三峡工程重大装备几个关键技术研究

为提高三峡工程成套设备的国产化水平,在三峡工程重大设备研制“九五”攻关的基础上,提出了提高水轮机运行稳定性及可靠性研究、提高系统运行稳定性及可靠性研究、升船机系统仿真和试验研究、升船机安全机构和驱动系统关键技术试验研究、升船机船厢结构及其关键技术研究、升船机电力拖动自动控制系统研究等有关三峡重大设备的关键技术,从研究背景、国内外研究概况、主要研究内容和所采用的方法和手段等几个方面进行了叙述,以期为三峡工程实际问题的解决提供技术支持的同时,为我国大水电的开发和相关学科的发展创造必要的条件.     

风力发电机组塔架的仿竹结构设计

针对风力发电机组塔架高耸结构稳定性问题,结合仿生结构设计理论,将竹子纤维束引入塔架结构,研究通过仿竹结构设计提高塔架稳定性的方法.以2 MW风力发电机组塔架为研究对象,采用层次分析法对竹子与塔架的相似度进行计算,验证生物选型的合理性.通过研究竹子纤维束特征与竹身稳定性的关系,设计出具有4根加劲肋的仿竹塔架.应用有限元数值分析方法对仿竹塔架和原型塔架的静态和动态效能进行分析,结果表明:仿竹塔架的塔顶位移和最大应力相较原型塔架分别降低了2.27%和13.48%,仿竹塔架前两阶固有频率相较原型塔架提升了1.31%和1.58%,仿竹塔架结构整体稳定性提升了1.4%.验证2 MW风力发电机组塔架仿竹设计的可行性可为后续塔架结构设计提供新的方法.     

用于燃气轮机装置反命题计算中的最优子集回归法

本文介绍了最优子集回归法及其在求解燃气轮机反命题问题中的应用。该算法采用“分支—界限”原则和由作者发展的一种新的变量组合秩序,结果使计算工作量大大减少。文中也讨论了改进回归方程精度的方法。     

低比转速混流式水轮机转轮上冠型线的优化方法

通过混流式水轮机转轮上冠型线的优化,以提高水轮机效率为目的,基于ISIGHT软件集成GAMBIT和ANSYS FLUENT16.0软件,采用实验设计的最优拉丁超立方(optimal Latin hypercube, OLH)方法提出了80组设计方案.然后运用ANSYS FLUENT16.0软件对各方案进行数值计算,以设计工况下的水轮机效率为目标函数,进而用响应面方法(response surface method,RSM)得到近似模型.最后结合粒子群优化(PSO)算法进行自动优化设计,提出一种低比转速混流式水轮机转轮上冠型线的优化设计方法.该方法应用于模型混流式水轮机转轮上冠型线的优化设计,结果表明:优化后水轮机水力效率提高0.35%,从而为混流式水轮机转轮上冠型线的优化设计提供了合理有效的途径.     

师昌绪在高温合金领域的重大贡献

 师昌绪是当代著名的金属学及材料学科学家。在高温合金领域,最先提出并攻克了包套挤压工艺难关,为变形高温合金的生产开辟了一条新的途径;铸造高温合金方面,研究出中国第一代空心气冷铸造镍基高温合金涡轮叶片,使中国成为世界上第二个采用这种叶片的国家;发现了凝固偏析的新规律,总结了"低偏析合金技术",推动了高温合金的发展,被美国同行尊称为"中国高温合金之父"。     

汽轮发电机组调节级喷嘴改造探讨

调节级效率对高压缸效率有着重要的影响,国产引进型300 MW汽轮机普遍存在调节级效率偏低的问题。文章分析了调节级效率偏低的原因,并提出了改造的方法,通过喷嘴的优化改造,提高了调节级效率,达到提高机组运行经济性的效果。     

兆瓦级垂直轴风力发电机组仿生塔架性能分析

为避免兆瓦级风力发电机组风激共振破坏问题,采用流体控制方程建立了兆瓦级垂直轴风力发电机组仿生塔架流场模型,模仿棕榈树树干直径随高度变化的规律,分3段建立仿生塔架,对兆瓦级垂直轴风力发电机组塔架进行了流固耦合数值分析。结果表明,仿生塔架与同类项普通塔架相比,兆瓦级垂直轴风力发电机组仿生塔架变形虽然稍有增大,但能满足风机塔架的变形设计要求,其最大应力下降了3 MPa,1阶固有频率避开了共振的频率范围,材料用量减小了10%,减轻了塔架的质量。     

风电叶片多点加载系统的机电耦合特性及试验研究

针对风电叶片加载多点激振时出现耦合问题,对多点疲劳加载系统进行合理简化,以两点摆锤激振加载为对象建立动力学数学模型,构建系统的机电耦合方程.在共振条件下的对机电耦合关系进行求解,通过相平面法得到振动系统的机电耦合特性、平衡奇点处的谐振同步性及稳定性条件,揭示加载系统出现耦合现象的机理.试验研究系统动态分岔耦合、主共振机电耦合特性及机电耦合作用下的同步控制,验证理论分析的正确性及控制算法的有效性,为疲劳加载系统的工程应用提供指导及试验参考.     

凹陷涡发生器形状对湍流流动与传热性能的影响

利用数值计算方法研究了分别具有球形、椭球形、倾斜椭球形以及泪滴形凹陷涡发生器阵列表面的湍流传热与流阻性能.采用湍流模型Relizable k-ε、SST(Shear Stress Transportation)和Standard k-ω模拟凹陷涡发生器表面的湍流传热与流阻性能,并与其实验结果进行对比,确定了Standard k-ω是研究凹陷传热和流动的最精确湍流模型.同时,通过数值计算分析了4种凹陷结构在雷诺数为8 500~60 000下的传热、流阻和流动特性,利用Matlab软件对数值计算结果进行后处理.结果表明:与充分发展的光滑通道内湍流流动相比,球形凹陷通道的传热性能提高了约40%,摩擦因子增加了约70%;椭球形凹陷通道的传热性能提高了约30%,摩擦因子增加了60%左右;倾斜椭球形凹陷通道的传热性能提高了约40%,摩擦因子增加了60%左右;泪滴形凹陷通道的传热性能提高了约70%,摩擦因子增加了约1倍,即泪滴形凹陷通道的传热性能和综合热性能最佳.     

中国风电产业发展分析

分6个阶段回顾了中国风电产业的发展历程,并从法律法规规划、财税电价政策两方面简述了国家风电产业的相关政策,指出这些政策对产业发展起到了重要的支撑和调节作用。用风电装机及增长率、发电量及增长率数据分析了中国风电产业发展现状,用2013年大陆企业国内市场占有率、进入世界风电设备15强的国内8家企业的全球新增装机容量等数据,说明国内风机制造商已经发展壮大起来。分析指出了缺乏顶层设计、弃风限电严重、自主研发能力不足、部分主要零部件依赖进口和风电设备存在质保"困局"五个亟待解决的主要问题。最后分析了风电产业发展前景。