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气膜抽吸作用下透平叶片冲击冷却的一维管网计算方法研究
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作者 包林焌 刘钊 +1 位作者 张韦馨 丰镇平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期65-77,共13页
为了研究透平叶片冲击冷却结构的一维管网计算方法,利用Python自主编制了一维管网程序。分别选取平板冲击冷却、有无靶面气膜抽吸的前缘冲击冷却模型为研究对象,通过分析冲击冷却的内部流动换热特性,提出了局部阻力修正方法,并考虑了气... 为了研究透平叶片冲击冷却结构的一维管网计算方法,利用Python自主编制了一维管网程序。分别选取平板冲击冷却、有无靶面气膜抽吸的前缘冲击冷却模型为研究对象,通过分析冲击冷却的内部流动换热特性,提出了局部阻力修正方法,并考虑了气膜抽吸的作用,提出了靶面气膜抽吸的前缘冲击冷却的换热修正方法。将管网计算结果分别与实验数据以及经湍流模型验证和网格无关性考核后的三维计算流体动力学(CFD)计算结果进行对比,对所编制的一维管网程序进行了验证。结果表明:所编制的一维管网程序在计算平板冲击冷却时计算精度较高,计算结果与实验数据吻合较好,相对误差不超过12.4%。对于前缘冲击冷却,经局部阻力修正后的一维管网程序流动计算结果误差较小,与三维CFD计算结果基本一致。由于气膜抽吸的作用,靶面气膜抽吸的前缘冲击冷却的计算精度有待进一步改进。综合考虑了气膜孔结构参数以及气膜孔出流比的影响后,提出了换热修正因子,并设计了管网模型的修正方案,经修正后靶面气膜抽吸的前缘冲击冷却的管网计算精度显著提高,相对误差基本在10%左右。 展开更多
关键词 冲击冷却 管网计算 气膜抽吸 修正方法
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面向“嵩山”平台供水管网仿真计算的移植优化研究
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作者 郭恒亮 李冰洋 +3 位作者 杨周凡 韩璞 胥博文 商建东 《计算机应用与软件》 北大核心 2025年第4期44-50,共7页
供水管网仿真系统拓扑结构复杂,元件数据密集,系统的高效仿真对实施平台的性能提出了很高的要求。“嵩山”超级计算机系统采用CPU+DCU异构架构,为实现仿真计算在该架构上的高效运行。根据HIP异构编程模型将计算热点映射至DCU加速器上实... 供水管网仿真系统拓扑结构复杂,元件数据密集,系统的高效仿真对实施平台的性能提出了很高的要求。“嵩山”超级计算机系统采用CPU+DCU异构架构,为实现仿真计算在该架构上的高效运行。根据HIP异构编程模型将计算热点映射至DCU加速器上实现,使用MULTPARA多级并行优化方法实现不同元件计算在DCU加速器上的并发,解决线程块间不能充分并行的问题,利用跨线程访问方法解决部分元件计算中存在的线程束分化问题。实验结果表明,相较过往实施平台取得了8.537的加速比。 展开更多
关键词 异构并行 管网仿真计算 DCU加速器 MULTPARA方法 跨线程访问
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涡轮导叶双层壁冷却结构设计的管网耦合计算方法研究
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作者 包林焌 许瑶 +1 位作者 刘钊 丰镇平 《推进技术》 北大核心 2025年第4期203-217,共15页
为方便涡轮导叶双层壁冷却结构的设计与研发,对用于双层壁冷却结构设计的管网耦合计算方法进行了研究。利用Python编制了求解双层壁冷却叶片内部流动的一维管网计算程序,结合ANSYS CFX计算软件,搭建了管网耦合设计计算平台;以MarkⅡ叶... 为方便涡轮导叶双层壁冷却结构的设计与研发,对用于双层壁冷却结构设计的管网耦合计算方法进行了研究。利用Python编制了求解双层壁冷却叶片内部流动的一维管网计算程序,结合ANSYS CFX计算软件,搭建了管网耦合设计计算平台;以MarkⅡ叶片为原型初步设计了气膜冷却方案,利用源项法模拟了气膜冷却的作用效果,提出了管网耦合计算的气膜冷却修正方法;将修正后的管网耦合计算方法应用于涡轮导叶双层壁冷却结构方案设计,结合三维气热耦合数值计算对管网耦合计算结果进行了验证与分析。结果表明:利用源项法可以模拟气膜冷却的作用效果,并节省约95%的计算时间;与三维气热耦合数值计算相比,气膜冷却修正后的管网耦合计算方法得到了相似的温度及换热系数分布;利用管网耦合计算方法设计的双层壁冷却结构方案具有较好的冷却性能,且耗时约为全三维气热耦合的1/12,在设计前期可利用该方法快速并准确地对方案的合理性进行评估。 展开更多
