摘要：在设计清华大学1.5级轴流跨音压气机试验台过程中,将静叶形式由带冠改为不带冠。为考察不带冠静叶能否满足气动设计要求,该文采用计算流体力学方法,对上述2种静叶形式的压气机进行数值模拟和比较分析,并对不带冠静叶间隙大小对压气机性能的影响进行研究。结果表明:不带冠静叶在设计点效率提高1.8%,且数值失速裕度提高1.5%,能够满足气动设计指标。设计点效率提高的原因在于:泄漏流和端壁二次流起到相互抑制的作用,二次流引起的分离区尺度因而得以削减。分析同时表明:在较大间隙(0.8mm)时,泄漏流会起主导作用,影响静叶根部损失和落后角分布,因此试验台加工制造中需要对静叶间隙大小进行控制。

摘要：设置防烟分区是建筑防排烟的重要措施之一。同一防火分区,其防烟分区可有多种划分,为探讨安全性高且又能应对各种火灾可能性的合理化设计,该文基于火灾安全性分析原理,通过场模型的仿真计算方法,研究了典型建筑空间中防烟分区划分对火灾安全性的影响。研究结果表明:防烟分区划分应该与疏散出口的分布相匹配;过多疏散出口划归在一个防烟分区将导致安全性严重降低;各个防烟分区均匀分布疏散出口,则有助于适应火灾发生地点的不可预知性,确保任何火灾情况下的疏散安全性。

摘要：推导了后掠桨尖剖面法向马赫数和等效迎角与矩形桨尖的关系,指出前飞状态下旋翼后掠桨尖上的法向来流并不一定总比矩形桨叶小的新结论,进一步得出了在后掠桨尖上出现较大法向来流马赫数的解析区间,并给出了克服这种情况出现的解决办法;提出了保持前缘法向来流速度为常数的桨尖设计方案。然后,采用CFD方法,针对后掠新型桨尖旋翼的悬停和前飞跨声速流场进行了数值模拟,并结合理论分析的结果,深入地分析了桨叶后掠对旋翼流场、气动特性的影响,得出了后掠桨尖流场的细节特征,尤其是桨尖附近的激波位置、范围和强度的变化规律。

摘要：根据微电网的特点,对微电网2种运行模式采取的不同控制策略进行设计。微电网孤岛运行时,分布式发电单元采用电压源逆变器控制,使用电压—相角下垂控制实现按预定比例分配负荷功率,该下垂控制较电压—频率下垂控制可以提供更好的频率支撑。微电网并网运行时,分布式发电单元采用PQ控制,按照功率设定值输出功率。通过设计对应电压—相角下垂控制的同步控制器实现了微电网运行模式的无缝转换。利用MATLAB/Simulink对微电网运行模式转换和微电网孤岛运行时使用的2种下垂控制进行对比仿真分析,验证了电压—相角下垂控制策略的可行性和有效性。

摘要：超声电机的性能与幅值、频率、相位差3个输入参数以及输出信号波形精度等因素密切相关。目前的商用驱动器多采用线性放大或推挽电路,既缺乏三参数调控的灵活性,且体积较大,笔者提出了一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,简称FPGA)和ARM微处理器,可实现多参数在线调整的小型化驱动器方案,主要聚焦多参数驱动和总线式控制。首先,从控制信号生成和驱动架构设计提出了总体方案,驱动架构选择H桥驱动方式;其次,介绍了功率电路及传感检测电路的设计过程,通过输出波形失真度比较了推挽及H桥驱动的波形质量,经测试H桥方案的电机端输出波形失真度较小(5.25%);最后,应用所设计的多参数驱动器对超声电机进行基本的性能测试,涵盖变参数转速测试、输出力矩测试以及微步进响应测试等内容。结果表明:所设计的超声电机驱动器不仅实现小型化(85 mm×54 mm×23 mm),而且能够兼顾参数在线快速调整和多传感量检测,有利于电机性能的快速分析及检验,应用该驱动器的测试结果与电机性能参数基本一致,验证了驱动器方案的有效性,为超声电机的多参数耦合控制奠定硬件基础。

