燃烧室冷态流动的数值模拟

采用曲线坐标,对一个典型的燃气轮机燃烧室的冷态流动进行了数值计算,得到的结果定性合理．同时,提出了一种新颖而又简单的网格生成方法,使用该方法得到的计算网格的质量明显优于常规方法     

旋转叶轮式内燃机内部流动初步分析

为对旋转叶轮式内燃机内部流动进行分析,在额定转速下,对旋转叶轮式内燃机的排气、进气以及压缩过程进行数值模拟,探究进气参数变化对燃烧室冷态流场的影响.对旋转叶轮式内燃机工作过程的分析发现:在进排气过程中,燃烧室内存在涡流,气体流动复杂,平均压强先减小后增大.在压缩过程中,燃烧室内平均压强逐渐升高,气体流动稳定.对于进气角度来说,进气角为0°时,利于进排气过程进行.进气温度和进气压力越大,燃烧室内气体运动越复杂.     

液态排渣燃烧室的冷态试验研究

本文叙述了液态排渣燃煤燃烧室冷态试验的研究方法和某些结果。根据模化理论设计并建造了几种不同形状的燃烧室冷态试验模型。模型中的气流速度用五孔球形探针测量。根据测点数据,计算了轴向、切向和径向速度分量以及流函数,给出了模型的流场分布图。在流场测试的基础上,计算了煤粉粒子运动轨迹,并进行了冷态粒子着膜试验。结果表明,冷态试验是研究和改进燃烧室的一种经济、简便而且行之有效的方法。     

一种拓宽微型单管燃烧室流量范围的调节装置

为了能够拓宽微型单管燃烧室稳定燃烧的流量范围,设计了一种调节装置.利用CFD软件Fluent对微型单管燃烧室的内部冷态流场进行数值模拟,得到微型单管燃烧室主要结构参数对内部流场形态的影响规律并确定了其主要结构参数.通过冷态数值模拟,得到了调节装置对微型单管燃烧室内部流场的调节作用;通过试验研究,证明所设计的调节装置能够实现对单管燃烧室的稳定燃烧流量进行调节,从而扩大了该燃烧室的稳定燃烧流量范围.     

数值模拟研究燃烧室冷态流场结构

运用超大涡模拟(VLES)方法对燃烧室冷态流场开展了数值模拟,研究流场中大尺度涡旋结构.选取圆管内有旋流动为基准算例开展数值模拟研究,与实验结果的比较验证了VLES方法的精度.计算结果表明,燃烧室内回流区形状合理.燃烧室中大孔射流与横向来流的相互作用形成了反向旋转涡对结构,Rothstein提出的射流迹线公式能够合理预测主燃孔的射流穿透.进动涡核(PVC)发源于燃烧室头部旋流器装置内部,基于功率谱密度预测了PVC引发流场振荡的特征频率.     

微型环形燃烧室数值模拟及优化设计

为了优化微型环形燃烧室的设计方案,利用流体分析软件Fluent,采用RNGk-ε双方程湍流模型分别对两个微型环形燃烧室的内部流场进行了三维的冷态数值模拟,得出了它们的内部流场分布。两个模型分别是采用了航空发动机大型燃烧室设计理论及公式设计而成的燃烧室模型,和已经在实际中成功应用的国外某型微型涡喷发动机燃烧室模型。该文分析两个模型各燃区内计算流场的差异,确定了满足设计性能要求的目标流场,并对原有设计参数进行局部调整,使其流场组织向目标流场靠近。通过此方法,确定了燃烧室优化后的设计参数。     

燃煤磁流体燃烧室冷态流场的研究

采用K—ε湍流模型、SIMPLER方法对JS-2燃煤磁流体燃烧室的冷态流场进行了数值计算,并做了一系列冷模试验研究。通过对几种不同结构燃烧室的计算与测量所得出的流场的分析比较,提出了一些改进JS-2燃煤磁流体燃烧室的建议,最后对计算与测量方法进行了讨论。     