关键词 涡轮导叶 管网耦合计算 冷却结构设计 双层壁冷却 气膜冷却 修正方法
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混合气体灭火系统(IG541)的管网流动计算方法 被引量:2
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作者 王巍 朱修治 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2011年第1期46-49,共4页
通过对IG541系统的释放过程气体介质的工况进行分析,指出了GB 50370-2005《气体灭火系统设计规范》中第3章3.4节IG541混合气体灭火系统第3.4.8条管网计算的相关公式、计算步骤及相关条文说明的探讨意见。
关键词 气体灭火 设计规范 管网计算
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结点局部能量损失对管网水力计算的影响 被引量:4
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作者 茅泽育 徐千惠 +1 位作者 孙梅 罗昇 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2007年第1期78-81,85,共5页
对于管径较大、管段长度较短的管网,结点处的动量交换和局部能量损失显著影响管网中管段通过流量的计算结果。进行管网水力计算时,忽略结点处的局部能量损失或采用不变的局部能量损失系数均是不合适的。文中分别应用三种计算方法,即忽... 对于管径较大、管段长度较短的管网,结点处的动量交换和局部能量损失显著影响管网中管段通过流量的计算结果。进行管网水力计算时,忽略结点处的局部能量损失或采用不变的局部能量损失系数均是不合适的。文中分别应用三种计算方法,即忽略结点处局部能量损失、采用恒定不变的结点局部能量损失系数,以及根据试验成果所得的与水流条件有关的半经验公式,针对短管段构成的管网系统进行了计算比较,管段流量的计算结果相差很大。研究结果还表明,与同一结点相接的各管段间存在显著的能量交换,因此,忽略或采用恒定不变的能量损失系数均不能正确地反映这些水流现象。 展开更多
关键词 管网水力计算 局部能量损失 T形结点 分流 汇流
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燃气透平叶片前缘冲击/气膜复合冷却的管网耦合方法研究
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作者 包林焌 刘钊 +1 位作者 张韦馨 丰镇平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期114-127,共14页
为方便燃气透平叶片前缘冲击/气膜复合冷却结构的设计与研发,提出了一种管网耦合计算方法。利用Python编制了叶片冷却结构设计的一维管网程序,并采用冲击冷却的实验结果对管网程序进行了验证;结合ANSYS CFX三维数值计算软件,搭建了用于... 为方便燃气透平叶片前缘冲击/气膜复合冷却结构的设计与研发,提出了一种管网耦合计算方法。利用Python编制了叶片冷却结构设计的一维管网程序,并采用冲击冷却的实验结果对管网程序进行了验证;结合ANSYS CFX三维数值计算软件,搭建了用于叶片前缘冲击/气膜复合冷却的管网耦合设计计算平台,设计了用于计算内部流场的管网模型,并提出了管网耦合计算中的外部气膜冷却修正方法;通过与经湍流模型验证和网格无关性考核后的三维气热耦合计算结果进行对比分析,验证了管网耦合计算方法的可靠性。结果表明:所设计的管网模型对叶片内部冷却具有较好的模拟精度,可用于管网耦合过程中内部流场的计算;与三维气动计算相比,采用气膜冷却修正方法得到的平均气膜冷却效率的相对误差在2.18%~12.2%之间,验证了气膜冷却修正方法的可靠性;管网耦合计算结果与三维气热耦合计算结果吻合良好,两种方法计算的叶片壁面温度分布一致,但采用管网耦合方法可以大大节约计算时间,耗时为三维气热耦合计算的1/18。管网耦合计算方法可应用于叶片前缘冲击/气膜复合冷却的设计与研究。 展开更多
