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Convective heat and mass transfer in MHD mixed convection flow of Jeffrey nanofluid over a radially stretching surface with thermal radiation 被引量:6
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作者 M.BILAL ASHRAF T.HAYAT +1 位作者 A.ALSAEDI S.A.SHEHZAD 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第3期1114-1123,共10页
Mixed convection flow of magnetohydrodynamic(MHD) Jeffrey nanofluid over a radially stretching surface with radiative surface is studied. Radial sheet is considered to be convectively heated. Convective boundary condi... Mixed convection flow of magnetohydrodynamic(MHD) Jeffrey nanofluid over a radially stretching surface with radiative surface is studied. Radial sheet is considered to be convectively heated. Convective boundary conditions through heat and mass are employed. The governing boundary layer equations are transformed into ordinary differential equations. Convergent series solutions of the resulting problems are derived. Emphasis has been focused on studying the effects of mixed convection, thermal radiation, magnetic field and nanoparticles on the velocity, temperature and concentration fields. Numerical values of the physical parameters involved in the problem are computed for the local Nusselt and Sherwood numbers are computed. 展开更多
关键词 Jeffrey nanofluid mixed convection flow radially stretching surface convective boundary conditions magnetic field
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高水头弧形闸门出口侧墙空化特性及掺气减蚀研究
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作者 王伟 邓军 卫望汝 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期84-92,共9页
高水头泄洪放空洞弧形闸门出口往往需要设置掺气设施以减免高速水流空化空蚀破坏。由于有压出口区域水流流态与结构壁面相互作用复杂,易导致掺气减蚀保护失效,目前,其核心水力致灾原因尚不明确,并且制约着适用于弧形闸门掺气减蚀的技术... 高水头泄洪放空洞弧形闸门出口往往需要设置掺气设施以减免高速水流空化空蚀破坏。由于有压出口区域水流流态与结构壁面相互作用复杂,易导致掺气减蚀保护失效,目前,其核心水力致灾原因尚不明确,并且制约着适用于弧形闸门掺气减蚀的技术研发。本文结合实际工程中高水头弧形闸门出口侧墙空蚀破坏实例,采用水力学模型试验与数值模拟方法,对空蚀破坏的水力学成因进行系统分析,并提出了掺气减蚀水力设计方案。结果表明,弧形闸门泄流运行时,高速水流横向扩散显著,侧空腔掺气效果较差,在侧向附壁过程中形成侧墙冲击-低压反射区,导致附壁区水流空化数较低,并存在侧墙清水区域,二者共同作用导致泄洪放空洞侧墙发生空化空蚀破坏,这种不利影响在大流量、闸门局开条件下更为严重。基于提高侧墙水流空化数与改善侧掺气空腔掺气效果,提出了侧墙二级收缩掺气坎,实现低压空蚀风险区域水流脱壁,末端侧向水流附壁全断面掺气减蚀。研究成果将为弧形闸门出口掺气减蚀水力设计提供科学依据,保障高水头泄洪建筑物的安全运行。 展开更多
