针对高湿、寒冷地区覆冰造成机组出力减少的问题,以NREL S809二维翼型及某型300k W风力机三维风轮为研究对象,采用计算流体力学(CFD)数值仿真方法,结合覆冰粗糙度模型,研究分析覆冰粗糙度对风力机叶片气动性能的影响规律。计算结果表明:对于改变翼型气动外形较小的覆冰,二维翼型的气动性能随着覆冰粗糙度大小、覆冰相对宽度的增加而降低,随着攻角的增加影响变大;对于改变翼型气动外形较大的覆冰(雾凇或雨凇),雨凇覆冰的破坏作用更大,但雾凇覆冰翼型受覆冰粗糙度影响更大;叶片覆冰导致三维风轮气动性能降低,在大风速下更为显著;随着覆冰粗糙度大小的增加,三维风轮输出转矩和轴向推力降低,且随着风速的增加,降低程度变大。该文的计算结果对覆冰地区风电场运行及机组性能评估有一定的参考价值和借鉴意义。

针对气动系统动态特性影响受电弓主动控制精度的难题,提出一种计及响应时间延迟的分层控制策略。上层控制器采用混合H;/H;鲁棒控制策略。根据设定的受电弓运行状态的3个性能指标,构建多目标状态反馈控制律。通过求解线性矩阵不等式,得出主动控制力;下层控制器基于内模控制(IMC)理论,采用遗传算法,建立气动系统的一阶等效简化模型,设计仅与单一参数相关的内模-比例积分微分(PID)控制器。加快对上层控制器输出控制值的跟踪速率。通过列车不同运行速度下的仿真计算,验证了分层控制器的有效性和鲁棒性。仿真结果表明,下层控制器能够有效减少响应时间,明显改善气动系统的响应延迟。相比于传统单层控制,分层控制的接触力标准差下降率提高10%左右,有效抑制了弓网耦合振动,提高了高速弓网受流质量。

C4F7N混合气体凭借良好的电气性能以及较低的温室效应潜在值近年来备受关注。然而,在C4F7N及其混合气体投入实际使用以前,其与气体绝缘设备内部密封材料的相容性仍需检验。目前虽然已有关于该气体与三元乙丙橡胶的相容性研究,但对于不同第三单体的三元乙丙橡胶与C4F7N混合气体的相容性对比以及气固相互作用机理的相关报道较少。该文选取ENB、DCPD两种第三单体的三元乙丙橡胶开展了其与C4F7N/CO2/O2混合气体的相容性实验,发现三元乙丙橡胶中的某些活性结构与C4F7N的CN基团之间存在反应,而通过涂覆硅脂能够有效阻隔气体与橡胶表面的接触,减少C4F7N的分解。此外,在对比两种橡胶的实验结果后发现,ENB-三元乙丙橡胶相较于DCPD-三元乙丙橡胶更适合用作C4F7N混合气体的密封材料,其差异来自两种第三单体所能提供的交联效率不同。

当前,波浪能液压发电系统一般采用最大效率转化的控制策略,然而由于波浪能装置的间歇式出力特性,直接通过电池消纳会导致电池容量损耗进一步增大。在这种背景下,是否追求波浪能的最大效率转化值得商榷。为此,该文针对波浪能灵活接入的孤岛微电网系统,深入分析波浪能装置的工作原理,搭建波浪能液压系统的数学模型;在此基础上,以调度周期内的经济性最优为目标,综合考虑电池容量损耗和寿命损耗的影响,建立波浪能灵活接入下的孤岛微电网细粒化调度模型。仿真结果表明,相对于常规的孤岛微电网调度策略而言,在不同的波浪能出力场景下,该文所提的方案具有更优的经济性,为含波浪能的孤岛微电网经济运行策略提供了一个新的思路。

电磁发射系统的推力精确可调,使水下武器通用动力发射成为可能,但水下发射系统的动力学呈强非线性,增大了内弹道调节的难度。该文首先推导了液压平衡式水下发射系统的非线性动力学模型,然后运用反馈线性化将系统转化为伪线性系统,继而分别采用比例-积分-微分控制和滑模控制实现了内弹道的有效控制,同时与前馈控制进行了对比。结果表明,反馈线性化控制和前馈控制均取得了良好的效果,反馈线性化与比例-积分-微分的复合控制最适合水下电磁发射。

为了满足储能飞轮系统、卫星动量轮等对高空间利用率的需求,提出了一种异极式永磁偏置径向磁轴承的拓扑结构。通过在槽口放置平行充磁的永磁体获得紧凑的结构,同时永磁磁路和电励磁磁路耦合距离较短,有利于获取高解耦特性。该文首先采用磁力线法,分别获取考虑齿槽效应、转子偏心的永磁磁场、电励磁磁场的气隙磁通密度分布,建立了磁路模型;然后根据磁路模型求解位移刚度和电流刚度,建立磁轴承的数学模型;与有限元仿真进行对比,证明所建立的磁场模型能够准确计算气隙磁通密度分布。设计、制造一台实验样机并进行相关实验,实验结果验证了磁路模型及有限元仿真的可靠性。