摘要：由于风力机系统复杂的机械阻尼和大惯量等强非线性因素的存在,增大了控制策略设计与实现的难度。同时,对于变速风力发电系统而言,风力机的转速控制器设计是实现发电控制策略的重要环节。本文首先分析了定桨距变速风力机全风速段的发电策略,针对传统方案所存在的问题,提出了新型的控制策略,该策略在不同运行状态之间的过渡过程迅速平滑,有效降低了系统的动态载荷;其次,基于现有的风力发电系统分析了定桨距风力机的小信号模型,推导了风力机系统的传递函数,并为转速控制环设计了P ID控制器;最后,通过仿真和实验,验证了全风速段发电策略的可行性和有效性。

摘要：为了能够深入认识自由活塞斯特林发动机动力活塞的运行特性,找到提高自由活塞斯特林发动机效率的方法,对配气活塞固定不动时的动力活塞的气体作用效应进行了理论分析,并设计了动力活塞的单独运动实验,在此基础上提出了动力活塞自然频率的计算公式。研究了压缩腔压力波超前与滞后动力活塞位移两种情况下动力活塞受到的气体力的作用情况,采用旋转矢量法阐述了气体力的作用机理。当压力波超前或滞后活塞位移小于90°时,一部分气体力发挥了气体弹簧的作用,使系统自然频率增大;当压力波超前或滞后活塞位移大于90°但小于180°时,一部分气体力发挥了惯性力的作用,使系统自然频率减小,且热源温度越高,系统的自然频率越大。利用本实验室的一台自由活塞斯特林发动机进行实验,验证了上述气体力作用的效应与规律,利用此理论计算系统自然频率和实验相差不超过2%,使得斯特林发动机成功启动。

摘要：通过汶川地震都江堰市建筑震害考察发现,结构中填充墙破坏十分普遍,为此首先总结和讨论了填充墙的几种常见破坏形式及一些典型的填充墙框架失效机理;其次,通过设计例题分析灾区常见的3种形式的框架填充墙结构,并结合结构实际震害特点与相关研究,重点分析了填充墙对结构提高整体抗震能力的作用和影响.研究结果表明,填充墙能够增加结构的整体承载能力,增加结构的抗侧刚度,提高结构整体的变形能力;但填充墙刚度效应在地震作用下容易引起薄弱层破坏和扭转破坏,填充墙的约束效应产生短柱破坏,使结构严重受损甚至出现倒塌.由于填充墙多为脆性材料,一般要先于结构构件发生破坏,从而吸收地震能量,建议以填充墙作为第一道防线的结构整体抗震设计思想.

摘要：定桨距风力发电机结构简单、成本较低,在恒速运行时主要依靠失速性能来调节输出功率。为了进一步提高该型风力发电机的输出功率,需要研究其在叶片深失速区内变速运行,实现在低风速区的最大风能跟踪和高风速区的恒功率控制,从而具有与变桨距变速风力发电机相媲美的功率特性。本文采用鲁棒P ID控制器设计转速控制系统,其动态响应特性符合设计要求。实验结果表明,定桨距变速风力发电机能够在设计风速范围内稳定运行,其变速控制系统具有良好的动态响应特性,依靠变速控制系统能够实现低风速区的最大风能跟踪和高风速区的恒功率控制。

摘要：根据都江堰市建筑震害调查结果,考虑城市空间演进及地震动作用空间差异影响,研究了汶川地震都江堰市建筑震害空间分布规律及其成因.首先,根据都江堰市城市区划及震害特点,空间上将沿远离山体方向划分为内环和外环两部分;然后,考虑抗震设计规范体系演进对城市震害的空间分布影响将建筑按照典型建设时期分类,对比研究了各时期建筑的震害在空间上的分布;最后,分析了城市空间演进、地形条件、场地条件以及与断层破裂距离等因素对震害空间分布的影响.研究发现,城市建筑的空间演进是影响震害空间分布的主要因素,都江堰市早期建筑平均震害指数最大可达新建建筑的6.5倍;地震动作用的空间差异也是影响震害空间分布的重要原因,内环区域的平均震害指数可达外环的1.88倍.该研究为未来的建筑结构抗震设计以及震害预测提供了参考依据.