关键词 高速水流 弧形闸门 空蚀破坏 掺气减蚀 泄洪洞
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面向液态空气储能的新型径向流储冷填充床性能研究
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作者 张子澳 王星宇 +2 位作者 路新亮 殷勇高 王晨 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第9期3311-3318,共8页
大规模长时储能技术是实现双碳目标的重要路径之一。其中,液态空气储能因能量密度高、不受地理条件限制、寿命长和对环境友好等优势而备受关注。储冷填充床作为液态空气储能中的关键储冷单元,其热力性能直接影响系统的循环效率与经济性... 大规模长时储能技术是实现双碳目标的重要路径之一。其中,液态空气储能因能量密度高、不受地理条件限制、寿命长和对环境友好等优势而备受关注。储冷填充床作为液态空气储能中的关键储冷单元,其热力性能直接影响系统的循环效率与经济性。传统的储冷填充床采用轴向流形式,充冷过程换热流体由底部进入,与储冷材料进行热量交换后由顶部流出,存在压降大、泵功高、速度场波动剧烈等问题,限制了其综合性能的提升。为解决上述问题,本研究提出一种新型的储冷填充床,充冷过程流体由底部进入中心通道,沿径向方向流动,与储冷材料换热后经中心通道流出(即径向流储冷填充床)。通过数值模拟研究径向流储冷填充床在不同流体工作压力下的流速、间隙对流传热系数、压降及[火用]效率,并与轴向流储冷填充床进行对比。研究结果表明,在储冷量为150 MWh和流体工作压力0.1 MPa条件下,径向流填充床充放冷过程压降为2 kPa,远低于轴向流82.8 kPa;径向流填充床的[火用]效率高达87.7%,显著优于轴向流的59.8%。当工作压力升高至0.8 MPa时,径向流和轴向流储冷填充床充放冷过程压降均显著降低,泵工对[火用]效率影响很小,轴向流具有更高的[火用]效率达93.1%。因此,径向流储冷填充床更适合运行在低压充放冷工况。本文为优化储冷填充床结构提供了理论支持与设计参考,展示了径向流填充床在工程应用中的良好潜力。 展开更多
关键词 液态空气储能 储冷填充床 径向流 轴向流
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径向流氦氢分离床的流阻特性
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作者 丁卫东 占勤 连旭东 《核化学与放射化学》 北大核心 2025年第2期150-157,I0002,共9页
氦氢分离床作为聚变堆氚提取系统重要部件,为了更加深入地研究径向流氦氢分离结构参数对内部流场分布及压阻的影响,指导结构设计,借助COMSOL耦合建立径向流吸附床过滤器以及粉末层流体流动的二维数值模型,对床体填充特性、结构参数及气... 氦氢分离床作为聚变堆氚提取系统重要部件,为了更加深入地研究径向流氦氢分离结构参数对内部流场分布及压阻的影响,指导结构设计,借助COMSOL耦合建立径向流吸附床过滤器以及粉末层流体流动的二维数值模型,对床体填充特性、结构参数及气体流动方式的影响进行了模拟。结果表明:颗粒半径大于40μm时,随着颗粒半径的减小,床层压阻有所增大,但增大幅度较小;当颗粒半径小于40μm时,床层压阻急剧增大,随着孔隙率的减小,粉末层压阻逐渐增大,且增加幅度变大。通过对床体粉末层高径比、内外流道截面积比以及流体流动方式对流体均匀分布的影响分析可知,当床体高径比为7~12、内外截面积比为0.38~1.00时,压阻较为合适,流场更加均匀,径向床流动方式推荐CF-Π型。 展开更多
关键词 径向 氦氢分离床 流阻特性 数值模拟