基于LPP的多点喷射低污染燃烧室头部方案研究

对设计的基于LPP的多点喷射低污染燃烧室头部方案,对其性能进行了数值研究。头部为中心分级燃烧,设计为同心圆式主、副模分区燃烧方式,主模燃油为多点喷射。应用CFX软件,从冷态流动、热态燃烧和污染物生成等三方面,对该燃烧室模型进行了研究。结果表明：冷态流动时慢车工况的回流区大于起飞工况,从设计上有效避免了回火与自燃的发生;慢车工况燃烧时因为直混燃烧,局部温度可达2400K以上;起飞工况燃烧时,主模燃油蒸发较好,但混合不是十分均匀,主、副模分区燃烧,主模火焰最高温度低于副模;对头部冷却和火焰筒中间1/3壁面应增大冷却效果;燃烧室燃烧效率非常接近100%;两个工况的污染物均集中于副模高温区,但总体生成量均很小。     

基于局部近邻标准化和主多项式算法的故障检测

针对工业过程的非线性和多模态特征,提出了一种基于局部近邻标准化(local neighborhood standard ization,LNS)和主多项式分析(principal polynomial analysis,PPA)结合的故障检测算法。首先,将样本数据通过局部近邻标准化(local neighbor standardization,LNS)算法,对每个样本构建k近邻数据集;然后应用k近邻数据集的均值和方差对当前样本进行标准化处理;最后使用PPA对已经标准化处理后的样本建模,计算出T2和SPE统计量,并确定控制限进行故障检测。LNS算法能够去除数据中的多模态特征,而PPA算法能够有效的处理非线性数据,因此LNS-PPA方法能够提高具有多模态非线性特征的工业过程故障检测能力。将该方法应用于多模态非线性数值例子和田纳西伊斯曼(TE)化工过程,并将测试结果与主元分析法(principal component analysis,PCA)、主多项式分析法进行对比,其结果能够有效验证LNS-PPA的优越性。     

一种用于多模态心脏图像配准的统计形状模型构建方法

统计形状模型构建的关键在于训练集样本形状的构造和形状特征点的自动提取.针对多模态心脏图像的配准问题,提出了一种统计形状模型的构建方法.模型的构建过程主要通过图谱标签图像训练集的建立、模板标签图像形状特征点的提取和模板形状到待标记图谱形状特征点的自动传递来完成.并在此构建方法的基础上,建立左心室统计形状模型引导多模态图像配准过程.为评估构建方法的有效性,使用心脏CT和MR图像数据集进行多模态配准实验验证.结果表明,基于统计形状模型约束的方法较仅靠互信息的方法在配准精度上有明显提高.     

基于分块加权LBP向量和解析字典的协同表达分类

传统协同表达分类(CRC)算法因直接使用原始样本构造非传统字典,容易受到样本维度、光照和姿态变化等因素的影响。该文在协同表达框架基础上,提出了一种新的利用分块加权局部二值特征(LBP)直方图向量构造解析字典的协同表达人脸分类方法。首先通过分块加权方法优化LBP算子提取的纹理特征,然后采用解析字典学习方法将样本数据投影到稀疏系数空间,并使用协同表达方法重构测试样本,完成样本分类。与已有算法相比,该文算法的实验结果较好。ORL和LFW数据库上的实验结果证明了该文方法的有效性。     

燃气轮机燃烧室流场的数值计算与实验研究

本文阐述了以 SIMPLE 算法为基础的燃气轮机燃烧室流场的数值计算方法,对一实例燃烧室作了计算并与冷态实验进行对比。结果表明:回流区的主要尺寸两者数值相当吻合;轴向与切向速度分布规律也是接近的,只是在数值上略有差别。本计算方法在预测燃烧室流场上具有一定的实用价值。     

旋流燃烧室内湍流流动的PIV实验研究

建立了微型燃气轮机旋流燃烧室实验台．采用二维粒子图像测速技术(PIV)测量了旋流燃烧室火焰筒内冷态速度场．旋流燃烧室主要由3个旋流器和1个侧壁开有测试视窗的圆筒段组成．在空气流量为0．114m^3／s的工况下，得到了燃烧室火焰筒内气体时均切向速度分布及旋流燃烧室火焰筒中心截面和不同轴向横截面位置的速度矢量分布图．实验结果及其分析为旋流燃烧室的数值模拟计算和进一步的实验研究提供了基础．     

