汽轮机间隙气流激振力分析及计算程序设计

本文给出了基于流体动力学的计算汽轮机均匀气流场和非均匀气流场直叶片、短扭叶片、长扭叶片以及汽轮机调节级间隙气流激振力的计算公式 ,介绍了基于以上公式的汽轮机间隙气流激振力计算程序 ,并讨论了程序设计中有关积分的处理方法。     

轴系扭振试验台的研制

研制了模拟汽轮发电机组机电动态过程的扭振试验台；介绍了模拟引进型300MW汽轮机组轴系试验台的模拟方法和设计原则；利用试验台进行了机电动态试验；对轴系扭振进行了测试．试验表明，该试验台可用于验证机电动态仿真程序及研究扭振机理．     

汽轮机间隙气流激振力分析

基于流体动力学，应用动量定理研究汽轮机直叶片、短扭叶片、长扭叶片以及汽轮机调节级由于间隙引起的气流激振力问题，综合考虑了叶片的各项设计参数并应用理论分析方法导出普遍适用的计算公式，解决了Alford公式中需人为选取效率系数的困难。数值实验的结果表明，所导出的计算公式是可靠的。     

轴系扭振试验台的研制

研制了模拟汽轮发电机组机电动态过程的扭振试验台，介绍了模拟引进型３００ＭＷ汽轮机组轴系试验台的模拟方法和设计原则；利用试验台进行了机电动态试验；对轴系扭振进行了测试，试验表明，该试验台可用于验证机电动态仿真程序及研究扭振机理。     

汽轮机扭叶片振动特性常见数学模型的对比

通过收集资料,将历史上汽轮机扭叶片三种计算模型各自特点分别列出,指出了三种模型的优缺点及适应范围。并从合理模化叶片,提高计算精度的观点出发,认为三维有限元模型将成为汽轮机扭叶片振动特性研究的重要手段。     

单级液力变扭器最佳基本参数的确定

本文在束流理论的基础上,提出了一种对流量系数σ,速度系数 R_m及叶片角β进行三重优选、并加以扩展运算来确定变扭器最佳基本参数、且能预先控制整个无因次特性的变扭器设计方法;设计和编制了相应的计算程序,文中提供了该程序的总框图;应用此程序试算了数种离心涡轮变扭器,并分析了其结果。文中提出的设计方法不仅适用于离心涡轮变扭器,同时也考虑了轴流及向心涡轮变扭器的一些特点。因此,文中的主要计算公式,基本设计思想以及计算程序均可用于后二种类型的变扭器,只是在某些参数(如 C_λ、ρ_(2T)、ρ_(1D)等)的确定上,应结合具体工作机械的特点,参考本文的分析方法来定出。文中应用到的变扭器Ⅰ及Ⅱ的结构和试验资料,是由北京二七机车工厂及大连内燃机车研究所提供的,谨致谢意。     

现代汽轮机叶片阻尼结构形式设计方法的研究

为了提高叶片的安全性,现代汽轮机叶片尤其是长叶片在设计中较多地采用了阻尼结构,增加叶片的阻尼以降低叶片响应,从而降低叶片的动应力．通过对叶片阻尼结构的分析研究,提出了汽轮机叶片获得最佳阻尼的阻尼结构设计方法,即首先通过一系列动力计算获得对应叶顶响应最小的最佳摩擦面正压力,再由静力分析获得其最佳阻尼,使得在现有结构下其动应力最小．分析了一个工程中实际使用的阻尼叶片,获得了它的最佳摩擦面正压力及最佳阻尼设计间隙．     

高校计算机硬件课程群的虚拟实验室构建——以单片机原理虚拟实验室为例

虚拟实验室的建设对促进高校教学发展、优化实验教学过程和节约成本等起到重要的作用．本文首先搭建了以学校实验室管理流程和基本事务管理为核心的虚拟开放实验室综合管理平台,然后以单片机虚拟实验室的建设为例,实现了从硬件电路设计、软件程序设计到应用软件的程序固化及调试．最后明确指出,虚拟实验室这种崭新的教学方式能对计算机专业硬件类课程取得非常好的教学效果．     

