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船用大功率质子交换膜燃料电池动态耦合特性分析与多约束优化
1
作者 范立云 徐魁 +3 位作者 孙进伟 梁雨亭 陈晨 沈崇崇 《船舶工程》 北大核心 2026年第1期99-110,共12页
[目的]质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统在可变负载下的性能退化是制约其应用可靠性与经济性的关键瓶颈,而传统电气模型难以揭示多物理场动态交互机制,为解决该问题,[方法]提出一种基于阳极引射器循环的船用大功率PEMFC系统结构,并构建系... [目的]质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统在可变负载下的性能退化是制约其应用可靠性与经济性的关键瓶颈,而传统电气模型难以揭示多物理场动态交互机制,为解决该问题,[方法]提出一种基于阳极引射器循环的船用大功率PEMFC系统结构,并构建系统“热-电-气-液”多物理场动力学模型,开展考虑热动力性与经济性的动态耦合特性分析。借助基于Spearman相关系数的相关性分析工具对不同运行参数下的系统性能指标的响应趋势进行探索。针对系统多约束优化难题,提出一种基于人工神经网络与多目标灰狼优化算法的多约束优化框架,以获取PEMFC系统的最佳运行参数与最佳综合性能。[结果]研究结果表明:最佳操作点下的PEMFC系统净功率提高2.71%,且运营成本降低12.21%。[结论]研究结果可为船用大功率PEMFC系统的热动力性-经济性协同设计提供一定参考。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 耦合特性 多约束优化
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波纹通道固体氧化物燃料电池多物理场耦合数值模拟
2
作者 苏小益 党超 +2 位作者 马非 贾洪伟 胡艳鑫 《汽车工程》 北大核心 2026年第2期421-432,共12页
随着新能源技术的革新,燃料电池汽车(fuel cell vehicle,FCV)正逐步受到关注和支持,固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)的研究与创新为FCV的进一步发展提供了新的思路。本研究设计了一种波纹气体通道平板式SOFC,并且建立了... 随着新能源技术的革新,燃料电池汽车(fuel cell vehicle,FCV)正逐步受到关注和支持,固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)的研究与创新为FCV的进一步发展提供了新的思路。本研究设计了一种波纹气体通道平板式SOFC,并且建立了热-电-流质多物理场耦合三维模型,模拟并对比分析具有波纹型和传统平直型两种不同通道结构的SOFC内的流速分布、物质分布、电流密度和温度分布情况。研究结果表明波纹通道设计对电池内的流体流动具有强化作用,直接影响了电池内的物质浓度分布。采用波纹通道设计对SOFC的电输出性能(以功率密度表征)有较明显的提升,同时也一定程度上削弱了电池的温度均匀性(以温度梯度表征)。在相同的工作温度下,波纹通道SOFC的输出功率密度较平直通道SOFC高5.5%,电池内的温度梯度较平直通道SOFC高3%。研究发现,对于波纹通道SOFC的温度不均匀现象,采用顺流工况,可以在几乎不影响输出功率的同时加以改善。 展开更多
关键词 固体氧化物燃料电池 多场耦合 热电性能
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物联网环境下燃料智能采样与自动检测方法研究
3
作者 李志龙 俞涛 +2 位作者 李治 李硕 庄叔平 《智能物联技术》 2026年第1期119-124,共6页
