综合能源系统建模与仿真:综述、思考与展望 被引量：3

1

作者 张苏涵 顾伟 +3 位作者 俞睿智 陆帅 姚帅 庄文楠 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第17期1-21,共21页

建模和仿真将真实系统及其物理性质抽象化为适当的数学形式,并采用数学方法求解以模拟真实系统行为或性能。为综合能源系统在各时间尺度的物理过程建立恰当的数学模型并进行仿真验证,是分析系统运行规律、优化运行策略以及评估运行性能... 建模和仿真将真实系统及其物理性质抽象化为适当的数学形式,并采用数学方法求解以模拟真实系统行为或性能。为综合能源系统在各时间尺度的物理过程建立恰当的数学模型并进行仿真验证,是分析系统运行规律、优化运行策略以及评估运行性能的基础。文中围绕电气热综合能源系统建模和仿真问题,首先介绍了电、气、热子系统和耦合设备的机理模型,总结了建模的研究进展与技术难点。进一步,从仿真框架、算法以及改进策略3个方面介绍了综合能源系统仿真技术所取得的研究进展。特别地,总结了仿真算法中数值法、半解析法、解析法的原理、应用现状及其难点。最后,围绕现存技术难点,从建模和仿真算法2个方面对未来研究进行了展望。 展开更多

关键词 综合能源系统 建模 能流计算 动态仿真 微分方程 数值方法

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钝锥大攻角超声速分离流场的数值模拟 被引量：3

2

作者 沈清 高树椿 张涵信 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1991年第1期21-28,共8页

最近,张涵信等人在传统的Beam-Warming隐式、无迭代、空间推进技术的基础上,根据边界层方程的性质,设计了一种可用小步长推进求解抛物化NS(PNS)方程、而不会引起解的“漂移现象”发生的方法。这种方法对轴对称流动的计算是成功的。本文... 最近,张涵信等人在传统的Beam-Warming隐式、无迭代、空间推进技术的基础上,根据边界层方程的性质,设计了一种可用小步长推进求解抛物化NS(PNS)方程、而不会引起解的“漂移现象”发生的方法。这种方法对轴对称流动的计算是成功的。本文就是将这一思想推广应用于大攻角有周向分离的流场计算。求解的区域为具有薄亚声速层的有粘与无粘干扰的整个激波层内的流场。在对攻角α=0°和α=20°的球钝锥的计算中,关于壁面上的压力、热流率及流场的涡旋结构均得到了满意的结果。文中特别研究了钝锥大攻角绕流的流动分离图象。 为了增强块三对角矩阵的主对角优势,通常在差分方程的左端附加二阶增量项。本文以选取适当小的推进步长的方法来达到增强主对角优势的目的,不需再附加二阶增量项,从而提高了解的精度。 展开更多

关键词 pns方程 大攻角 钝锥 分离流场

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大小叶片轴流压气机转子流动特性分析 被引量：19

3

作者 严明 陈懋章 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期280-282,共3页

采用全三维粘性数值模拟手段 ,通过与按常规设计转子对比的方法 ,分析研究了大小叶片轴流压气机转子流动特性。分析结果表明 :大小叶片转子流场在叶根亚声速区的流通能力增强、在叶尖跨声速区可以产生更加有利的激波体系 ;小叶片可以有... 采用全三维粘性数值模拟手段 ,通过与按常规设计转子对比的方法 ,分析研究了大小叶片轴流压气机转子流动特性。分析结果表明 :大小叶片转子流场在叶根亚声速区的流通能力增强、在叶尖跨声速区可以产生更加有利的激波体系 ;小叶片可以有效地控制叶栅槽道中气流扩散 ;在较高负荷和相同喘振裕度的条件下 ,大小叶片转子可以比按常规设计的转子在更高的压比。 展开更多

关键词 叶片 轴流压气机 转子 流动特性 数值计算 纳维尔-斯托克斯方程

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钝体俯仰阻尼导数数值计算 被引量：12

4

作者 刘伟 张鲁民 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第4期427-435,共9页

分别采用：（1）Euler方程的谐振摄动法；（2）薄层近似的非定常N－S方程模拟有粘扰动流场两种方法计算了钝体外形的高超声速俯仰阻尼导数。通过计算表明：对于复杂外形，方法（1）适用于零攻角附近的流动计算，而方法（2）考虑了流场... 分别采用：（1）Euler方程的谐振摄动法；（2）薄层近似的非定常N－S方程模拟有粘扰动流场两种方法计算了钝体外形的高超声速俯仰阻尼导数。通过计算表明：对于复杂外形，方法（1）适用于零攻角附近的流动计算，而方法（2）考虑了流场的粘性作用，能够应用于一般流态（3＜M＜20，0＜a＜20°）的计算。此外，本文发展了文献［6］的动导数转换公式，使之适用于二维转轴情况，并在方法（2）中通过引入“亚迭代”过程提高了非定常流场的计算精度。 展开更多