基于局域网的虚拟实验室建设研究

对虚拟实验室系统的实施方案进行研究,提出了基于局域网的虚拟实验室框架模型,进而研究了虚拟仪器程序的设计及其网络化技术．用户只需具备基本的计算机和网络条件,就可以随时随地访问虚拟实验室进行实验．     

基于局域网的虚拟实验室建设研究

对虚拟实验室系统的实施方案进行研究，提出了基于局域网的虚拟实验室框架模型，进而研究了虚拟仪器程序的设计及其网络化技术．用户只需具备基本的计算机和网络条件，就可以随时随地访问虚拟实验室进行实验．     

倾扭叶片在热电联产级组中的应用

采用了倾扭复合成型的设计方案，对国产热电机组CC25的低压末两级进行了优化设计。首先以准三维通流计算为基准，对进出口的几何参数进行了调整，兼顾了设计工况和变工况下的气动性能要求，提高了级组的总体运行效率。叶型型线设计采用三次B样条控制成型、径向叠加的方法，按照进出口汽流角的变化规律进行径向扭曲，最终获得三维扭叶片。进一步对静叶片进行斜置，提高了级的流动性能。结果表明：采用合理的静、动叶匹配可有效地减少攻角损失；对静叶进行合理的斜置和扭曲，对动叶采用合理的扭曲规律，可控制反动度的分布，有效减少根部／顶部的次流损失以及减弱流动分离，减少余速损失，改型后CC25机组低压末两级的内效率提高了6．6％。     

基于机器视觉的风力机叶片损伤检测系统

针对风力机叶片表面出现的磨损等早期损伤特征现象,传统损伤检测方法存在高成本低效率等问题,设计了一种基于机器视觉和图像处理相结合的风力机叶片损伤检测系统。通过搭建机器视觉实验平台完成风力机损伤叶片图像采集和处理,通过使用HSV进行颜色平面提取,卷积运算、高亮显示操作滤波,选用自动阈值分割方法中最小均匀性度量法进行阈值分割处理,最后通过数学形态学去噪处理,腐蚀、膨胀、开运算等操作完成特征提取,设计了基于LabVIEW的风力机叶片智能图像识别系统,通过对图像处理后的损伤特征识别效果调试,完成性能测试。实验结果表明：基于该算法处理后的图像在设计的识别系统内准确识别率达到92.3%,并对裂纹损伤进行目标测量得到实际长度且绝对误差最大为3 mm。该系统满足叶片检损的要求,实现对风力机叶片表面裂纹、轮廓磨损等损伤的图像处理和识别,并对损伤处进行标记、计数和测量,实现无损探伤,为兆瓦级风力机叶片损伤检测提供方法借鉴和图像处理、系统设计的技术支持。     

车用轴向可调喷嘴增压器喷嘴环流场分析

对车用轴向可调喷嘴增压器喷嘴环内流特性进行研究,建立涡轮仿真模型.运用NUMECA软件对该模型进行变工况数值模拟,结合变工况下涡轮测试数据进行对比,证明仿真模型的有效性.针对已验证有效性的仿真模型对喷嘴环压力场、速度场分布进行分析,了解喷嘴环内部流动情况.结果表明:在增压器处于高、低速工况时喷嘴环的前缘处出现气流滞止,形成局部低压区;增压器处于低速工况时,喷嘴环尾缘附近出现小范围尾迹区;增压器处于高速工况时,喷嘴环斜切区尾缘处出现大范围尾迹区.分析结果可为该型增压器喷嘴环叶片叶型提供优化和设计建议.     