针对燃料检测过程中的数据不连续、响应延迟及误差难控等问题,构建融合采样控制、特征感知及误差校正的系统方法。设计并验证物联网架构下的智能采样机制、多参数协同采样方法及数据可靠性保障策略,阐述多维度数据融合及残差补偿优化方... 针对燃料检测过程中的数据不连续、响应延迟及误差难控等问题,构建融合采样控制、特征感知及误差校正的系统方法。设计并验证物联网架构下的智能采样机制、多参数协同采样方法及数据可靠性保障策略,阐述多维度数据融合及残差补偿优化方法在检测精度提升中的作用,并结合实验平台对系统性能进行对比分析。研究结果表明,所提方法在复杂工况下具有良好的稳定性和准确性。 展开更多
关键词 智能采样 燃料检测 多参数融合 误差补偿
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基于路况运行数据的数字轨道电车燃料电池混合动力系统参数匹配方法
4
作者 郑殿科 綦芳 +1 位作者 张美月 燕雨 《城市轨道交通研究》 北大核心 2026年第1期121-126,141,共7页
[目的]对于数字轨道电车采用的燃料电池+超级电容混合动力电池系统,既有参数匹配方法存在估算精度低及难以多目标同时优化等短板。为精确计算车辆运行工况,进而避免极端工况给匹配结果带来的容量冗余,有必要研究基于路况运行数据的参数... [目的]对于数字轨道电车采用的燃料电池+超级电容混合动力电池系统,既有参数匹配方法存在估算精度低及难以多目标同时优化等短板。为精确计算车辆运行工况,进而避免极端工况给匹配结果带来的容量冗余,有必要研究基于路况运行数据的参数匹配方法[方法]对燃料电池系统、超级电容系统及储氢系统建立体积、质量模型,并引入车辆行驶里程等关键指标。基于实际线路速度数据,提出一种基于双移动均值滤波的工况计算方法,实现了对车辆线路工况的估算。基于估算的数据,采用多目标遗传进化算法中的NSGA-Ⅲ(非支配排序遗传算法Ⅲ),得到了动力系统配置方案的帕累托前沿,进而完成混合动力系统的参数匹配。基于某数字轨道电车的实际运行数据进行验证。[结果及结论]基于实际运行数据的计算结果表明,双移动均值滤波器结构不仅能规避直接计算所造成的误差,还能保持与实际功率曲线较高的契合度,充分说明了该滤波结构的有效性。多目标优化的帕累托前沿结果表明,动力系统体积和质量会直接影响车辆行驶里程。该参数匹配方法,能够在维持车辆正常运行的基础上有效提升车辆的行驶里程,实现对车辆动力系统的质量、体积及行驶里程的协同优化。 展开更多
关键词 数字轨道电车 燃料电池混合动力系统 系统参数匹配 多目标遗传进化算法
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基于粒子群算法燃油齿轮泵多目标优化设计 被引量：2
5
作者 王建森 李文宣 +3 位作者 司国雷 陈君辉 杨广胜 魏列江 《机床与液压》 北大核心 2025年第8期150-155,共6页
针对某型航空燃油齿轮泵的性能需求指标,为了实现泵低流量脉动特性及轻量化设计要求,以瞬时几何流量脉动率和齿轮泵体积最小为优化目标,以齿数、模数、压力角、变位系数及齿宽为设计变量,并结合相应约束条件建立了齿轮泵优化设计模型,... 针对某型航空燃油齿轮泵的性能需求指标,为了实现泵低流量脉动特性及轻量化设计要求,以瞬时几何流量脉动率和齿轮泵体积最小为优化目标,以齿数、模数、压力角、变位系数及齿宽为设计变量,并结合相应约束条件建立了齿轮泵优化设计模型,利用粒子群多目标优化算法进行寻优计算;绘制了优化目标对应的Pareto曲线,从中选出了一组满足设计要求的齿轮参数。并利用计算流体力学方法对该参数下的齿轮泵内部流场参数分布及瞬时几何流量特性进行了模拟分析,验证了所提方案的可行性。最后,完成了样机的加工制造及性能测试。结果表明:泵的实际输出流量与理论流量的一致性好,验证了优化模型及设计方法的可行性,为后续燃油齿轮泵进一步改进定型奠定了基础。 展开更多
关键词 燃油齿轮泵 多目标优化 流量脉动率 齿轮泵体积 粒子群算法
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多元燃料低温喷雾特性预测模型构建及仿真分析
6