关键词 非定常流 俯仰阻尼导数 数值计算 N-S方程 钝体

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滑动轴承内润滑油流动特性分析与实验研究 被引量：5

5

作者 赵东升 刘振侠 任众 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期81-84,共4页

针对滑动轴承内润滑油流动复杂的特点,提出基于雷诺方程的滑动轴承内润滑油流动特性的数值求解方法。对滑动轴承内润滑油流动情况进行数值模拟计算,得到不同供油压力下的润滑油流量特性和压力分布,并利用润滑油系统试验台进行滑动轴承... 针对滑动轴承内润滑油流动复杂的特点,提出基于雷诺方程的滑动轴承内润滑油流动特性的数值求解方法。对滑动轴承内润滑油流动情况进行数值模拟计算,得到不同供油压力下的润滑油流量特性和压力分布,并利用润滑油系统试验台进行滑动轴承缩比实验验证。数值模拟计算结果与缩比模型实验结果吻合较好,验证了数值模拟计算方法的可靠性,同时也验证了缩比模型实验方案的正确性,为进一步分析研究滑动轴承润滑技术提供了理论和实验支持。 展开更多

关键词 滑动轴承 润滑油流动特性 数值计算 雷诺方程

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回转体绕流场数值计算分析 被引量：3

6

作者 侯国祥 张黎 +1 位作者 吴崇健 陈荣 《中国舰船研究》 2007年第2期1-4,共4页

采用有限体积方法求解三维低速N-S方程,研究了三维回转对称体的绕流。用中心差分和迎风差分的混合差分格式构造代数方程组,采用了隐式和显式相结合的方法使主对角元素占优,以提高迭代求解过程的稳定性。利用压力校正算法,采用面松弛迭... 采用有限体积方法求解三维低速N-S方程,研究了三维回转对称体的绕流。用中心差分和迎风差分的混合差分格式构造代数方程组,采用了隐式和显式相结合的方法使主对角元素占优,以提高迭代求解过程的稳定性。利用压力校正算法,采用面松弛迭代来实现方程的求解。湍流的计算采用了标准的双方程模型。给出了回转体的计算结果,与其它方法的计算结果的对比表明它们之间具有合理的一致性。 展开更多

关键词 回转体 三维流场 N—S方程 湍流 数值计算

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用三维N－S方程计算钝体绕流 被引量：10

7

作者 朱国林 王开春 郭应钧 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1994年第2期152-158,共7页

本文采用有限体积方法求解三维低速Ｎ－Ｓ方程，研究了三维钝体和类汽车物体的绕流。用中心差分和迎风差分的混合差分格式构造代数方程组，采用了隐式和显式相结合的方法使主对角元素占优以提高迭代求解过程的稳定性。利用压力校正算法... 本文采用有限体积方法求解三维低速Ｎ－Ｓ方程，研究了三维钝体和类汽车物体的绕流。用中心差分和迎风差分的混合差分格式构造代数方程组，采用了隐式和显式相结合的方法使主对角元素占优以提高迭代求解过程的稳定性。利用压力校正算法，采用面松弛迭代来实现方程的求解。湍流的计算采用了标准的双方程模型。本文给出了钝体和类小汽车外形的计算结果。钝体的计算结果和实验结果进行了对比，与其它方法的计算结果也进行了对比，它们之间具有合理的一致性。 展开更多

关键词 钝头体 三维流 不可压缩流

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M_∞＝1附近轴对称Euler方程的跨声速计算 被引量：2

8

作者 夏南 陈培基 +1 位作者 陆夕云 庄礼贤 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1996年第1期73-78,共6页