关键词 冲击/气膜复合冷却 管网计算 管网耦合 气膜冷却修正
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一种基于预处理共轭梯度法的给水管网水力计算方法 被引量:5
7
作者 王美香 《郑州轻工业学院学报(自然科学版)》 CAS 2014年第3期92-96,共5页
提出了一种新的给水管网水力计算方法.该方法对给水管网系统的节点流量连续性方程进行重新构造,用改进的Cholesky分解方法对重新构造的矩阵进行三角分解,然后使用预处理共轭梯度法求解.经用供水管网模型进行验证并与EPANET软件的计算结... 提出了一种新的给水管网水力计算方法.该方法对给水管网系统的节点流量连续性方程进行重新构造,用改进的Cholesky分解方法对重新构造的矩阵进行三角分解,然后使用预处理共轭梯度法求解.经用供水管网模型进行验证并与EPANET软件的计算结果进行比较,结果表明:该算法共迭代5次,用时0.102 s,与EPANET混合节点-环方法的求解精度和速度非常接近,且弥补了EPANET软件的应用缺陷,可用于求解大型城市的给水管网系统. 展开更多
关键词 给水管网水力计算方法 预处理共轭梯度法 CHOLESKY分解 混合节点-环方法
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飞机/发动机灭火系统的设计与计算 被引量:11
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作者 李淑艳 王新月 卿雄杰 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期124-127,共4页
基于军用飞机灭火系统的特点,对飞机/发动机灭火系统进行了设计,并研究了灭火剂用量计算的工程算法。针对发动机舱的特殊性,提出了具有高速气流流动防护区的通风补偿计算方法与管网设计准则。对某型飞机发动机灭火系统进行了设计与计算... 基于军用飞机灭火系统的特点,对飞机/发动机灭火系统进行了设计,并研究了灭火剂用量计算的工程算法。针对发动机舱的特殊性,提出了具有高速气流流动防护区的通风补偿计算方法与管网设计准则。对某型飞机发动机灭火系统进行了设计与计算,其结果可以满足国家标准的有关规定。文中提出的计算方法可为飞机/发动机灭火系统设计提供参考。 展开更多
关键词 飞机灭火 发动机舱 管网计算 通风补偿
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IG541气体灭火系统工程设计计算 被引量:10
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作者 卢红祥 邓红 +1 位作者 俞颖飞 周华 《消防科学与技术》 CAS 2007年第6期665-668,共4页
针对目前IG541灭火系统通常采用"中期压力"和设计流量进行管网的设计计算,分析了这种设计计算方法存在的问题,提出了动态设计计算方法,实时计算IG541系统管网内的压力和流量,以达到准确、全面进行系统设计计算的目的。设计并... 针对目前IG541灭火系统通常采用"中期压力"和设计流量进行管网的设计计算,分析了这种设计计算方法存在的问题,提出了动态设计计算方法,实时计算IG541系统管网内的压力和流量,以达到准确、全面进行系统设计计算的目的。设计并建立了IG541管道配件当量长度测量系统和IG541气体灭火实验系统。 展开更多
关键词 IG541灭火系统 管网计算 当量长度 灭火实验
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地理信息系统中管网水力建模 被引量:2
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作者 戴小鹏 喻飞 黄璜 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2005年第16期203-206,共4页
管网计算为节点流量和区块流量的计算提供了网络解决途径,能为自来水公司确定用户的用水来源、及时解决用户投诉提高客户服务质量。文章论述了地理信息系统中城市自来水公司管网计算的基本原理,建立了一个基于节点方程法的管网水力模型... 管网计算为节点流量和区块流量的计算提供了网络解决途径,能为自来水公司确定用户的用水来源、及时解决用户投诉提高客户服务质量。文章论述了地理信息系统中城市自来水公司管网计算的基本原理,建立了一个基于节点方程法的管网水力模型,并用经改进的牛顿迭代法实现了对模型求解。 展开更多