作者 黎一锴 陈佳森 +2 位作者 孙成瀚 杨子明 潘家营 《车用发动机》 北大核心 2025年第1期1-11,共11页
为探究低温工况下醇类掺混对柴油喷雾特性的影响,明晰多元燃料物性与喷雾特性的联系,利用高速摄影技术进行了柴油与丙醇、己醇混合燃料(醇类掺混比分别为0%,20%,40%)低温工况喷雾试验,基于掺混燃料各组分物性进行了Higgins液相贯穿距预... 为探究低温工况下醇类掺混对柴油喷雾特性的影响,明晰多元燃料物性与喷雾特性的联系,利用高速摄影技术进行了柴油与丙醇、己醇混合燃料(醇类掺混比分别为0%,20%,40%)低温工况喷雾试验,基于掺混燃料各组分物性进行了Higgins液相贯穿距预测模型修正以及CONVERGE仿真破碎模型参数修正,并进一步通过仿真探究了醇类掺混对柴油喷雾温度及当量比分布特性的影响。结果表明:在低温工况下,醇类的蒸发性远好于柴油,在喷雾发展过程中醇类先于柴油蒸发,高汽化潜热引发了喷雾核心区域温度降低,进而抑制了柴油液滴的破碎与蒸发过程,最终导致了喷雾液相贯穿距的延长,且随着掺混比的增大,抑制作用更加明显。 展开更多
关键词 喷雾特性 多元燃料 低温试验 模型修正 燃料 物性
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基于非支配排序遗传算法NSGA-Ⅲ的多目标屏蔽智能优化研究 被引量：2
7
作者 王梦琪 郑征 +3 位作者 梅其良 彭超 高静 周岩 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第2期422-428,共7页
本文基于第3代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)开展了多目标屏蔽智能优化方法研究。以乏燃料运输船舶为对象,采用多目标智能优化程序建立一维离散纵标计算模型,针对舱盖上方区域屏蔽结构(混凝土和聚乙烯厚度)进行优化设计,最终得到1组优化... 本文基于第3代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)开展了多目标屏蔽智能优化方法研究。以乏燃料运输船舶为对象,采用多目标智能优化程序建立一维离散纵标计算模型,针对舱盖上方区域屏蔽结构(混凝土和聚乙烯厚度)进行优化设计,最终得到1组优化的屏蔽方案。基于优化后的屏蔽方案,建立真实的三维蒙特卡罗计算模型,和基于混凝土、聚乙烯或含硼硅树脂的方案进行对比,评估优化方案的屏蔽效果。评价指标包括屏蔽厚度、重量、总剂量率和价格等。结果显示,基于所开发的多目标屏蔽智能优化方法优化得到的方案各有特点,包含了多个优选的方案,为设计者提供了更丰富的选择。 展开更多
关键词 多目标优化算法 屏蔽 乏燃料运输船舶 第3代非支配排序遗传算法
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基于噪声与油耗的超声速客机进近程序优化
8
作者 李亚飞 赵瑞 《航空学报》 北大核心 2025年第20期334-344,共11页
针对超声速客机在下降阶段的实际运行所面临的噪声污染严重及燃油成本高昂两大突出问题,以繁忙且具有代表性的民航枢纽机场广州白云国际机场做为研究场景,依据现有的基于性能导航(PBN)进近程序,结合超声速客机飞行性能参数,开展了深入... 针对超声速客机在下降阶段的实际运行所面临的噪声污染严重及燃油成本高昂两大突出问题,以繁忙且具有代表性的民航枢纽机场广州白云国际机场做为研究场景,依据现有的基于性能导航(PBN)进近程序,结合超声速客机飞行性能参数,开展了深入研究。首先,依据超声速客机独特的飞行性能,初步设计一条适用于超声速客机的进近程序。随后,通过选取机场附近噪声敏感点,运用噪声评估模型与油耗计算模型,采用多目标智能优化算法,对现行的PBN进近程序进行针对性的优化调整,使进近程序更适配于超声速客机降落阶段的实际运行,在保障飞行安全的前提下,最大程度降低噪声影响与运行油耗。研究结果显示:超声速客机遵循优化后的进近程序运行,噪声值与油耗值较优化前具有较大改进,噪声值最多降低37.3%,整体运行噪声影响降低了9.2%;油耗值最多降低16.45%,整体运行油耗降低了11.8%。 展开更多