本文综合应用近似因子分裂法、矢通量分裂法及ＮＮＤ格式的离散思想，对柏对称Ｅｕｌｅｒ方程构造了一种修正的隐式格式，对球柱及多截锥旋成体在Ｍ∞＝１附近跨声速绕流情况进行了计算。与其它方法比较，本方法具有收敛速度快、精度高... 本文综合应用近似因子分裂法、矢通量分裂法及ＮＮＤ格式的离散思想，对柏对称Ｅｕｌｅｒ方程构造了一种修正的隐式格式，对球柱及多截锥旋成体在Ｍ∞＝１附近跨声速绕流情况进行了计算。与其它方法比较，本方法具有收敛速度快、精度高的优点。尤其对Ｍ∞＝１时的跨声速绕流情况。 展开更多

关键词 跨声速流 有限差分法 数值计算 欧拉方程

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转动坐标系中三维跨声速欧拉流的有限体积-TVD格式 被引量：9

9

作者 王保国 卞荫贵 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1992年第4期472-481,共10页

在非惯性转动坐标系中,本文采用贴体网格、有限体积法离散和修正数值通量技术,将Harten的一维TVD格式推广到三维。由于转动使方程出现源项,文中通过对源项的巧妙处理,使修改后的格式能用于非齐次双曲守恒律方程组高分辨率的数值计算。... 在非惯性转动坐标系中,本文采用贴体网格、有限体积法离散和修正数值通量技术,将Harten的一维TVD格式推广到三维。由于转动使方程出现源项,文中通过对源项的巧妙处理,使修改后的格式能用于非齐次双曲守恒律方程组高分辨率的数值计算。为了加速解的收敛,提高显式时间推进的CFL数,本文采用隐式残值光顺技术。三维跨声速带非齐次源项欧拉方程的典型算例表明:捕捉的激波分辨率较高;激波前后没有发现大的数值波动和伪振荡现象;所得的跨声速流场解与实验较接近。 展开更多

关键词 跨音速流动 贴体网格 有限体积法

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旋翼桨尖气动/降噪综合优化设计研究 被引量：9

10

作者 郭旺柳 宋文萍 +1 位作者 许建华 许瑞飞 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期73-79,共7页

采用Kriging模型和遗传算法开展了针对桨尖形状的气动/声学综合优化设计研究。为了获得精确的气动及声压特性,得到基于声类比混合方法计算气动噪声需要的声源数据,采用非定常雷诺平均NS方程(URANS)数值模拟旋翼前飞粘性绕流。为了提高... 采用Kriging模型和遗传算法开展了针对桨尖形状的气动/声学综合优化设计研究。为了获得精确的气动及声压特性,得到基于声类比混合方法计算气动噪声需要的声源数据,采用非定常雷诺平均NS方程(URANS)数值模拟旋翼前飞粘性绕流。为了提高遗传算法的优化效率,采用一种基于EI方法的Kriging模型代替费时的数值模拟过程。以AH-1G/OLS旋翼为基准,并以气动性能为约束,噪声峰值最小为目标,进行了旋翼桨尖的降噪优化设计。优化结果表明,文中多发展的优化方法是可行的。 展开更多

关键词 旋翼 噪声 优化设计 雷诺平均NS方程 KRIGING模型

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肼电弧喷射推力器工作方式可替换性数值研究 被引量：2

11

作者 肖应超 汤海滨 刘宇 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期831-834,共4页

在正确理解电弧喷射推力器工作过程物理机理的基础上建立了其简化的物理模型 ,并基于此物理模型利用耦合电磁源项的N S方程组来表达其数学模型 ,对相同结构尺寸的低功率肼电弧喷射推力器加电弧和不加电弧时的工作性能进行了比较计算 .... 在正确理解电弧喷射推力器工作过程物理机理的基础上建立了其简化的物理模型 ,并基于此物理模型利用耦合电磁源项的N S方程组来表达其数学模型 ,对相同结构尺寸的低功率肼电弧喷射推力器加电弧和不加电弧时的工作性能进行了比较计算 .采用二阶精度无波动、无自由参数的耗散差分格式 (NND格式 )和显式时间推进法求出数值解 .计算结果给出了有电弧和无电弧时推力器的流场结构 ,预计了不同工作方式及不同工作条件下推力器的推力和比冲 。 展开更多

关键词 电弧喷气发动机 肼 流场结构 可替换性

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跨音速低展弦比轴流风扇转子内部流场的数值研究 被引量：1

12

作者 蔡瑞中 杨策 +1 位作者 蒋滋康 老大中 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第5期70-74,共5页

