天津大学学报杂志 统计源期刊

天津大学学报 2016年第11期杂志 文档列表

音速喷嘴内水蒸气自发凝结流动自激振荡和分歧现象1113-1120

摘要：气体在喷嘴中流动伴有很大的温降,会使其中的水蒸气发生凝结,并对其计量产生影响.针对音速喷嘴中过热水蒸气自发凝结流动产生的非稳态自激振荡和流动分歧现象,建立了考虑黏性的水蒸气自发凝结数值模型;根据凝结诱导的气动激波的振荡幅度将自激振荡分为3种不同的模式,其中模式Ⅲ的压力波动会波及喉部上方,且会出现非对称流动分歧现象,而模式Ⅰ中气动激波仅在平衡位置附近小幅度振荡;最后研究了自激振荡对喷嘴的质量流量的影响,并给出了相应的修正系数,最小值为0.988,需要加以重视.

基于截面电导信息的油水两相流相含率估计1121-1126

摘要：提出一种基于截面电导信息的油水两相流相含率估计方法,在对电阻层析成像系统测试数据特征进行降维的基础上,利用径向基函数神经网络建立流型辨识模型,并对每一种流型采用基于样本矩阵非线性变换的非线性偏最小二乘（NLPLS）法建立相含率估计模型.动态实验结果表明,所得的相含率估计绝对误差低于5%,.将本方法和不分流型的单模型方法及传统偏最小二乘方法进行对比,证明所提出的相含率估计方法能实现更准确的估计.

利用热式传感器测量环状流湿气含率1127-1131

摘要：为实现湿气两相流的在线不分离含气率测量,探究了湿气两相流的传热特性,设计一种新型热式传感器,并在天津大学中压湿气装置上进行了实验.实验涵盖了0.3-1.2,MPa之间的6个压力点,气相弗劳德数范围为0.5-2.7,湿气含率的变化范围为96.5%,-100%,,共对215个点进行了传感器测量特性的实验研究,引入了无量纲传热系数h^＋,并基于h^＋建立了体积含气率的模型,该模型平均误差为0.39%,,均方根误差为0.59%,.

陀螺仪在基于Hash结构的三维重建中的应用1132-1137

摘要：针对3D重建过程中出现深度相机突然运动,导致相机无法正确跟踪重建场景,提出了一种结合陀螺仪与基于Hash结构的Kinect Fusion 3D重建的方法.将陀螺仪得到的位姿与ICP算法得到的位姿通过扩展卡尔曼滤波器（EKF）数据融合,获得更加精确的位姿,改进了原始算法的3D重建效果.实验测试结果表明,该算法可以得到更加精确的系统位姿预测模型,在相机突然运动时仍然能够实现有效跟踪.

基于压缩感知的盲源信号分离检测方法1138-1143

摘要：接入电网的各种分布式电源、非线性负荷使得电能质量污染问题日益严重,对各种电能质量信号进行特征提取与正确分离是改善电能质量的切入点.针对电能质量信号的结构特点,构建了压缩感知电能质量信号分离模型,并针对该模型提出一种基于压缩感知的盲源信号分离检测算法CS-SCA（compressed sensing-sparse component analysis）.根据已有的电能质量信号理论知识,确定电能质量信号在频域的稀疏性,进而对信号预处理降噪.通过两步法解决预处理后电能质量观测信号的分离检测问题.第1步通过观测信号向量方向特性估计出电能质量源信号个数,并利用线性聚类估计混合矩阵;第2步采用压缩感知恢复算法分离得出电能质量源信号.通过实验验证,提出算法所分离出基波、各次谐波信号分离信干比均大于10,dB.