关键词 超声速客机 PBN进近程序 噪声 燃油消耗 多目标优化
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气流流型和流速耦合作用下固体氧化物燃料电池电化学性能
9
作者 王浩 谢佳苗 +5 位作者 郝文乾 李京阳 张鹏 马晓帆 刘福 王旭 《物理学报》 北大核心 2025年第11期371-384,共14页
在全球能源格局深度调整与环境问题严峻挑战的双重背景下,固体氧化物燃料电池(SOFC)凭借其诸多卓越特性,成为高效清洁能量转换技术的研究焦点.SOFC的电化学性能受到气流流型、流速及工作电压等多种因素影响,准确分析电池的电化学指标随... 在全球能源格局深度调整与环境问题严峻挑战的双重背景下,固体氧化物燃料电池(SOFC)凭借其诸多卓越特性,成为高效清洁能量转换技术的研究焦点.SOFC的电化学性能受到气流流型、流速及工作电压等多种因素影响,准确分析电池的电化学指标随各因素的变化情况,是提出电池高效反应设计方案的基础.因此,本研究建立了SOFC的三维多场耦合模型,研究了各因素间耦合作用对电池电化学性能的影响规律.研究结果表明,随着工作电压的降低,电池的电化学反应速率显著提高,气体摩尔分数梯度增大,电解质电流密度分布不均性增强.对于低电压工况,交叉流流型展现出更好的电化学性能优势,其功率密度曲线在不同电流密度区间均占据领先地位.随着流道气体流速的提升,电池的输出功率密度曲线呈上升趋势,后续因阴极反应渐趋饱和,流速提升对功率密度增长的推动作用逐渐弱化.本研究揭示了流型、流速与电压的耦合作用对SOFC电化学性能的影响,为SOFC的商业化应用提供指导. 展开更多
关键词 固体氧化物燃料电池 气流流型 多场耦合 电化学性能
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超高转速高压燃油离心泵多工况性能试验研究
10
作者 王凯 胡建斌 +1 位作者 吴亮亮 申文博 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期122-128,共7页
为了研究燃油离心泵在变转速过程中的能量特性预测精度和运行稳定性问题,对一台超高转速高压燃油离心泵进行了实验分析,研究了不同转速和流量下的性能及出口压力脉动特性.通过实验测量和频谱分析,揭示了泵的扬程、效率及压力脉动频谱特... 为了研究燃油离心泵在变转速过程中的能量特性预测精度和运行稳定性问题,对一台超高转速高压燃油离心泵进行了实验分析,研究了不同转速和流量下的性能及出口压力脉动特性.通过实验测量和频谱分析,揭示了泵的扬程、效率及压力脉动频谱特性随工况变化的规律.结果表明:泵的性能可通过设计转速下的性能近似估算,但在低转速下,估算误差显著增加,60%nd(设计转速)时关死点扬程偏差最大为4%,最高效率点流量系数偏差为20.41%.在不同流量工况下,低流量下压力脉动呈现宽频特性,而大流量下则转变为叶频主导的离散频谱,最大脉动幅值出现在0.8QnBEP(效率最高点流量系数).随着转速降低,出口处的压力脉动幅值逐渐减小. 展开更多
关键词 高压燃油离心泵 多工况 变转速 压力脉动 试验测试
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复合材料飞机副油箱双尺度铺层设计 被引量：3
11
作者 刘琛 何晨 +5 位作者 高文明 王显峰 江林 程硕 李勇 肖军 《航空学报》 北大核心 2025年第1期199-218,共20页
