摘要：基于Matlab的建模仿真,采用PID调节,设计一种斯特林发动机功率控制方法,对GPU-3β型斯特林发动机以改变压力的方式进行功率调节。根据20组实际数值模拟出传递函数,模拟的数据与真实数据对比符合度高于99%。输入压力值通过传递函数计算得到实际的输出功率,调节输入压力值,输出结果随之改变。结果表明运用闭环负反馈和PID调节后,随着输入压力值的变化,输出功率能按特定的规律进行变化。本设计消除了输入数据的扰动以及外界干扰对输出功率稳定的影响,使得斯特林发动机的功率控制系统具有相对较强的稳定性以及对扰动具有一定的自适应能力。

摘要：针对液态金属磁流体(Liquid metal magnetohydrodynamic,LMMHD)发电系统,设计出四种气—液态金属两相混合器,对液态金属(镓铟锡合金)和二氧化碳气体在混合器及发电通道内的两相流场进行模拟和对比分析,同时对具有最佳混合效果的混合器所连接的发电通道的发电性能进行研究。结果表明,利用诱导磁场法预测计算得到的空载电压计算值与理论值相比,误差小于5%;在相同气液入口压力(pl=pg=1.5 MPa)条件下,不同气液两相混合器结构可以产生搅拌流、环状流、弹状流和分散流等流型;在不同气液入口压力下,综合考虑发电通道内的两相流型、液态金属的平均体积分数、平均速度和均匀度,发现双喷嘴式混合器(model 4)的混合效果最佳;此外,发电通道内的电流密度和平均电磁功率密度的大小均与液态金属的体积分数呈正相关。

摘要：以Simple分析法为基础,扩展针对自由活塞式斯特林发动机的分析软件,研究各项设计参数对自由活塞式斯特林发动机性能的影响,并对各项设计参数进行优化。结果表明:发动机性能随回热器孔隙率和相位角的变化有最佳值,而随系统平均压力和频率的增加而增加;当加热器和冷却器长径比(L/g)大于10时,环形间隙(g)越小,发动机输出功率与热效率越高;发动机输出功率随回热器长径比的增加而减小,热效率随回热器长径比的增加而增加;而发动机性能随加热器与冷却器长径比的变化有最佳值。

摘要：基于流量均匀性的要求,对一种太阳能高温吸热器进行结构优化设计。基于蒙特卡洛光线跟踪法及光线的镜面反射定律,数值模拟分析吸热管壁面热流分布。施加壁面热流边界,以氦气为工质数值计算该吸热器的流动换热性能。结果表明:吸热器优化结构能满足换热工质在吸热细管中流动的流量不均匀性小于5%的要求;吸热器壁面热流梯度较大,不宜采用等热流假设进行计算;氦气的出口温度分布均匀,整个出口氦气的平均温度约为1125K,最大温差为50K。

摘要：通过理论模拟研究了对作为建筑模块使用的电池组件,充分考虑与建筑设计、安装要求在不同的通风流道间距、入口和出口间隙时,电池组件表面的温度分布,设计了最佳的自然对流通道方式对其进行冷却,并利用实验进行验证。结果表明,合理的通风设计将使太阳电池的输出功率提高10%左右,温度降低近20℃。

摘要：为了研究可充气聚焦器的展开过程及展开后的性能,以一个开口面积为20 m2,焦距为8 m的旋转抛物面型太阳能聚焦器为例建立了充气结构模型,采用控制体积法对一次和三次折叠的未充气状态的支撑杆及反射部件的展开过程进行了仿真计算。基于充气反射面展开后的几何模型,采用蒙特卡罗光线跟踪法,数值模拟了其对光线的聚焦性能。结果表明展开后的反射面聚焦效率约为理想设计曲面的57%,褶皱是其聚焦性能不高的主要原因。分析展开后结构的聚焦效率可以作为评价可充气展开结构展开性能优劣的一种新方法。

摘要：本文基于多相流混合模型,研究了以高温有机流体(癸烷、丙基环已烷)为驱动工质携带液态金属钠的两相流磁流体发电机的性能。通过比较不同工况下两种驱动工质的发电效率,发现以癸烷为驱动工质的发电机的发电效率更高。对癸烷为驱动工质进一步研究发现,在磁场作用下由于两相滑移速度会使液态金属与驱动工质之间发生气液分离;两相滑移速度随着磁场强度和气泡直径的增大而增大,随空泡率的增大而减小;而发电效率与两相滑移速度变化趋势相反,两相滑移速度越大,发电效率越低。

摘要：在假定蜂窝壁具有漫发射和漫反射性质的基础上，对复合蜂窝中的辐射－导热耦合传热问题进行了分析，讨论了蜂窝壁发射率、吸热板发射率、蜂窝的高宽比等参数对热损的影响，并与实验值进行了对比分析。该方法可用于蜂窝热设计的简化工程计算。

摘要：包层是核聚变堆中能量转换的关键部件。本文对包层通道中"磁-热-流-固"多物理场进行耦合仿真,研究了改变流道插件(Flow Channel Insert,FCI)和第一壁导电率分布对双冷锂铅包层通道内液态金属的流动与传热特性的影响。结果显示,绝缘条的加入降低了主流在绝缘条壁面附近温度,最高降温达到了15 K.入口速度和磁场强度的增加会减弱绝缘条对通道传热的影响;有流道插件通道加入导电条后,通道在Y方向上温度的不均匀分布得到改善,导电条对通道传热影响的程度随着入口速度的增大而愈加显著。

摘要：斯特林发动机中回热器的有效性对斯特林发动机的整机性能有较大的影响。文中通过商业软件FLUENT的动网格功能模拟了回热器内部流场的交变流动以及流体工质与回热器之间的往复式热量交换,进而捕捉斯特林发动机运行时,回热器基体在高速交变气体流场中温度场的变化规律。研究结果表明,回热器的有效性和流阻损失随孔隙率的增大而减小,随长径比的增大而增大。因此在设计斯特林发动机时需要综合考虑回热器的孔隙率和长径比。