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白鹤滩导流底孔弧形工作闸门流激振动原型观测研究
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作者 段杭 张文远 +2 位作者 柯传芳 杨帆 张宏伟 《水电能源科学》 北大核心 2025年第1期137-140,共4页
白鹤滩导流底孔工作弧门设计水头120 m,在电站蓄水期间,随着上游水位的不断升高,工作弧门局部开启运行时承受的水压力荷载也不断增大,因此在高水头运行条件下底孔工作弧门局开运行可能存在流激振动问题。为确保蓄水期间底孔工作弧门局... 白鹤滩导流底孔工作弧门设计水头120 m,在电站蓄水期间,随着上游水位的不断升高,工作弧门局部开启运行时承受的水压力荷载也不断增大,因此在高水头运行条件下底孔工作弧门局开运行可能存在流激振动问题。为确保蓄水期间底孔工作弧门局开运行的安全,选取白鹤滩水电站#6导流洞工作弧门在715.0-733.0 m水位之间(闸门工作水头在85.0-103.0 m之间)局部开启运行条件下,现场观测底孔工作弧门运行期间门体不同部位振动情况,分析了导流底孔运行过程中出现的异响及边墙破坏情况,得出高速水流诱发门后边墙的空蚀破坏问题不容忽视。根据观测结果及时做出预警,对类似工程工作弧门和导流底孔的运行管理具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 白鹤滩水电站 导流底孔 弧形工作闸门 流激振动 空化空蚀 原型观测
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径向流内燃波转子预压缩过程数值分析
6
作者 张方浩 李建中 +2 位作者 巩二磊 姚倩 郑仁传 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第13期5671-5680,共10页
为揭示径向流内燃波转子预压缩过程的非定常流动特性,通过三维非定常仿真对典型工况下复杂波系诱导预增压机制进行了模拟和分析,重点研究了进排气端口压差与波转子转速对通道内压缩波传播规律的影响。结果表明:压缩波在通道内传播时受... 为揭示径向流内燃波转子预压缩过程的非定常流动特性,通过三维非定常仿真对典型工况下复杂波系诱导预增压机制进行了模拟和分析,重点研究了进排气端口压差与波转子转速对通道内压缩波传播规律的影响。结果表明:压缩波在通道内传播时受弯曲通道曲率影响,导致波的反射、折射和衰减,发生能量损失和波形畸变,影响压缩波的传播路径与速度;高压差虽然增强了压缩波强度,但加剧了燃料的过度填充和流动不稳定性,增加了热力学损失,使等熵压缩效率显著降低;转速通过调节波转子的工作时序来影响通道内压缩波的传播特性,在1 200 r/min时,进气端口开启时间延长,压缩波反射形成膨胀波并逆向传播,导致通道内增压比仅为103%,等熵压缩效率大幅度减小。 展开更多
关键词 径向流内燃波转子 非定常流动 预压缩 等熵压缩效率
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基于改进多目标蝗虫算法的压缩机叶轮参数优化研究
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作者 任云鹏 李臻志 +4 位作者 宋方 李安帅 杨强辉 刘佳豪 邵佳康 《机电工程》 北大核心 2025年第5期856-865,共10页
针对常用基本算法在模型复杂的叶轮部件优化设计上寻优效果不佳等问题,提出了一种融合柯西变异和反向学习的改进多目标蝗虫优化算法(COMOGOA),对离心压缩机叶轮进行了参数优化设计。首先,分析了基本蝗虫优化算法(GOA)及多目标优化问题原... 针对常用基本算法在模型复杂的叶轮部件优化设计上寻优效果不佳等问题,提出了一种融合柯西变异和反向学习的改进多目标蝗虫优化算法(COMOGOA),对离心压缩机叶轮进行了参数优化设计。首先,分析了基本蝗虫优化算法(GOA)及多目标优化问题原理,对多目标蝗虫优化算法(MOGOA)进行了改进,融合了柯西变异和反向学习改进策略,并利用测试函数与常用优化算法对比验证了其性能;然后,以离心压缩机叶轮部件为研究对象,对其建立了理论数值模型,利用改进的COMOGOA对模型设计参数进行了寻优,并与其他优化算法进行了对比分析;最后,在考虑了数值仿真、模型假设等因素带来的误差影响情况下,利用ANSYS-CFX数值验证了仿真分析,结合叶轮气动特性及原因进一步验证了优化效果。研究结果表明:优化叶轮后,设计工况下的压缩比显著提升了4.370%,等熵效率增强了1.529%,叶轮得到了改善,从而提升了压缩机的整体性能。COMOGOA算法在叶轮部件复杂模型的优化设计中有着更为出色的寻优效果,也为此类复杂部件优化设计提供了合理参考,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 离心式压缩机 参数优化算法 融合柯西变异和反向学习的改进多目标蝗虫优化算法 ANSYS-CFX Cubic混沌模型 随机权重策略