以飞机复材副油箱为研究对象,发展“整体-局部”双尺度铺层设计方法,对具有多尺度特征的封闭椭球体飞机副油箱整体与局部铺层进行了优化设计和分析。首先,基于副油箱特征结构,发展了副油箱结构力学分析方法,构建了具备防雷击功能的碳纳... 以飞机复材副油箱为研究对象,发展“整体-局部”双尺度铺层设计方法,对具有多尺度特征的封闭椭球体飞机副油箱整体与局部铺层进行了优化设计和分析。首先,基于副油箱特征结构,发展了副油箱结构力学分析方法,构建了具备防雷击功能的碳纳米管复合材料力学求解模型,综合分析蒙皮-筋条铺层结构在等效静强度和冲击工况下的载荷响应,并针对最佳铺层方案提出一种铺层顺序优化方法完成初步铺层优化;然后,考虑局部变厚度插层区的应力不均匀和层间/富树脂区损伤失效,采用内聚力单元和分层建模策略建立了变厚度试样细观力学模型,基于“子模型”和“壳-固”耦合技术,建立了副油箱局部变厚度结构求解模型,并提出了协同改善局部变厚度区受力的整体结构铺层设计方案;最终,根据整体-局部铺层优化后的设计方案,进行静力学、模态、冲击动力学分析,完成对副油箱整体结构的强度校核和验证。 展开更多
关键词 复合材料 铺层设计 飞机副油箱 多尺度 变厚度插层
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车用大尺寸PEM燃料电池流场结构多目标优化设计
12
作者 田韶鹏 魏运哲 肖从达 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第8期213-221,共9页
针对大尺寸平行流场(SPFF)工质分布不均和排水效率低的问题,开发了基于曲折平行流场(WPFF)的多目标优化设计方法:通过构建二维半电池代理模型简化三维多相数值模型,结合鲸鱼优化算法(WOA)平衡电压输出与流场压降。研究表明:优化后的WPFF... 针对大尺寸平行流场(SPFF)工质分布不均和排水效率低的问题,开发了基于曲折平行流场(WPFF)的多目标优化设计方法:通过构建二维半电池代理模型简化三维多相数值模型,结合鲸鱼优化算法(WOA)平衡电压输出与流场压降。研究表明:优化后的WPFF(WPFFO)结构在催化剂用量减少7.4%的条件下,0.4 V工况下电流密度提升1.6%,净功率密度显著增加,流道内氧气分布均匀性提高,液态水积聚现象得到有效抑制。三维多物理场验证结果表明,该设计通过增强湍流效应和垂直传质效率改善了浓差极化和水管理能力,可使PEMFC更加高效、稳定地运行。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 代理模型 多目标优化 鲸鱼算法 水管理
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基于响应曲面法的甲醇/柴油RCCI发动机多目标性能优化
13
作者 黄粉莲 李林杰 +2 位作者 王永佳 万明定 雷基林 《农业工程学报》 北大核心 2025年第21期53-63,共11页
该研究基于三维CFD仿真构建甲醇/柴油活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)发动机燃烧与污染物排放预测模型。为了明确进气温度、进气压力与甲醇替代率(methanol substitution ratio,MSR)的协同作用对燃烧和... 该研究基于三维CFD仿真构建甲醇/柴油活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)发动机燃烧与污染物排放预测模型。为了明确进气温度、进气压力与甲醇替代率(methanol substitution ratio,MSR)的协同作用对燃烧和排放特性的影响,采用Box-Behnken响应曲面法建立回归模型,以当量有效燃油消耗率(equivalent brake specific fuel consumption,ESFC)及NOx、CO、HC排放为多目标函数进行多参数协同优化。结果表明:适当增加进气温度和进气压力致使燃烧效率和混合气质量提高,ESFC和HC排放降低,进气温度对燃烧相位及放热速率的调控作用明显。相同进气压力下,随着MSR和进气温度升高,燃烧始点和燃烧重心前移,ESFC降低,缸压峰值和指示平均有效压力增加。进气温度与MSR对污染物排放具有主导影响,而进气压力的作用相对较低,MSR与进气温度、进气压力的联合调控对HC和NOx排放的影响呈现非线性耦合作用。