关键词 地理信息系统 管网计算 管网水力建模 牛顿迭代法
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基于MATLAB的抽水蓄能电站技术供水管网水力校核 被引量:3
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作者 黄建德 张新 +2 位作者 何秋 陈小强 林靖涛 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2023年第12期167-177,共11页
【目的】抽水蓄能电站当中的技术供水系统主要作用是对各个运行设备进行润滑与冷却,对整个抽水蓄能电站的安全与稳定运行起着重要的作用。为了技术供水系统在稳态与暂态条件下能够保证其流量与压力的安全要求,同时实现绿色节能的目标,... 【目的】抽水蓄能电站当中的技术供水系统主要作用是对各个运行设备进行润滑与冷却,对整个抽水蓄能电站的安全与稳定运行起着重要的作用。为了技术供水系统在稳态与暂态条件下能够保证其流量与压力的安全要求,同时实现绿色节能的目标,【方法】以某抽水蓄能电站技术供水系统为研究对象,基于MATLAB软件对抽水蓄能电站技术供水系统的暂态和稳态进行分析研究,验证设计方案的合理性。采用图论对复杂技术供水管网结构进行构建,应用MATLAB建立管网水力计算数学模型,通过矩阵对管网的各个属性之间的关系进行描述,采用迭代法进行求解获得稳态参数。基于有压管道非恒定流微分方程组的特征线法,模拟工况变化下暂态过程中的压力波动与流量波动,绘制技术供水管网各用水管路的压力与流量变化曲线。【结果】结果显示:(1)稳态过程中建立的管网模型大、小流量支管误差分别在2.70%、5.18%以内,压力误差在0.37 m以内;(2)动态过程管网在压力波动中产生的压力最大、最小值分别为38.890 m、2.647 m。【结论】结果表明:本研究所建立的技术供水管网稳态水力计算模型精度能够满足工程要求,同时动态水力计算满足水锤防护标准要求,为抽水蓄能电站技术供水系统的安全稳定运行提供了理论依据,以及对节能措施的可行性进行了理论验证。 展开更多
关键词 管网水力计算 图论 MATLAB 过渡过程 抽水蓄能电站
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FPSO生活饮用水供应和处理系统设计及计算
12
作者 于冠运 《船海工程》 北大核心 2015年第B11期193-196,共4页
海洋工程项目生活饮用水系统通常按照ISO15748—1,ISO15748—2,NIPH Safe,sufficient and good potable water offshore2013进行设计,使系统安全卫生,满足规范要求,保证足够的冗余;以南通中远船务FPSO生活饮用水系统具体实例讲... 海洋工程项目生活饮用水系统通常按照ISO15748—1,ISO15748—2,NIPH Safe,sufficient and good potable water offshore2013进行设计,使系统安全卫生,满足规范要求,保证足够的冗余;以南通中远船务FPSO生活饮用水系统具体实例讲述主要的技术要点和设备选型计算方法。 展开更多
关键词 饮用水舱容 饮用水水设备选型 管网峰值计算 管网阻力计算
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传热设计流程在涡轴涡轮冷却中的应用 被引量:5
13
作者 罗磊 王松涛 +3 位作者 迟重然 温风波 卢少鹏 刘轶 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1520-1529,共10页