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新型双排盘配流式径向柱塞泵设计及流场分析
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作者 李会强 孟利民 袁荫武 《机电工程》 北大核心 2025年第3期539-548,共10页
传统径向柱塞泵存在着结构复杂、径向受力不平衡等问题。为此,基于盘配流方式提出了一种新型双排盘配流式径向柱塞泵模型,并对其进行了运动学仿真及内部流场数值研究。首先,建立了双排盘配流式径向柱塞泵三维模型,根据工作原理绘制了其... 传统径向柱塞泵存在着结构复杂、径向受力不平衡等问题。为此,基于盘配流方式提出了一种新型双排盘配流式径向柱塞泵模型,并对其进行了运动学仿真及内部流场数值研究。首先,建立了双排盘配流式径向柱塞泵三维模型,根据工作原理绘制了其运动简图,对其进行了运动学分析;然后,基于AMESim软件建立了双排盘配流式径向柱塞泵的一维仿真模型,对仿真结果与运动学分析进行了对比及相互验证;其次,对新型泵的流体域进行了数值模拟,得到了新型泵内部流场的压力云图、速度云图和瞬时流量曲线;最后,对不同的偏心距、柱塞直径及排角下的瞬时流量进行了仿真模拟。研究结果表明:新型双排盘配流式径向柱塞泵内部压力分布均匀,主要压力突变发生在配流盘的吸排油口交界处,最大压力值为20.63 MPa,一个周期内流体速度主要变化区域在进出油口通道处,最大速度为172.24 m/s;同时,该泵的流量脉动率为3.90%;随着偏心距和柱塞直径的增加,瞬时流量数值也在增加,但脉动率保持不变。该新型泵的设计丰富了液压容积泵的泵型,相关流场分析也为后续的研究提供了参考价值。 展开更多
关键词 容积泵 径向柱塞泵 运动学分析 流场分析 数值研究 流量脉动率 瞬时流量
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封严流量对轴流涡轮轮缘径向封严非定常流动结构的影响
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作者 张晶辉 田杨涛 陶佳欣 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第1期144-150,196,共8页
为了确定最小封严流量,非定常数值研究了封严流量对轴流涡轮径向封严结构封严效果的影响。结果表明:随着封严流量的增大,盘腔内涡结构数量增加,封严间隙内旋转的入侵及出流结构的强度减弱;内侧轴向封严间隙内的非定常波动增大,直到内侧... 为了确定最小封严流量,非定常数值研究了封严流量对轴流涡轮径向封严结构封严效果的影响。结果表明:随着封严流量的增大,盘腔内涡结构数量增加,封严间隙内旋转的入侵及出流结构的强度减弱;内侧轴向封严间隙内的非定常波动增大,直到内侧实现完全封严,继续增加封严流量,非定常波动减小。封严间隙内达到最大波动时的封严流量可以认为是实现完全封严的最小封严流量,这为试验条件下判断最小封严流量提供了一种参考准则。设计封严结构时优化封严结构的尺寸、在间隙内引入叠加封严流、封严齿上设计蜂窝结构等,都可以产生较大的非定常波动,以减小最小封严流量,提高封严效率。 展开更多
关键词 最小封严流量 径向封严 轮缘封严机理 非定常数值模拟 涡轮盘腔
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静力平衡式高压径向柱塞马达工作特性仿真研究
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作者 李昕铭 郭桐 +3 位作者 阙富民 刘昊 黄小敏 林添良 《液压与气动》 北大核心 2025年第9期39-49,共11页