高甲醇替代率下,可采用较低进气温度协同适中的进气压力组合抑制NOx生成,采用中等的进气温度协同较高的进气压力则可有效降低Soot排放。所构建的响应曲面模型预测精度较高,各模型的决定系数R^2、调整决定系数R^(2)_(adj)值均大于0.98。在最优参数组合进气温度为325.5 K、进气压力为230 kPa和MSR为34.5%下,ESFC为204.04 g/(kW·h),NOx、CO、HC排放分别降至9.74、8.58、10.98 g/(kW·h)。较经济性最优工况的NOx排放降低48.65%,CO排放减少10.95%,且ESFC仅增加3.09%。研究提出了实现经济性和污染物排放协同优化的燃烧参数优化方法,可为甲醇/柴油RCCI发动机控制图谱的标定提供工程化应用的参数匹配准则。 展开更多
关键词 柴油机 多目标优化 甲醇/柴油双燃料 进气参数 甲醇替代率 响应曲面法
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直线增程系统匹配建模与负荷特性研究
14
作者 张志远 魏铄鉴 +4 位作者 马煜国 冯慧华 贾博儒 帅石金 何洪文 《汽车安全与节能学报》 北大核心 2025年第1期97-106,共10页
直线增程系统是自由活塞发动机与直线电机直接耦合而成的新型高效、高功率密度能量转换系统,为了合理匹配系统电磁负荷,提升系统运行稳定性,该文研究了相应设计参数下系统稳定运行负荷极限,确定了不同电磁负荷下系统运行特性。利用MATLA... 直线增程系统是自由活塞发动机与直线电机直接耦合而成的新型高效、高功率密度能量转换系统,为了合理匹配系统电磁负荷,提升系统运行稳定性,该文研究了相应设计参数下系统稳定运行负荷极限,确定了不同电磁负荷下系统运行特性。利用MATLAB/Simulink建立了系统热动力学耦合仿真模型,确定系统负荷极限范围,得到了负荷极限范围内随着负荷的改变系统运行特性和性能特性的变化规律。结果表明:负荷对于系统运行特性有着决定性作用,当负荷从392增大到538N/(m·s^(-1)),系统运行频率从39.6减小到30.6 Hz,运行压缩比从15.0降低到6.0,指示热效率从41.4%降低到31.1%,系统输出功率从9.2 kW降低到5.3 kW,指示燃油消耗率由197.6 g/kWh增大到263.0 g/kWh。 展开更多
关键词 发动机控制 直线增程系统 混合动力 多燃料发动机 负荷特性
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基于飞联网运行的航空器多速度差跟驰模型 被引量：1
15
作者 王莉莉 赵云飞 郭微萌 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第6期1873-1881,共9页
为提高空中交通流的稳定性,基于飞联网运行特性研究了考虑偏移的航空器多速度差跟驰模型。为定量描述航空器间的偏移对跟驰行为的影响,引入偏移阻碍作用,建立偏移与前导航空器速度的关系,将跟驰模型扩展到三维模式;考虑飞联网环境下的... 为提高空中交通流的稳定性,基于飞联网运行特性研究了考虑偏移的航空器多速度差跟驰模型。为定量描述航空器间的偏移对跟驰行为的影响,引入偏移阻碍作用,建立偏移与前导航空器速度的关系,将跟驰模型扩展到三维模式;考虑飞联网环境下的多航空器信息交互模式,构建航空器多速度差跟驰模型,并应用稳定性分析方法,推导所提模型稳定性判别条件,计算稳态通行能力;在对模型进行参数标定的基础上,以考虑3架前导航空器的多速度差跟驰模型为例,设计数值仿真实验。结果表明:阻碍作用随偏移量的增大而减小,在相同偏移量情况下,重型机的阻碍作用最大,轻型机最小;所提模型相比传统模型具备更优的稳定域,且考虑前导航空器数量越多、权重系数越大,所提模型的稳定性越好;相同取值条件下,所提模型的燃油消耗系数均低于传统模型,当敏感系数取1 s^(-1)时,燃油消耗系数降低27.12%。数值仿真表明航空器多速度差跟驰模型有利于提高空中交通流的稳定性,降低燃油消耗。 展开更多