为了设计适用于涡轴发动机涡轮动叶的冷却结构,将一套涡轮传热设计流程应用于动叶冷却结构设计中,设计后对管网计算不能准确模拟叶顶出流提出改进措施。结果表明:管网计算与全三维气热耦合计算流量差异约为8.8%,平均温度差异约10.1%,管... 为了设计适用于涡轴发动机涡轮动叶的冷却结构,将一套涡轮传热设计流程应用于动叶冷却结构设计中,设计后对管网计算不能准确模拟叶顶出流提出改进措施。结果表明:管网计算与全三维气热耦合计算流量差异约为8.8%,平均温度差异约10.1%,管网计算具有方案设计的功能,管网计算温度场与三维温度场计算平均温度差异约为7.6%,三维温度场计算具有作为管网计算后续温度场细致分析的功能;采用该设计流程能够有效减少冷却结构设计的盲目性,使冷却结构设计更加灵活方便;改进管网计算边界添加方式后叶顶未发生燃气倒灌,叶顶第一除尘孔冷气量为0.715g/s,第二除尘孔冷气量为0.139g/s,尾缘劈缝总流量为1.935g/s,通过改进边界添加方式能够增加管网计算精度。 展开更多
关键词 流程 涡轮 管网计算 温度 气热耦合
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燃气透平带气膜动叶设计流程及分析 被引量:4
14
作者 罗磊 陈朔 +2 位作者 刘维 王松涛 王仲奇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第16期4112-4121,共10页
为设计一套合理的带气膜燃气透平动叶冷却结构,采用一套设计流程对该结构进行设计,采用管网设计及三维温度场计算对比了2种不同的拓扑形式冷却结构,分析不同结构的冷却效果,并采用较优的结构进行详细设计。结果表明:对于前缘开设气膜孔... 为设计一套合理的带气膜燃气透平动叶冷却结构,采用一套设计流程对该结构进行设计,采用管网设计及三维温度场计算对比了2种不同的拓扑形式冷却结构,分析不同结构的冷却效果,并采用较优的结构进行详细设计。结果表明:对于前缘开设气膜孔的透平动叶,第二进口采用中腔进气,尾缘出气的结构比后腔进气尾缘及中腔出气效果好;采用这套设计流程能快速设计并评估冷却结构方案,并能够在设计方案的基础上进行详细的设计,达到冷却结构快速多方案设计的要求;该设计得出冷却结构最大温度1 188.15 K,平均温度1 067.10 K,冷却效率0.647。 展开更多
关键词 燃气透平 气膜 动叶设计 管网计算 温度
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燃气涡轮导叶冷却结构设计及数值模拟 被引量:5
15
作者 王晋声 罗磊 +1 位作者 崔涛 王松涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期800-807,共8页
为设计一套适用于燃气轮机第1级涡轮导叶的高效冷却结构,将一套涡轮传热设计方案应用于涡轮导叶冷却结构设计中,数值模拟结果表明:中后部冲击射流能够有效冲刷叶片内表面,降低了叶片吸力侧中部壁面温度,同时形成较大漩涡结构降低压力侧... 为设计一套适用于燃气轮机第1级涡轮导叶的高效冷却结构,将一套涡轮传热设计方案应用于涡轮导叶冷却结构设计中,数值模拟结果表明:中后部冲击射流能够有效冲刷叶片内表面,降低了叶片吸力侧中部壁面温度,同时形成较大漩涡结构降低压力侧中部的壁面温度;通过设计,得出冷却结构最大外壁面无量纲温度为0.849,冷却效率为0.651,设计目标冷却气体的流量为127 g/s,实际流量93 g/s;采用该设计流程能够有效降低冷却结构设计的盲目性,使冷却结构设计更加灵活方便。 展开更多
关键词 涡轮导叶 管网计算 气热耦合 冷却结构 温度分布
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燃气涡轮无气膜冷却动叶参数化设计系统应用 被引量:3
16
作者 罗磊 陈朔 +1 位作者 温风波 王松涛 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期864-875,共12页
为进行燃气涡轮冷却结构的设计,在考虑总的温度分布系数(OTDF)及不考虑OTDF两种情况下,采用一套设计方法,完成了燃气涡轮第一级动叶冷却结构的整体设计。通过设计表明:采用管网计算,并通过三维导热计算进行热分析,最后通过气热耦合计算... 为进行燃气涡轮冷却结构的设计,在考虑总的温度分布系数(OTDF)及不考虑OTDF两种情况下,采用一套设计方法,完成了燃气涡轮第一级动叶冷却结构的整体设计。通过设计表明:采用管网计算,并通过三维导热计算进行热分析,最后通过气热耦合计算能够快速地设计出较佳的冷却结构;不考虑OTDF设计时,第一腔流量为16.9g/s,第二腔流量为40.8g/s,最大无量纲温度0.700,采用双进口蛇形通道,换热效果较佳,且结构设计较为简单;考虑OTDF时,为达到设计要求,第一腔流量为18.2g/s,第二腔流量为25.4g/s,第三腔流量为5.3g/s,最大无量纲温度0.752。通过多方案设计,得出在无气膜情况下,采用三个冷气进口多回转通道能够达到较好的冷却效果。 展开更多