针对传统径向柱塞马达高压工况下柱塞副所受侧向力大而导致的启停瞬间产生较大传动冲击、配流副及柱塞副间隙泄漏严重、马达容积效率低的问题,提出一种端面先导压力控制二级配流静力平衡式高压径向柱塞马达新构型。该新型马达采用复合... 针对传统径向柱塞马达高压工况下柱塞副所受侧向力大而导致的启停瞬间产生较大传动冲击、配流副及柱塞副间隙泄漏严重、马达容积效率低的问题,提出一种端面先导压力控制二级配流静力平衡式高压径向柱塞马达新构型。该新型马达采用复合柱塞单元以及先导压力控制二级配流方法实现高压动力油路密封和高效配流。此外,先导级配流副采用液压浮动支承结构,补偿机械磨损,提高长时间连续工作可靠性。基于AMESim建立马达整机动态仿真模型,分析单柱塞与其配流阀的运动对应关系、配流阀阻尼孔直径、工作压力及主级供液流量对马达容积效率的影响,并对不同传动结构的马达输出特性开展分析。仿真分析结果表明:该马达在35 MPa的高压工况下容积效率可达89.74%,输出转速脉动率较曲轴连杆式马达降低60%,且具备良好的低速稳定性及宽负载适应能力。研究结果为高压静力平衡式径向柱塞马达样机的设计与优化提供了理论依据。 展开更多
关键词 径向柱塞马达 先导压力控制 二级配流 静力平衡 AMESim动态仿真
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分流叶片长度及周向偏移量对ORC向心透平性能的影响 被引量:1
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作者 韩旭 李奇 +2 位作者 杨依栋 刘树华 李鹏 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期759-769,共11页
利用分流叶片能有效改善叶片通道内的流动阻塞问题,降低流动损失。针对某带分流叶片的有机朗肯循环(ORC)向心透平,研究了不同分流叶片长度和周向偏移量对透平性能的影响,对不同叶片布置方案进行数值模拟,分析了内部流动状况、叶片载荷... 利用分流叶片能有效改善叶片通道内的流动阻塞问题,降低流动损失。针对某带分流叶片的有机朗肯循环(ORC)向心透平,研究了不同分流叶片长度和周向偏移量对透平性能的影响,对不同叶片布置方案进行数值模拟,分析了内部流动状况、叶片载荷和损失分布。结果表明:分流叶片能有效削弱通道中的涡流,改善流动状况,使通道内部的压力分布合理;同时在一定程度上分担了主叶片的载荷。与分流叶片长度系数相比,周向偏移量对熵产率的影响较为明显;随着长度系数和周向偏移量的增加,高熵产率范围和总压损失系数均呈现先减后增的趋势,等熵效率的变化则相反,当l=0.5、d=0.5时等熵效率最大,为91.26%,而功率与叶片长度大体呈正相关;将长度系数和周向偏移量分别控制在0.5~0.6时,能保持较为理想的流动状况及叶片载荷分布,高熵产率范围较小,有利于透平性能的提升。 展开更多
关键词 向心透平 分流叶片 熵产法 数值模拟
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塔式太阳能发电系统S-CO_(2)向心透平气动性能优化 被引量:1
12
作者 韩旭 杨依栋 +2 位作者 施海波 李奇 韩中合 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期197-205,共9页
针对基于超临界二氧化碳布雷顿循环的塔式太阳能发电系统,采用热力设计与气动设计结合的方法,设计超临界二氧化碳工质向心透平,探究透平内部流动特性、损失情况,泄漏涡形成与发展以及不同动叶包角下透平性能的变化规律。结果显示:动叶... 针对基于超临界二氧化碳布雷顿循环的塔式太阳能发电系统,采用热力设计与气动设计结合的方法,设计超临界二氧化碳工质向心透平,探究透平内部流动特性、损失情况,泄漏涡形成与发展以及不同动叶包角下透平性能的变化规律。结果显示:动叶内部损失主要集中在动叶轴向流域上部,由于叶顶间隙存在,从动叶吸力面向压力面过来的泄漏流与主流相互掺混,在动叶子午面转折角处形成较大的泄漏涡,并不断卷吸在轴向流域形成螺旋状流动。通过增大动叶包角能有效抑制涡流在流道内的发展,同时降低余速损失,但也会造成叶片载荷增加、叶顶泄漏强度提升、整机反动度和摩擦损失增加。通过动叶包角优化后,在45°包角时透平效率达到最大值82.18%,相较于优化前效率提升0.84%。 展开更多
关键词 太阳能 布雷顿循环 向心透平 气动分析 包角
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切向进气结构对径向流甲醇合成反应器传热特性影响研究