关键词 飞联网 多速度差 跟驰模型 稳定性分析 通行能力 燃油消耗
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多环燃料共振计算方法研究及验证
16
作者 曹璐 刘宙宇 +5 位作者 王立鹏 姜夺玉 胡田亮 郭树伟 黄海龙 曹良志 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第10期73-83,共11页
针对多环燃料精确共振计算的难题,提出并建立了基于全局局部耦合的多环燃料共振计算方法,其中局部计算中采用超细群方法求解共振核素有效自屏截面。采用多环燃料组件问题对该共振计算方法的精度、效率进行了评估,并进一步将该方法应用... 针对多环燃料精确共振计算的难题,提出并建立了基于全局局部耦合的多环燃料共振计算方法,其中局部计算中采用超细群方法求解共振核素有效自屏截面。采用多环燃料组件问题对该共振计算方法的精度、效率进行了评估,并进一步将该方法应用于高通量工程试验堆二维和三维全堆芯问题分析中。结果表明:基于全局局部耦合的多环燃料共振计算方法在精度和效率上都比传统子群方法更好;采用全局局部耦合的多环燃料共振计算方法模拟全堆芯问题中,特征值、功率分布均与参考解吻合较好。 展开更多
关键词 NECP-X 多环燃料 共振计算 高通量工程试验堆 全堆芯分析
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基于双层优化的分布式混合动力拖拉机能量管理策略 被引量：3
17
作者 朱明杰 武秀恒 +3 位作者 宋正河 谢斌 温昌凯 陈硕 《智能化农业装备学报(中英文)》 2025年第3期1-10,共10页
拖拉机作为现代农业生产的核心动力装备,其生产效率的提高对推动我国农业可持续发展有着至关重要的作用。在拖拉机犁耕作业过程中,作业条件的复杂多变导致牵引阻力的频繁变化,使拖拉机难以维持高效节能的运行状态。分布式混合动力拖拉机... 拖拉机作为现代农业生产的核心动力装备,其生产效率的提高对推动我国农业可持续发展有着至关重要的作用。在拖拉机犁耕作业过程中,作业条件的复杂多变导致牵引阻力的频繁变化,使拖拉机难以维持高效节能的运行状态。分布式混合动力拖拉机(DHET)借助其独特的动力架构将动力源输出协同分配至前、后驱动桥,结合分布式和混合驱动模式的技术优势有效提升了牵引性能。为进一步提高整机能效,提出一种基于等效最小燃油(ECMS)与系统动态约束的双层能耗优化能量管理策略。该策略将能量管理建模为多目标优化问题,构建系统动态性能指标与燃油经济性的综合评价体系,旨在有效应对犁耕作业过程中牵引阻力的频繁波动导致的动力系统能耗损失,在满足系统约束的前提下最小化动态和经济性能指标。为验证所提策略的有效性,通过硬件在环试验进行仿真验证,将所提出的基于双层优化的策略与基于ECMS的能量管理策略进行系统性的对比分析。其试验结果表明,相较于基于固定等效因子的ECMS的策略,基于双层优化的策略使发动机和电机的工作点得以显著优化;在给定的仿真工况下两种策略的油耗分别达到1134.52 mL和1267.22 mL,总燃油消耗减少10.47%,有效提升混合动力拖拉机燃油经济性,为混合动力拖拉机的能量管理研究提供理论支持和技术指导。 展开更多
关键词 等效最小燃油 能量管理 分布式混动拖拉机 燃油经济性 多目标优化 硬件在环测试
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工况约束的燃料电池多堆系统寿命优化方法
18
作者 焦道宽 马继成 +2 位作者 侯永平 张妍懿 郝冬 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第8期1625-1631,共7页