关键词 涡轮 冷却 管网计算 三维温度场计算 气热耦合计算
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初分流量程序及其接入主程序的方法 被引量:1
17
作者 王国明 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2001年第6期1128-1132,共5页
为使给水管网的初分流量完全由机器自动完成 ,必须将分配初始流量子程序接入主程序。文章采用赋值矩阵 ,构造了机器自动赋值的模型 ,给出了初分流量子程序及接入主程序的方法。文章提出的连接方法具有较强的通用性 ,可方便地用于给水管... 为使给水管网的初分流量完全由机器自动完成 ,必须将分配初始流量子程序接入主程序。文章采用赋值矩阵 ,构造了机器自动赋值的模型 ,给出了初分流量子程序及接入主程序的方法。文章提出的连接方法具有较强的通用性 ,可方便地用于给水管网的优化计算 ,以实现自动分配管网所有管段的流量。 展开更多
关键词 管网计算 流量分配 管网平差 管网 初分流量 赋值矩阵 流量计算
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LNG船液货装卸系统组态设计软件开发 被引量:1
18
作者 施凯 孟成 +1 位作者 黄津津 忻建华 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2012年第4期1607-1612,共6页
为提高我国LNG船设计、建造的创新能力,在研究LNG船实际装卸过程的基础上,开发了具有我国自主知识产权的LNG船液货装卸系统组态设计及装卸分析的软件平台系统。该系统基于VC++平台和数据库技术,拥有装卸模型建立、流程仿真和合理性分析... 为提高我国LNG船设计、建造的创新能力,在研究LNG船实际装卸过程的基础上,开发了具有我国自主知识产权的LNG船液货装卸系统组态设计及装卸分析的软件平台系统。该系统基于VC++平台和数据库技术,拥有装卸模型建立、流程仿真和合理性分析等功能。该系统还可以与其它系统的数据接口联接,为实现工厂、研究所协同设计创造了技术条件。详细介绍了系统的组态设计理念和实现过程。 展开更多
关键词 装卸系统 组态设计 数据库技术 系统仿真 管网计算
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高温涡轮动叶冷却结构方案对比分析研究
19
作者 李守祚 杜鑫 +2 位作者 罗磊 杜巍 王松涛 《汽轮机技术》 北大核心 2017年第3期161-165,共5页
采用自主开发的冷却结构设计分析方法,对某型涡轮第一级动叶内部冷却结构进行方案设计。分别以E3和YX两种成熟的航空发动机作为基准机型,重新设计并评估两类拓扑结构的优劣。在管网设计计算中,以E3为母型设计的冷却结构,第一腔流量为5.7... 采用自主开发的冷却结构设计分析方法,对某型涡轮第一级动叶内部冷却结构进行方案设计。分别以E3和YX两种成熟的航空发动机作为基准机型,重新设计并评估两类拓扑结构的优劣。在管网设计计算中,以E3为母型设计的冷却结构,第一腔流量为5.77g/s,第二腔流量为8.28g/s,叶片最高无量纲温度为0.759,平均无量纲温度为0.655,最大温度出现在叶片前缘约为70%叶高位置,不能满足设计要求;以YX为母型设计的冷却结构,第一腔流量为6.88g/s,第二腔流量为7.12g/s,叶片最高无量纲温度为0.717,平均无量纲温度为0.646,叶片表面温度基本满足设计要求。 展开更多
关键词 涡轮 导叶 冷却 管网计算 温度场
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矿井压缩空气系统节能设计 被引量:1
20
作者 席海涛 《煤炭工程》 北大核心 2012年第S1期71-73,76,共4页
压缩空气设备作为矿井传统四大设备之一,装机容量和功率都很大,有巨大的节能潜力。文章结合设计实例,从设计者角度出发,通过采取合理计算确定供气量、管网、气量控制调节方式、余热回收利用等技术手段,减少了能源消耗,降低了设备运行成本。
关键词 空气压缩机 供气量 节能 变频 管网阻力计算 余热回收利用
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