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作者 陆怡 文婷 +2 位作者 金旭好 姚雪亮 王园春 《化工设备与管道》 CAS 北大核心 2024年第1期14-23,共10页
为探究切向进气结构对径向流甲醇合成反应器内催化床层传热特性的影响,通过改变径向流甲醇合成反应器内外分布筒体开孔角度,将混合气入口处普通进气方式改为切向进气,建立了θ=0°、15°、30°、45°的切向进气径向流... 为探究切向进气结构对径向流甲醇合成反应器内催化床层传热特性的影响,通过改变径向流甲醇合成反应器内外分布筒体开孔角度,将混合气入口处普通进气方式改为切向进气,建立了θ=0°、15°、30°、45°的切向进气径向流甲醇合成反应器结构,并采用CFD软件对各角度下反应器温度场进行模拟计算。研究表明,合理的切向角度下的切向进气结构可以提高反应器内流体的混合程度,增加反应物的接触面积,增强传热,不仅能提高反应器温度分布的均匀性,还提高了反应效率和产物收率。研究发现,当θ=30°时反应器内温度场分布最为均匀。 展开更多
关键词 径向流反应器 数值模拟 传热特性 切向进气
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桡动脉桥使用策略对冠状动脉旁路移植术中桥血流及早期通畅性的影响
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作者 韩增强 范桄溥 +2 位作者 赵舟 史艺 陈彧 《中国循环杂志》 CSCD 北大核心 2024年第2期127-132,共6页
目的:分析桡动脉桥的不同使用策略对冠状动脉旁路移植术(CABG)中桥血流及早期通畅性的影响。方法:回顾性分析2019年1月至2021年12月我院使用桡动脉桥行CABG的99例患者临床资料,其中男性92例(92.9%),平均年龄(57.2±8.7)岁。按桡动... 目的:分析桡动脉桥的不同使用策略对冠状动脉旁路移植术(CABG)中桥血流及早期通畅性的影响。方法:回顾性分析2019年1月至2021年12月我院使用桡动脉桥行CABG的99例患者临床资料,其中男性92例(92.9%),平均年龄(57.2±8.7)岁。按桡动脉桥近端吻合部位不同分为升主动脉组(n=79,吻合在升主动脉)和复合桥组(n=20,吻合在其他桥血管上)。应用瞬时流量测定技术测量桥血流各项参数,围术期及术后1年行冠状动脉CT血管造影(CTA),评价桥血管通畅情况。结果:术前两组患者的一般临床资料差异均无统计学意义(P均>0.05)。全部患者无围术期死亡。与升主动脉组比,复合桥组行微创CABG比例更高,桡动脉桥平均血流量更高(P均<0.05)。围术期冠状动脉CTA显示桡动脉桥失败24例(24.2%);与升主动脉组比,复合桥组桡动脉桥失败率更低,但两组间差异无统计学意义(27.8%vs.10.0%,P=0.096)。术后1年桡动脉桥失败改善至16例(16.1%)。与桡动脉桥通畅患者比,围术期桡动脉桥失败患者术中桡动脉桥搏动指数较高,桡动脉桥平均血流量较低(P均<0.05);术后1年桡动脉桥失败患者术中桡动脉桥搏动指数较高,桡动脉桥远端吻合在右冠状动脉患者占比较高(P均<0.05)。结论:桡动脉桥近端吻合在升主动脉或其他桥血管上并不影响其围术期通畅性。围术期失败的桡动脉桥术后1年有再通现象。术后1年失败患者术中桡动脉桥搏动指数较高,桡动脉桥远端吻合在右冠状动脉患者占比较高。 展开更多
关键词 冠状动脉旁路移植术 桡动脉 瞬时血流测定
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有机工质向心透平气动设计与性能优化研究
15
作者 卢绪祥 宋增 +2 位作者 刘瑞 丁海霞 李逸轩 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1181-1188,共8页
为提升有机工质向心透平的效率与性能,对400 kW有机工质向心透平进行了一维气动设计。在一维气动设计结果的基础上进行建模,并结合三维数值模拟预测了有机工质向心透平在设计工况下的性能。以向心透平等熵效率为目标,采用均匀试验法对... 为提升有机工质向心透平的效率与性能,对400 kW有机工质向心透平进行了一维气动设计。在一维气动设计结果的基础上进行建模,并结合三维数值模拟预测了有机工质向心透平在设计工况下的性能。以向心透平等熵效率为目标,采用均匀试验法对动叶轮的子午流道进行优化设计。结果表明:与原始向心透平相比,优化后的向心透平流场压力分布层次更加分明,整体熵增减小,产生的摩擦损失、尾迹损失明显减小,叶片做功能力增大,向心透平内部的流动情况得到了改善,等熵效率由原来的82.33%提高到85.92%,输出功率也增大了18.04 kW。 展开更多