本研究针对重型交通或大功率燃料电池多堆系统能量分配控制问题,通过获得燃料电池堆正常运行工况谱下寿命预测情况及各电流密度工况点下预期寿命情况,对多堆燃料电池系统采用功率不均匀分配进行寿命优化.利用运行工况对燃料电池系统内... 本研究针对重型交通或大功率燃料电池多堆系统能量分配控制问题,通过获得燃料电池堆正常运行工况谱下寿命预测情况及各电流密度工况点下预期寿命情况,对多堆燃料电池系统采用功率不均匀分配进行寿命优化.利用运行工况对燃料电池系统内在健康状态的影响规律,考虑单堆系统单一运行工况的唯一性,利用功率约束、衰减速率约束和多堆间衰减偏差约束将传统多堆系统单一运行工况拓展至适应可调的多运行工况,避免多堆系统采用均匀分配下单堆性能衰减过快引起的整体系统寿命的大幅缩减.本研究对于提升燃料电池多堆燃料电池系统耐久性,指导燃料电池多堆系统控制策略具有重要的实践意义. 展开更多
关键词 燃料电池多堆系统 老化衰减 功率分配 控制策略
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燃料分层对多级旋流甲烷燃烧流场和火焰结构影响研究
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作者 张玮杰 何甲文 +5 位作者 张一鸣 李德立 胡光亚 蔡骁 王金华 黄佐华 《化工学报》 北大核心 2025年第4期1754-1764,共11页
利用粒子图像测速(PIV)、OH平面激光诱导荧光(OH-PLIF)和CH*化学发光等技术,测量了中心分级旋流燃烧流场、火焰结构和热释放分布,研究了燃料分层对甲烷分级燃烧特性影响规律。实验采用部分预混的甲烷/空气燃料,燃料分层通过调控分层比... 利用粒子图像测速(PIV)、OH平面激光诱导荧光(OH-PLIF)和CH*化学发光等技术,测量了中心分级旋流燃烧流场、火焰结构和热释放分布,研究了燃料分层对甲烷分级燃烧特性影响规律。实验采用部分预混的甲烷/空气燃料,燃料分层通过调控分层比和全局当量比实现。结果表明,低分层比下燃烧热膨胀使中心回流区(PRZ)沿径向扩张,分层比增加时PRZ可沿径向收缩。分层比增加时,值班级当量比提高、燃料消耗不足,剩余燃料输运至下游与主燃级过量空气反应,导致热释放区向下游迁移,同时在PRZ中也形成小热释放区。研究发现,低分层比下主燃级火焰依赖与值班级火焰融合维持稳定,而随分层比增加,台阶回流区(LRZ)燃烧对火焰稳定也起到关键作用。发现全局当量比与分层比作用相似,它强化燃料分层作用,使值班级混合区增大、燃烧减弱,但也可增强LRZ燃烧,使其对主燃级火焰稳定作用更显著。 展开更多
关键词 甲烷 多级燃烧 稳定性 燃料分层 粒子图像测速 火焰结构
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基于最小LCC的MFCS电堆分配方法
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作者 裴冯来 张岗 周苏 《电源学报》 北大核心 2025年第7期128-135,共8页
针对单堆燃料电池系统扩展到多堆燃料电池系统MFCS(multi-stack fuel cell system)时面临的电堆分配问题,提出1种基于最小全生命周期成本LCC(life-cycle cost)的MFCS电堆分配方法。首先建立以最小LCC为优化指标的MFCS电堆分配优化模型,... 针对单堆燃料电池系统扩展到多堆燃料电池系统MFCS(multi-stack fuel cell system)时面临的电堆分配问题,提出1种基于最小全生命周期成本LCC(life-cycle cost)的MFCS电堆分配方法。首先建立以最小LCC为优化指标的MFCS电堆分配优化模型,然后求解特定应用场景下的MFCS电堆分配结果并对最优电堆分配方案下的电堆需求功率分配策略进行分析,最后对优化得出的MFCS电堆分配方案在氢气使用成本上的优势进行分析,结果表明所提出的基于最小LCC的MFCS电堆分配方案和相应的电堆需求功率分配策略相对于传统的MFCS电堆平均分配方案和电堆需求功率平均分配策略具有更低的氢气使用成本。 展开更多
关键词 多堆燃料电池系统 电堆分配 全生命周期成本 数学优化
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