液排渣粉煤燃烧器空气动力特性的试验

对液排渣粉煤燃烧器内气流运动规律和混合过程进行了冷态模拟研究，分析了结构参数和动力参数对流动的影响。试验表明：燃烧室轴向速度可分成６个不同的区域，存在４个回流区；简单环形挡渣板也能产生环形回流区，在旋风燃烧室设计中可取代锥形缩口挡渣板。最佳参数为：１次风旋流数Ｓ１为１．７８－２．０；１次风口和２次风口距离Ｌ１２＝（０．７５－１．１５）Ｄ；一次风量为１５％－２０％。     

环形燃烧室冷热态发散冷却性能的对比实验

针对燃烧室发散冷却性能的研究,设计了3头部扇段模型燃烧室进行冷热态对比实验.通过对模型环形燃烧室内外环面上的温度进行测量,讨论冷热态时综合冷却效率分布差异,并考察了冷却空气量与主流空气量之比对综合冷却效率的影响规律.结果表明:发散冷却在冷热态时的综合冷却性能差异显著,主要是由于燃烧反应的发生改变了燃烧室内流场和温度场,进而引起壁面热负荷变化;无论冷态还是热态,在旋流主流的作用下,内环面上的发散气膜相比于外环面更易吹离壁面.随着无量纲流量比的增加,面积平均综合冷却效率均随之增加,但增加幅度逐渐降低.     

MHD燃烧室煤粉喷嘴的冷态试验研究

对浓相输送条件下ＭＨＤ燃烧室的钝体型煤粉喷嘴进行了冷态试验研究，用极权电容探针测量了钝体不同张角，不同轴向位置，不同宽径比下ＭＨＤ燃烧室内煤粉颗粒相对浓度分布，分析了上述因素对浓度场的影响。     

基于神经网络的燃烧室壁面冷效预测方法

现代重型燃气轮机燃烧室的研发过程中，产生了大量的数值模拟和试验数据。其中，燃烧室火焰筒采用了先进发散冷却技术。该技术中，壁面冷效受发散孔型、主流/冷气压损等参数影响，难以建立基于理论模型和经验关联式的方法进行回归预测。针对工业研发产生的壁面冷效数据集，该文提出了基于人工特征选择、小批量化和归一化的数据预处理技术，建立反向传播(back propagation, BP)神经网络和径向基核函数(radial basis function, RBF)神经网络2种优化的神经网络模型，并通过交叉验证与网格搜索对算法模型进行超参数寻优，最终实现燃烧室壁面冷效的高精度场重建和高精度预测，场重建精度达90%,预测精度达85%,满足了工业燃烧室设计迭代中的实际工程需求。     

内燃机缸内冷态湍流流动及传热的二维数值计算

阐述内燃机缸内冷态湍流流动和传热的一种二维数学模型，即用数值方法求解控制缸内气体流动和传热的一组偏微分方程组，得到缸内流场及温度场，进而求出壁面处温度的变化规律．计算是基于控制容积法，采用可在轴向伸缩变化的轴对称动坐标系．在压力较正方程和Ｋ－ε湍流模型中均考虑了流体的压缩性效应，旋流也作为因变量之一纳入了计算．对平顶及带凹坑的燃烧室的模拟计算结果与实验数据相吻合．     

高炉三维气固湍流和煤粉燃烧过程数值模拟

基于欧拉气相方程组、欧拉颗粒连续方程和动量方程以及拉氏颗粒能量和质量变化方程,建立并发展了高炉风口回旋区湍流气固两相流动和煤粉燃烧的三维数学模型.用所建模型分别对冷态模型内气固两相流动和某企业750 m3高炉风口回旋区内的气固两相三维流动与煤粉燃烧进行了数值模拟.采用三维激光相位多普勒分析仪(PDA)对冷态模型内气固两相流场进行了测量,实验结果与冷态两相流动的模拟结果基本一致.热态模拟结果给出了气相温度和组分浓度分布,模拟结果与实验测量结果较吻合,揭示了风口回旋区内气固两相流动和煤粉燃烧的基本性质和特点.     

燃烧室内同向多股大速差射流的流动特征

采用冷态模型试验的方法，以自行设计的低热值煤气烧嘴为对象，研究了其同向大速差射流燃烧室内气流的流动特征。结果表明：环状多股高速空气流对中心低速煤气流的强烈引射卷吸以及少量一次风造成煤气射流的一定程度的旋转将产生很大的负压区和回流区，有利于实现空气和煤气的均匀混合与稳定燃烧。