关键词 向心透平 子午流道 性能优化 均匀试验法 数值模拟
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汽轮发电机带有交替径向风道的转子流体与传热耦合分析 被引量:3
16
作者 李伟力 乔田怀 +3 位作者 李亚磊 李程昊 刘明洋 李志强 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期11-20,共10页
针对汽轮发电机带有交替径向通风道的转子发热冷却问题,以一台350 MW水氢氢冷汽轮发电机为研究对象,依据流体力学和传热学的基本理论,首先建立计及旋转的电机全域通风网络模型,采用逐次迭代法计算得到各支路流量和节点压力。其次,建立... 针对汽轮发电机带有交替径向通风道的转子发热冷却问题,以一台350 MW水氢氢冷汽轮发电机为研究对象,依据流体力学和传热学的基本理论,首先建立计及旋转的电机全域通风网络模型,采用逐次迭代法计算得到各支路流量和节点压力。其次,建立了带有交替径向风道的发电机转子流体-传热三维物理模型和数学模型,给出了基本假设和相应的边界条件,同时将通风网络计算得到的风速和压力作为转子求解域的耦合边界,采用有限体积法进行求解,计算结果与实测值吻合。然后分析了交替径向风道内流量分配和氢气流动情况,研究了转子内部氢气温度分布和槽楔出风口风温变化规律,探明了转子绕组和铁心轴向温度分布特性,讨论了副槽入口流量和槽楔出口直径对转子流体和温度的影响。得出副槽入口流量应控制在0.1~0.16 m^(3)/s范围内,且选择较小的槽楔出口直径,可以提高通风系统的效率与风量分配均匀性,降低转子轴向热不平衡。 展开更多
关键词 水氢氢冷汽轮发电机 交替径向风道 通风网络 流体流动与传热 有限体积法
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有机工质向心透平数值模拟及变工况内流特性研究
17
作者 韩旭 李奇 +3 位作者 杨依栋 李鹏 刘树华 韩中合 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期260-269,共10页
基于国内外研究现状,分别对设计工况下和非设计工况下有机朗肯循环向心透平的工作状态进行了三维数值模拟。以透平功率、效率、反动度、静叶损失系数、动叶损失系数作为评价指标,分析了透平在非设计工况下的性能;同时开展了透平在非设... 基于国内外研究现状,分别对设计工况下和非设计工况下有机朗肯循环向心透平的工作状态进行了三维数值模拟。以透平功率、效率、反动度、静叶损失系数、动叶损失系数作为评价指标,分析了透平在非设计工况下的性能;同时开展了透平在非设计工况下流动状况的描述。结果表明:设计工况下透平输出功率为122.3 kW,透平等熵效率为83.54%;在非设计工况下,透平功率和效率在转速比为0.8~1.0时的增幅较大,透平反动度和静叶损失系数均与转速呈线性关系,而动叶损失系数在转速比为0.8~1.2时存在最小值;当转速低于设计转速时,在动叶前缘吸力面存在涡流,当转速高于设计转速时,涡流存在于动叶压力面的前缘,造成此现象的主要原因是动叶转速与静叶出口流速的周向分量之间存在差值。 展开更多
关键词 有机朗肯循环 向心透平 非设计工况 流动状况 数值模拟
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径向流氦氢分离床穿透特性实验与模拟分析 被引量:1
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作者 丁卫东 占勤 +1 位作者 杨洪广 连旭东 《原子能科学技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期181-188,共8页