采用三维雷诺平均Ｎ－Ｓ方程程序求解跨音速压气机风扇转子内部流场。这个程序采用有限体积显式时间推进方法求解控制方程，方程自变量选取在控制体顶点，采用简单的Ｈ型网格离散方程，离散后的代数方程用两步Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ法进... 采用三维雷诺平均Ｎ－Ｓ方程程序求解跨音速压气机风扇转子内部流场。这个程序采用有限体积显式时间推进方法求解控制方程，方程自变量选取在控制体顶点，采用简单的Ｈ型网格离散方程，离散后的代数方程用两步Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ法进行时间推进求解，使用多重网格和当地时间步长方法加速计算收敛。程序中使用了Ｂａｌｄｗｉｎ－Ｌｏｍａｘ模型模拟湍流影响。用该方法计算了ＮＡＳＡ６７＃跨音速风扇转子的性能曲线，并重点计算最高效率点工况下内部流场。计算结果与实验结果的比较，证明该法可以用来模拟跨音速风扇转子内部流动。 展开更多

关键词 航空发动机 跨音速 压气机 轴流风扇 N-S方程

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强制偏流喷管的三维网络生成 被引量：1

13

作者 于胜春 蔡体敏 何洪庆 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第3期8-13,共6页

运用泊松方程实现了强制偏流喷管内的三维网络生成，方程中的源项采用了与边界形状和边界网格点分布无关的数学形式，源项内的自由参数由横向网格线与边界的交角及横向网格线在边界处的局部曲率两个约束条件来确定，实现了由边界上的网... 运用泊松方程实现了强制偏流喷管内的三维网络生成，方程中的源项采用了与边界形状和边界网格点分布无关的数学形式，源项内的自由参数由横向网格线与边界的交角及横向网格线在边界处的局部曲率两个约束条件来确定，实现了由边界上的网格分布直接控制内部的网格点，使生成的网格具有良好的正变性和合理性。 展开更多

关键词 泊松方程 喷管气流 固体推进剂 火箭发动机

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非定常超音速流动数值计算方法比较 被引量：1

14

作者 刘伟 牟斌 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期1-4,共4页

为适用于非定常流场计算 ,在保证时、空二阶精度的前提下 ,通过引入变系数残值光顺技术 ,提高了四步Runge Kutta方法的计算效率 ;并针对球锥简谐振动过程 ,数值比较Runge Kutta多步法和“双时间法”的计算精度。

关键词 非定常流 数值计算 双时间法 NAVIER-STOKES方程 战斗机

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轴对称超临界粘性喷流的数值模拟 被引量：1

15

作者 崔杰 董松野 张宝生 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第3期14-20,共7页

从雷诺平均的非定常Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程出发，利用时间相关法，采用隐式的ＢｅａｍＷａｒｍｉｎｇ格式中的矢通量分裂技术，结合Ｂａｌｄｗｉｎ－Ｌｏｍａｘ代数湍流模型，数值模拟了收敛喷管的内流场和喷射流场。通过对超... 从雷诺平均的非定常Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程出发，利用时间相关法，采用隐式的ＢｅａｍＷａｒｍｉｎｇ格式中的矢通量分裂技术，结合Ｂａｌｄｗｉｎ－Ｌｏｍａｘ代数湍流模型，数值模拟了收敛喷管的内流场和喷射流场。通过对超临界工况下喷管跨音速流场的数值计算，表明本文的结果与试验结果是吻合的。 展开更多

关键词 喷管气流 湍流射流 数值模拟

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不同湍流模型在射流推力矢量喷管数值模拟中的比较分析研究 被引量：7

16

作者 张强 杨永 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期62-67,共6页

利用数值模拟手段,分别求解以SA、SST k-ω、EASM k-ω或k-ζ湍流模型封闭的RANS方程,针对激波控制射流推力矢量喷管展开研究,在多个主喷流压比NPR(4.6,7.0,8.78,10.0)和次主流压比SPR(0.7,1.0)下,系统考察了四种不同湍流模型对射流推... 利用数值模拟手段,分别求解以SA、SST k-ω、EASM k-ω或k-ζ湍流模型封闭的RANS方程,针对激波控制射流推力矢量喷管展开研究,在多个主喷流压比NPR(4.6,7.0,8.78,10.0)和次主流压比SPR(0.7,1.0)下,系统考察了四种不同湍流模型对射流推力矢量喷管性能参数及主喷管内壁面压力分布的预测能力,探讨了激波控制产生推力矢量随不同参数的变化规律。并基于数值分析,定量给出了二次射流所带来的主喷管性能损失。数值计算结果表明,四种湍流模型都能比较准确预测出射流推力矢量喷管的性能参数,在激波捕捉和压力预测方面,相对而言SST k-ω模型最为准确。 展开更多

