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。     

有限水域水下载器推力模型实验壁面效应研究

推力模型实验是水下机器人推进系统设计的重要基础,但是推进系统实验通常伴随壁面效应产生回流,影响推力模型测试结果。为解决静水水池壁面对推进器推力模型测试的影响,通过理论分析建立水下机器人推进器的静水推力模型,通过实验方法,探究水池后壁面距离对推进器推力模型的影响,使用MATLAB对提取的实验结果进行非线性数据拟合,并给出了考虑壁面效应的推进器推力模型修正方法及水池设计的尺寸估计方法。研究发现,由于后壁面的存在,推进器的推力模型被严重低估。本文研究成果对静水实验水池设计及壁面效应下的水下推进器推力模型测试具有重要意义。     

烟气横掠螺旋槽管束磨损特性的数值模拟

为探究烟气中固体颗粒对螺旋槽管束的磨损行为,应用离散相模型对烟气横掠顺列螺旋槽管束进行气固两相流动的数值模拟,并通过用户自定义函数引入新的磨损计算模型.分析了飞灰颗粒对光管和螺旋槽管磨损的差异以及烟气流速、粒径、横向/纵向管距和螺距、槽深等因素对螺旋槽管磨损的影响.结果表明:相同工况下,螺旋槽管管束磨损率比光管管束小10%左右;磨损率随烟气流速、颗粒直径、纵向管距的增大而增大;小粒径颗粒(dp=25μm)最大磨损位置发生在圆心角30°左右,较大粒径颗粒最大磨损位置发生在圆心角40°左右;磨损率随横向管距、螺距、槽深的增大而减小;槽深对螺旋槽管磨损率的影响远低于螺距的影响.     

离心式血液泵水力性能的实验及数值模拟

为研究血液泵中的流动与水力性能和生理相容性的内在联系,在闭式血液泵实验台上,通过调节电机转速和控制流量的方式对一种径向离心式血液泵进行了外特性实验研究。为了与实验对比,对该泵进行了全流道三维定常湍流数值模拟。根据实验结果及流动分析得知:血液泵在流量5 L.min-1时扬程大于1 m,通过调整电机转速可以得到宽广的运行范围;血液泵运行在较低转速时流动的Reynolds数效应不可忽略;叶片吸力面出口附近壁面剪切应力较大,是造成血液损伤的危险区域。     

淘汰蛋鸭肉质蛋白酶嫩化研究

对木瓜蛋白酶和风味蛋白酶嫩化淘汰蛋鸭肉的效果进行了探讨,比较了酶解条件下鸭胸肉的肌原纤维小片化指数和剪切力的变化,并分析了肌原纤维小片化指数与剪切力的相关性.结果表明:木瓜蛋白酶对鸭肉的酶解作用更强烈,达到相同的嫩化效果(即相同的肌原纤维小片化指数或剪切力值)所需的酶用量大约为风味蛋白酶的一半.嫩化后鸭肉的肌原纤维小片化指数和剪切力之间存在着显著的相关性,木瓜蛋白酶和风味蛋白酶的这种相关性分别为-0.965和-0.950.     

微热光电系统燃烧室内突扩台加工位置的选择

通过实验找出微热光电系统燃烧室在最优影响因素下的各测温点的温度值,用灰色系统理论对其建立灰色预测模型,预测最高温度值所处位置.由普朗克定律可知:温度值的高位变动对辐射力产生的影响要比低位变动大.突扩台加工位置从壁面温度的最高点处开始,既增加了微热光电系统燃烧室外壁面最大温度值,又减缓了壁面温度的最大值到出口处的温度分布,对提高微型热光电系统的热电转化效率有显著作用.     

热塑性装饰材料大尺度火灾实验研究

选择目前市场上最常见的热塑性装饰材料PP,PE,PS,PMMA和PVC,借助ISO9705全尺寸多功能热释放速率实验台对其火灾特性进行研究．研究发现,热塑性材料存在固体表面燃烧（PMMA和PVC）与流动燃烧（PP,PE和PS）2种燃烧形式,其中固体表面燃烧受壁面火蔓延控制,流动燃烧受油池火控制;通过对热解机理的探讨发现热解机理是控制材料燃烧形式的主要因素;通过材料流动能力、油池火发展和热释放速率的比较发现,流动能力对流动燃烧的影响非常大,材料流动能力越好越不利于油池火的形成与发展,所能达到的火灾规模越小．     

水流绕过二维方形障碍物的湍流数值模拟

采用了混合有限分析求解方法对湍流绕过二维方形障碍物进行了数值模拟,模拟雷诺应力项时采用了布辛涅斯克假定.采用了k-ε双层模型进行计算,通过与文献中的实验结果及数值计算结果的比较验证了本计算方法的有效性.模拟结果表明k-ε双层模型较壁面函数法预测湍流绕过方形障碍物时更为准确;障碍物高度及流动条件不变时(Re=1.4×104,H=1.0),随着方形障碍物长度的变化,障碍物上游的旋涡Ⅰ的长度基本上没有变化,而在障碍物的下游当L/H≥4时旋涡Ⅱ的长度也基本上保持不变.     

闭孔Voronoi泡沫的几何特征分析

基于体心立方(BCC)点集,通过引入不同程度的随机扰动建立了闭孔泡沫的Voronoi随机模型.然后,对模型的拓扑和几何特征进行了统计分析,并与完全随机点集基础上得到的Voronoi模型进行了比较.结果表明,随着模型随机度的提高,模型逐渐趋于不规则化.并且,在较高的随机度下,模型在拓扑结构上与完全随机点集基础上得到的Voronoi模型趋于一致.此时,其壁面数量和体积的分布函数近似满足对数正态分布,而其棱边数的分布函数则近似满足二项分布.