学显微镜，属于电化学的显微成像系统技术领域，包括数字工作站系统、电化学检测系统、暗场显微镜系统、成像系统和延迟发生器系统，数字工作站系统与电化学检测系统相连，延迟发生器系统与成像系统、暗场显微系统和数字工作站系统分别相连。本发明还公开了瞬态电化学过程测量方法。本发明使用双通道数字发生器控制的电化学工作站对Au纳米电极施加脉冲电压，然后利用电化学检测系统采集Au纳米电极的电流信号，通过延迟发生器系统产生的延迟触发信号来控制暗场显微系统、成像系统采集Au纳米电极在双电层形成过程中不同时刻的散射图像，最终利用电学和光学两种检测技术获得Au纳米电极上如双电层形成的瞬态电化学过程。

摘要： 本发明提供了一种用于叶片泵瞬态自流过程的CFD‑6DOF强耦合数值计算方法，包括：S1：建立流体动力学几何模型文件；S2：进行离散化处理和网格划分；S3：耦合流体动力学控制方程和六自由度运动方程；S4：设定初始边界条件以及转子刚体结构的固有物理性质；S5：计算转子结构壁面各网格节点产生的力矩；S6：计算S5时间步下的转子产生的角速度，获得角位移；S7：更新旋转域各网格节点位置，对通量场进行修正；S8：求解系统下一时间步的流场，对流场迭代修正，回到S5对每个时间步进行循环计算，直到完成所有时间步的计算，输出结果；S9：对各个时间步计算得到的角位移进行微分。本发明能获得泵自流过程流场的瞬态演化规律，使数值分析结果更接近实际工程需要。

摘要： 本发明提出了一种有相变的氨燃料瞬态喷射过程中气液两相占比测试装置，氨燃料通过氨燃料加压泵将燃料输送到氨燃料共轨管，并通过燃料喷射器进行燃烧喷射；通过力传感器测量得到氨燃料喷射时产生的冲击力，根据冲击力数值计算得到氨燃料气液两相总的喷射量；通过测试容腔上安装的压力传感器测量得到的燃料喷射前后容腔内压力变化的数值，计算得到氨燃料喷射时气相燃料的喷射量；根据得到的氨燃料气液两相总的喷射量以及气相燃料的喷射量，得到氨燃料中液相燃料的喷射量，进而得到气液两相燃料的占比；本发明的测试方法解决了氨燃料瞬态喷射特性不可知的问题；并且所用装置结构简单，能够快速得到氨燃料中气液两相燃料的占比。

摘要： 本发明提供一种碱性水电解制氢设备瞬态过程的优化方法及制氢系统，其中，碱性水电解制氢设备瞬态过程的优化方法，包括如下步骤：将制氢设备瞬态过程的测试参数输入至目标数字孪生模型，对制氢设备瞬态过程进行优化，得到优化控制参数，所述优化控制参数用于指导制氢过程中的输入参数。通过实施本发明，能够缩短启动过程特别是常温启动过程时间，降低设备能耗，从而提高实际产氢量。

摘要： 本发明公开了一种飞片撞击起爆炸药瞬态过程测试装置，包括测试舱，所述测试舱两侧同轴地连接有前飞行管道和后飞行管道，前飞行管道连接有X射线发生装置，后飞行管道通过连接法兰连接有门控相机，所述连接法兰内设有X射线闪烁体，能够将后飞行管道自测试腔体引出的X射线转换为可见光，并被门控相机拍摄成像；所述测试装置还包括同步模块，该同步模块分别与X射线发生装置、金属桥箔和门控相机电性连接，能够在X射线发生装置发射X射线时，向金属桥箔和门控相机发出同步信号，控制金属桥箔产生电爆炸以及门控相机拍照。本发明利用X射线和门控相机实现飞片撞击起爆炸药的瞬态微观过程进行探测，具有控制方便，安全性好等优点。

摘要： 本发明提供了一种爆炸成型弹丸瞬态毁伤过程的实验观测方法，该方法中，起爆药引爆主炸药爆轰压垮药型罩形成弹丸，同时给同时分幅扫描相机一个触发信号，当触发信号达到同时分幅扫描相机设定触发值时，打开同时分幅扫描相机快门，拍摄分幅图像和扫描图像；最终，分幅扫描相机的分幅部分获得试验过程中的分幅图像数据，扫描部分获得试验过程中的扫描图像数据。本发明的实验观测方法，可获取到爆炸成型弹丸高速碰撞靶标瞬态过程时的弹丸、碎片云和冲击波图像信息，同时通过扫描图像能获得弹丸速度、碎片云膨胀速度和冲击波速度等具体曲线值，从而实现对瞬态毁伤过程较全面的描述。

摘要： 本发明提供了一种射流高速碰撞靶板产生碎片云瞬态过程的实验观测方法，该方法中，起爆药引爆主炸药爆轰压垮药型罩形成射流，同时给同时分幅扫描相机一个触发信号，当触发信号达到同时分幅扫描相机设定触发值时，打开同时分幅扫描相机快门，拍摄分幅图像和扫描图像；最终，分幅扫描相机的分幅部分获得试验过程中的分幅图像数据，扫描部分获得试验过程中的扫描图像数据。本发明的实验观测方法，可清晰地获取到射流高速碰撞靶板瞬态过程中射流运动状态、碰靶过程和碎片云及冲击波发展过程图像信息，同时通过扫描图像能获得射流速度、碎片云扩散速度和冲击波速度等具体曲线值，从而实现对瞬态过程较全面的描述。

摘要： 本发明公开了一种水力瞬态过程实测压力数据分析方法，涉及电力领域，包括以下步骤：提取均值压力，得到瞬时变化的压力波动数据；将得到的压力波动数据进行时域网格分布划分，划分为多个时间网格区域，对各个时间网格区域内的压力波动数据使用经验累积分布函数进行分析，得到每个数据的概率分布，进行置信概率处理，组合各个时间网格区域处理后的数据群，得到处理后的压力波动数据；处理后的压力波动数据加回均值压力，得到整个时间域内的经置信概率处理后的总压力数据，本发明能很好地评估试验实测极值结果及过渡过程压力变化过程，能很好地对尾水管压力波动过程进行分析评估，确保机组安全稳定运行，为电站安全稳定运行提供坚实的技术保障。

摘要： 本发明提供了一种高速监拍光磁复合加工瞬态过程的装置，该装置包括激光加工单元、磁场辅助单元和实时监测单元。磁场辅助单元可调控激加工过程中等离子体的运动、形态、密度及分布，从而改善激光加工质量，提高激光加工效率。实时监测单元可对激光加工过程中的瞬态过程及物理现象进行便捷直观的实时观测、记录与分析。本发明设计的激光加工系统，可实现激光打孔、激光切割与激光焊接三种激光加工方式。