三相单芯电力电缆芯线等效阻抗和导纳参数计算方法1144-1150

摘要：含三相单芯电力电缆的高压交流系统继电保护整定及短路电流计算需要获得精确的电缆芯线等效阻抗和导纳参数.首先对考虑各导体层间互感和电容影响的三相单芯电力电缆阻抗及导纳矩阵特征进行了分析,针对电缆外导体层的不同接地方式给出了外导体层中电压电流的边界条件,在此基础上研究了导体层互感和电容的消去方法,提出了三相单芯高压电力电缆芯线等效阻抗和导纳的计算方法.针对三相单芯电缆的一点接地、两端接地、交叉互联接地3种常用接地方式搭建了PSCAD模型,并通过仿真验证了本算法的准确性.

基于改进序列运算理论的有源配电网概率潮流计算1151-1160

摘要：针对有源配电网中分布式电源出力的不确定性和相关性对系统潮流的影响,提出了一种基于改进序列运算理论的新型概率潮流算法.首先,采用多变量非参数核密度估计方法构建了一种计及日输出功率时序特性的分布式电源出力概率模型;其次,为了将分布式电源出力概率模型序列化,在多维序列理论的基础上,提出了改进的相关性概率序列运算方法,并与传统的线性化潮流计算方法相结合,求得系统潮流的概率分布信息;最后,针对上述所提理论和方法,采用改进的33节点配电系统进行仿真验证,仿真结果表明,所提方法具有较高的计算精度和较快的计算速度.

轴向通风永磁同步电机三维热网络模型1161-1166

摘要：轴向通风电机中的冷却介质存在温差,直接影响电机的温度场分布.针对这一问题,建立了轴向通风永磁同步电机中冷却气流的数学模型,并与永磁同步电机本体结构的热网络模型相结合,构建了整体三维热网络模型.建立了描述导纳矩阵、网络节点温度、冷却气流温度之间关系的节点方程,得到了轴向非对称的温度分布,克服了传统T型网络法的不足.运用有限元软件进行流体场和温度场的耦合仿真,对比两者得出的温度值,证实了该三维热网络模型的可行性.

计及运行成本的主动配电网电压潮流联合控制1167-1174

摘要：针对分布式电源大量并网所产生的节点电压以及线路潮流越限问题,设计开发了计及运行成本的主动配电网电压潮流联合控制系统,研究了节点电压与线路潮流控制策略以及控制策略之间的相互影响.通过对真实配电系统仿真发现,应用案例推理以及约束满足方法对节点电压以及线路潮流进行联合控制,可有效约束节点电压与线路潮流,在提高分布式电源接入率的同时,降低运行成本,优化了整体配电网运行.

电磁脉冲探头校准系统1175-1180

摘要：面向电磁脉冲探头准确计量的需求,设计了一套基于标准场法的电磁脉冲探头校准系统,从时域激励信号的傅氏分析出发,分析了系统的频域特性,通过仿真实验确定了场强幅度均匀的校准区,研究了电磁脉冲探头硬件积分和软件积分校准方法,并采用此校准系统分别对D-dot探头和光电探头进行重复性和线性度实验,实验结果表明校准系统重复性优于2.8%,,能够有效地解决电磁脉冲探头量值溯源问题.

柴油机余热回收筒式温差发电器的结构优化1181-1186

摘要：针对一款适用于大功率车用柴油机的筒式温差发电装置提出优化方案,该方案基于对热端集热器、温差发电模块及柴油机的仿真模拟的综合评价,包括Fluent对于温差发电器冷热端温度场、内部流场和背压的仿真,Matlab对于温差发电器发电计算,以及GT-Power对于背压引起的柴油机功率损失计算.针对原结构中存在换热效果不理想的问题,提出加装不同尺寸导流装置来强化换热,可使整体性能大幅提升.本研究中,当采用60,mm导流装置时,系统净输出功率取得最大,达到651.1,W,较原系统436.5,W提高了49.2%,.