关键词 湍流模型 RANS 射流推力矢量 矢量效率

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黄土沟壑区坡面入渗-产流方程推导及数值解法 被引量：1

17

作者 李斌兵 黄磊 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2014年第6期535-540,共6页

从修正的Green-Ampt方程出发,通过数学推导将常微分形式的Green-Ampt入渗方程转化为超越方程求解,从而简化了Creen-Ampt方程的计算过程;对坡面流运动波方程,给出了推导过程和四点隐式差分求解方法.简化为超越形式的入渗方程经牛顿迭代... 从修正的Green-Ampt方程出发,通过数学推导将常微分形式的Green-Ampt入渗方程转化为超越方程求解,从而简化了Creen-Ampt方程的计算过程;对坡面流运动波方程,给出了推导过程和四点隐式差分求解方法.简化为超越形式的入渗方程经牛顿迭代和四阶龙格-库塔算法求解,可以保证解的收敛和稳定,牛顿迭代相比龙格-库塔方法计算精度更高;在坡面土槽进行恒降雨强度的3场降雨冲刷试验,利用三维激光扫描仪获取生成的DEM数据,检验在l mm网格精度下的入渗和产流模拟结果,结果表明坡面流过程的模拟计算结果与实测资料符合良好,可用于模拟坡面入渗和产流过程,入渗误差可控制在12%以内,流量误差在13.1%以内,模拟的入渗率和流量均比实测值偏大,且模拟入渗率误差与流量误差呈正相关. 展开更多

关键词 Green-Ampt方程 数值计算 坡面流 运动波方程

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对平面激波的数值研究

18

作者 张建邦 王旭 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 2001年第4期89-91,共3页

从数学分析的角度 ,定量地研究造成平面激波脱体的物理条件。将来流Mach数M1、壁面转折角δ以及激波角 β所满足的函数关系式转换为代数方程 ,建立完整的平面激波激波角的数值计算方法 ,给出激波前后气流物理量的变化关系。

关键词 超音速流 平面激波 代数方程 数值求解 来流Mach数 壁面转折角 激波角

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二维Euler方程的自适应网格矢通量算法

19

作者 杨涓 何洪庆 蔡体敏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期40-42,84,共4页

给出了二维轴对称欧拉方程的自适应网格隐式矢通量分裂差分格式和模拟结果。隐式矢通量分裂格式不需人工粘性项与人工耗散项，可以计算跨声速流场，也可以较准确地捕获激波。利用流场解的梯度信息对网格进行调整，可以提高激波的捕获精... 给出了二维轴对称欧拉方程的自适应网格隐式矢通量分裂差分格式和模拟结果。隐式矢通量分裂格式不需人工粘性项与人工耗散项，可以计算跨声速流场，也可以较准确地捕获激波。利用流场解的梯度信息对网格进行调整，可以提高激波的捕获精度。算例表明：该方法精度高、稳定性好、不依赖于初始条件。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 格网法 欧拉方程 流动分布

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水面滑行艇的流场与流噪声数值计算与研究

20

作者 桑华希 傅康 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第22期52-54,共3页

水面滑行艇受到附近的水流场的影响较大,航行过程中的阻力大小关系到水面滑行艇动力控制。如何提高滑行艇的推进效率及航行速率是研究动力系统的重要领域,其关键是通过数值模拟建立附近的水流场模型;同时,流噪声影响滑行艇的声波传输,... 水面滑行艇受到附近的水流场的影响较大,航行过程中的阻力大小关系到水面滑行艇动力控制。如何提高滑行艇的推进效率及航行速率是研究动力系统的重要领域,其关键是通过数值模拟建立附近的水流场模型;同时,流噪声影响滑行艇的声波传输,使携带的武器装备性能降低,需要过滤流噪声数据。本文研究了水面滑行艇水流场及流噪声数学模型,结合RNG k-ε方程分析了流场及流噪声数值变换,最后对水面滑行艇流场及流噪声进行数值计算并分析结果。 展开更多

关键词 数值计算 动力方程 流噪声

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