基于UG的汽轮机叶片并联抛光仿真系统

基于并联运动机床的设计理论和发展现状，研究开发一种自动抛光的方法，即采用并联运动机床实现叶片的抛光．在UG环境下完成叶片造型和并联运动机床的建模和抛光仿真，为今后实现叶片抛光自动化奠定基础．     

跨音速透平扭叶片的气动优化设计研究

以并行自适应差分进化算法为核心，耦合曲面造型方法以及计算流体动力学求解技术，发展了一种适用于叶轮机械三维气动优化设计的全局自动气动优化算法．利用该算法，以等熵效率最高为目标，在满足流量约束的条件下对跨音速扭叶片进行了气动优化设计．对优化结果的详细分析表明，最优叶栅的等熵效率比原始叶栅提高了1．1％，气动性能有显著的改善，算法具有良好的优化性能．在跨音速条件下，载荷分布对叶栅的气动性能有着巨大的影响，采用前加载设计可有效地减弱斜激波的强度，减少激波损失，提高流动效率．因此，通过优化叶栅型线来改变叶栅的载荷分布可有效地提高叶栅的气动性能。     

基于DOE及RSM的液力变矩器叶片数对性能的影响及优化

为解决一维束流理论难以有效地对液力变矩器叶片数进行优化的问题,建立液力变矩器三维流动设计分析平台,利用实验设计方法,研究了各叶片数对液力变矩器性能的影响,并在响应曲面基础上对叶片数进行了优化.结果表明,泵轮、涡轮叶片数对最高效率和起动转矩比有较大影响,泵轮、导轮叶片数对泵轮扭矩系数有较大影响.优化后,液力变矩器各性能指标均有提高.     

三级有机工质离心透平气动性能研究

以有机工质R123为工质,基于一维气动分析理论,设计了三级离心透平,并采用数值模拟方法研究了不同工况下的透平气动性能.结果表明:设计工况下,三级等叶高直叶片离心透平轮周效率可达到86.7%;在变工况条件下,离心透平轮周效率随着膨胀比的增大先增大后减小,离心透平各级的膨胀比、焓降和反动度等热力参数随着级组膨胀比的变化从高压级到低压逐级增大,最末级变化最大.     

采用扭杆单元分析汽轮机长叶片振动的有限元法

本文提出了计算电站汽轮机长叶片固有振动的一种数值方法。为了反映长叶片自然扭曲度大的特点和缩减自由度,该方法将长叶片简化为扭杆,并从扭杆位移函数出发推导出扭杆的弹性势能、动能以及离心力势能,进而将长叶片沿高度离散为扭杆单元,并建立扭杆单元的弹性力刚度矩阵、离心力刚度矩阵和质量矩阵。应用实例表明,该方法的频率计算值和实测值相当接近,能满足工程实际要求。     

大型汽轮机长叶片全工况动应力数值计算及试验研究

针对当代大型汽轮机全工况灵活性运行关注的突出问题，以哈尔滨汽轮机厂有限责任公司1 000 MW等级空冷汽轮机低压末级叶片为研究对象，提出了一种长叶片动应力仿真分析方法。结合长叶片动态试验，论证了计算方法的有效性。理论分析表明，汽轮机低负荷运行工况下流动分离引起叶片表面涡激效应是叶片动应力增加的重要因素。从工程应用的角度出发，将气动流场叶片表面压力脉动值作为结构场激振力的激振因子，进而计算分析叶片在不同工况下的动应力是可行且有效的。经过多方案比较，仿真计算与试验结果取得了很好的一致性。叶片仿真和动态试验的结果表明，末级叶片最大动应力出现在20%负荷附近，叶身动应力峰值约为许用值5%，具有足够的耐振强度和安全裕度，能很好满足大型汽轮机全工况灵活性安全可靠运行要求。     

风电叶片两点疲劳试验系统激振器加载控制

基于电驱动惯性式激振装置,构建了一种风电叶片两点激振疲劳试验系统,并提出了虚拟主令同步控制算法.以PID算法设计误差补偿器,利用李雅普诺夫函数证明虚拟主令同步控制算法的稳定性,并建立控制仿真模型,数值仿真分析虚拟主令同步控制算法的收敛性及鲁棒性.最后,试验验证了耦合下虚拟主令同步控制算法的有效性.结果表明:虚拟主令同步控制算法能使激振器快速跟随,激振器之间相位差的波动很小,叶片振幅稳定,实现了风电叶片的平稳有效加载.