为系统深入研究径向流氦氢分离床的吸附穿透性能,指导结构设计,本研究借助COMSOL Multiphysics软件耦合材料吸氢动力学方程、流体流动动量方程和质量传递方程,建立了径向床穿透数学模型,并结合实验验证了模型的可靠性,利用模型对特性参... 为系统深入研究径向流氦氢分离床的吸附穿透性能,指导结构设计,本研究借助COMSOL Multiphysics软件耦合材料吸氢动力学方程、流体流动动量方程和质量传递方程,建立了径向床穿透数学模型,并结合实验验证了模型的可靠性,利用模型对特性参数进行参数化扫描,分析其对穿透性能的影响。结果表明,穿透实验结果与模拟数据符合较好,模型可靠。通过分析温度、高径比及孔隙率等参数对床体穿透性能的影响,推荐氦氢分离床床体参数如下:床体吸附温度为室温~343 K,在该温度范围内升高温度对传质区长度及出口处浓度-时间曲线影响较小;随着高径比的增加,床体效率明显下降,其中高径比为2.00~8.33时,维持高效率的时间较长;随着孔隙率的增加,床体吸附效率明显下降,考虑床层的吸附效率、压阻效应及粉末的装填难度,粉末孔隙率推荐0.56~0.64。以上结果表明,本研究建立的模型可较好地预测床体的吸附分离性能,可用于床体结构设计以及工艺参数的优化。 展开更多
关键词 径向流 氦氢分离床 穿透特性 数值模拟
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阀板尾迹对离心泵性能的影响 被引量:4
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作者 刘博星 卢金玲 +4 位作者 冯建军 王维 朱国俊 戈振国 杨沁源 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期217-227,共11页
离心泵进水管路通常布置阀门供检修时切断水流,这会导致离心泵入流畸变。该研究旨在分析泵前检修阀所诱发的非定常尾迹特征及其对大流量工况离心泵运行特性的影响机理。试验对比了均匀来流和畸变来流条件下离心泵的外特性,数值模拟研究... 离心泵进水管路通常布置阀门供检修时切断水流,这会导致离心泵入流畸变。该研究旨在分析泵前检修阀所诱发的非定常尾迹特征及其对大流量工况离心泵运行特性的影响机理。试验对比了均匀来流和畸变来流条件下离心泵的外特性,数值模拟研究了阀板尾迹涡的流动特征及其对离心泵非稳态内流场的影响,分析了阀板尾迹涡诱发的叶轮径向力。结果表明:两种来流条件下数值模拟与试验得到的离心泵外特性误差在5%以内;对离心泵性能产生主要影响的尾迹涡主要来自阀门阀板一侧的边界层分离与卷吸,入流畸变导致大流量工况下离心泵效率相较于均匀入流下降9.15%,扬程降低1.2 m;阀板尾迹在离心泵入口产生1.9倍转频的脉动频率;尾迹涡的周期性入流导致两个叶片前缘的最大相对液流角由30°分别增大至43°和39°,这两个叶片的压力面脱流加剧,产生逐渐向下游耗散的失速团,叶片承受2倍转频的非稳态激振力;尾迹涡的周期性吸入导致叶轮上的时均径向力增大至均匀入流的4.5倍左右,最大径向力达到均匀入流的7倍左右,径向力矢量发生偏移,离心泵断轴风险加剧。研究结果可为工业现场中离心泵运行稳定性的改善提供理论依据。 展开更多
关键词 离心泵 涡流 非定常流动 入流畸变 径向力
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高速轴配流中旋转径向小孔流量系数的实验研究
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作者 朱碧海 董博 《液压与气动》 北大核心 2024年第6期44-55,共12页
针对高转速轴配流中旋转径向小孔出流流量系数开展了实验研究。研究中涉及到两种流动方向,即自旋转缸体中心流过径向小孔向外离心运动称为正向流动,反之则为反向流动。结果表明:旋转小孔出流流量系数同时显著地受离心力和科氏力的影响;... 针对高转速轴配流中旋转径向小孔出流流量系数开展了实验研究。研究中涉及到两种流动方向,即自旋转缸体中心流过径向小孔向外离心运动称为正向流动,反之则为反向流动。结果表明:旋转小孔出流流量系数同时显著地受离心力和科氏力的影响;因离心力的赋能作用,正向流动时流量系数随转速的增加而变大,反向流动时离心力对小孔内流动有抑制作用,使流量系数随转速的增加而变小;两个方向的科氏力综合效果使正向流动流量系数随出流雷诺数增加而变小,反向流动流量系数随出流雷诺数的增加而变大;当出流雷诺数足够大时,两种流动方向、不同孔型的流量系数各自都有一个稳定值;各种孔型的正向流动流量系数稳定值分布均在0.65~0.80范围内。 展开更多
关键词 旋转径向小孔出流 轴配流 流量系数 旋转雷诺数 出流雷诺数
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