Atkinson循环发动机进气系统匹配优化模拟与试验1187-1194

摘要：运用GT-Power建立发动机计算模型,研究气门型线、进气歧管形式对1.5L Atkinson循环发动机经济性和动力性的影响;运用CFD软件AVL-Fire对不同燃烧室形式下的燃烧过程进行模拟研究,并通过台架试验数据进行验证.研究结果表明：最佳进气持续期为240°CA,气门最大升程为8,mm.此时,长度为300mm的侧面进气的进气歧管与改进的燃烧室匹配,在研究转速范围内,最低油耗比原机降低了7.23-8.31g/（k W·h）,且低油耗区范围明显扩大;长度为100mm的中间进气形式歧管的最低油耗比原机降低了6.21-9.19g/（k W·h）,低油耗区范围也有明显扩大;两种形式的进气歧管皆可以满足降低油耗的需求,需根据发动机实际布置情况进行选择.

壁温和机油油膜对喷雾撞壁后发展的影响1195-1202

摘要：为研究壁面温度和机油油膜对缸内直喷汽油（GDI）发动机喷雾撞壁后发展的影响,运用阴影法成像系统和相位多普勒激光测试系统（PDA）对喷雾撞壁后反弹高度、扩散距离以及特征点的粒径粒速做了试验研究.结果表明：壁温的升高或机油油膜的存在对喷雾撞壁后反弹和扩散起明显的促进作用.但是,当壁面达到莱顿弗罗斯特效应温度后,撞壁喷雾的反弹高度和扩散距离又开始减小.壁温的升高或机油油膜的存在,都会使喷雾轴线测点处法向速度向上的液滴比例增加,且喷雾边缘测点处液滴的切向平均速度明显增大.壁温的升高使喷雾撞壁后液滴的粒径分布向更小粒径的方向偏移,液滴粒径的算术平均值减小,但100,？m以上＂超大液滴＂的出现使轴线测点处液滴的索特平均直径增大.机油油膜的存在使喷雾撞壁后液滴粒径的算术平均值减小,但索特平均直径增大.

分组激振旋转超声电机弹性振动分析1203-1208

摘要：为解决电机受传统时空相位限制的这一难题,针对超声电机的激振问题,采用能量方法建立了定子弹性动力学模型.应用解析方法研究了压电片的分组对称拓扑对弹性振动特性的影响,揭示了拓扑结构与行波及驻波之间的映射关系,得到了产生行波的一般条件.结果表明：采用满足该映射关系的工作波数、压电片个数及其分组可生成期望的波动响应;该映射关系提供了保证振幅最大的压电片最优分组方式.研究结果有利于优化激振方式,提高超声定子的激振效率.

电容式微超声换能器等效电路模型与阵元优化1209-1215

摘要：针对电容式微超声换能器（CMUT）建立了非线性等效电路模型.以声源表面运动方程为理论基础,将CMUT的声学、力学参数等效成电学元器件,分别建立CMUT单振膜与多振膜阵元的等效电路模型,分析多振膜阵元中振膜间的声场干扰,计算了振膜的辐射阻抗;并且在模型中构造了辐射阻抗等效RLC电路.利用SPICE软件对CMUT的等效电路模型进行仿真分析,得出了CMUT振膜的振动位移幅值频域响应;通过多普勒测振系统测量多膜CMUT阵元中不同位置振膜的频率响应,验证了所建立模型的正确性.利用该非线性等效电路模型,对2×2、3×3与4×4这3种方形排布的CMUT阵元进行优化设计,得到了3种规模阵元振膜的最佳间距分别为230μm、160μm与130μm.

惯性加速度辅助卫星接收机跟踪环路算法1216-1223

摘要：针对卫星接收机在强干扰高动态环境难以定位导航的问题,提出了基于惯性加速度辅助卫星跟踪环路算法,通过惯性加速度估算环路多普勒频移变化率,压缩了环路需承载的动态性,从而减少环路等效噪声带宽,降低了跟踪环路带内干扰,提高卫星接收机抗干扰能力.对所提算法的普适性、动态性、抗干扰性以及惯导估算误差影响等方面进行了仿真评估,仿真结果验证了算法的正确性,同时证明所提算法相比传统算法动态性大大提升,抗干扰能力提升5-8,d B,可以容忍较大惯导辅助信息误差,为算法工程化奠定了基础.