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真实山地地形条件下输电塔线体系风致响应数值模拟 被引量:10
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作者 刘孟龙 吕洪坤 +3 位作者 罗坤 汪明军 樊建人 池伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第24期232-239,共8页
以一段位于温州山地的输电线路为背景建立了塔线体系有限元模型,并根据当地高程数据构建了周边山地模型的结构化网格,使用计算流体力学方法研究了当地的风场特征,将风场结果耦合到塔线体系模型上进行了风致响应有限元分析。研究结果表明... 以一段位于温州山地的输电线路为背景建立了塔线体系有限元模型,并根据当地高程数据构建了周边山地模型的结构化网格,使用计算流体力学方法研究了当地的风场特征,将风场结果耦合到塔线体系模型上进行了风致响应有限元分析。研究结果表明:在复杂地形影响下,当地风速剖面表现出不同于相关规范中的指数分布特征;塔体两侧导线档距差和所受风荷载差别会直接影响塔体所受顺线向荷载,实际设计中应该减少高风速区域的线路档距和控制输电塔两侧档距差;根据规范参数简化考虑周边复杂地形会影响塔底剪力和塔体顺线向荷载等计算结果,其瞬态分析会高估塔体风振响应,因而工程分析中应重视周边地形的影响。 展开更多
关键词 山地地形 计算流体力学(CFD) 有限元分析 输电塔线 风致响应
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基于CMAQ与前馈神经网络的区域大气污染物浓度快速响应模型 被引量:10
2
作者 石佳超 罗坤 +4 位作者 樊建人 张峻溪 王晴 高翔 倪智振 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期4480-4489,共10页
建立大气污染可控源排放-复合污染水平的函数关系,实现给定排放情景下环境污染物浓度的实时响应,是大气污染物浓度预测与减排效果评估等的重要技术前提.本研究对污染物浓度影响因子变化空间进行拉丁超立方采样,使用CMAQ区域多尺度空气... 建立大气污染可控源排放-复合污染水平的函数关系,实现给定排放情景下环境污染物浓度的实时响应,是大气污染物浓度预测与减排效果评估等的重要技术前提.本研究对污染物浓度影响因子变化空间进行拉丁超立方采样,使用CMAQ区域多尺度空气质量模型的预测值作为输入数据,通过前馈神经网络模型构建基于统计机器学习的长三角区域污染物浓度快速响应模型.结果表明经过模型结构选择与参数调整,基于前馈神经网络的快速响应模型能够快速准确还原出不同减排情景下长三角区域PM_(2.5)浓度的预测值.外部验证情景下相关系数CORR达到0.999以上,MB与ME均值达到了-0.046μg·m^(-3)和0.6162μg·m^(-3),实现了比RSM更加快速与准确的预测,不同时段与不同污染物浓度的准确预测则验证了其普适性. 展开更多
关键词 CMAQ 拉丁超立方采样 前馈神经网络 快速响应 外部验证
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氨煤混合燃烧NO生成特性的实验研究 被引量:3
3
作者 蒋博宇 顾明言 +4 位作者 陈萍 王佩佩 花昌豪 樊建人 汪一 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第17期6746-6754,共9页
氨作为一种富氢无碳含氮燃料,与煤粉混合燃烧在有效降低煤电CO_(2)排放的同时,增加了NO的生成途径。为实现氨煤低氮燃烧,该文在氨煤混燃理论燃烧放热量固定的条件下,利用高温管式炉进行氨煤混合燃烧实验探究掺氨比(0%~10%)、温度(1000~1... 氨作为一种富氢无碳含氮燃料,与煤粉混合燃烧在有效降低煤电CO_(2)排放的同时,增加了NO的生成途径。为实现氨煤低氮燃烧,该文在氨煤混燃理论燃烧放热量固定的条件下,利用高温管式炉进行氨煤混合燃烧实验探究掺氨比(0%~10%)、温度(1000~1500℃)对氨煤共燃NO生成特性的影响。结果表明,氨的掺混能够促进NO的生成与单位质量燃料NO释放量,降低燃料N向NO的转化率。随着掺氨比升高,NO的释放量逐渐增加,在同一掺氨比工况下,随着温度的升高,NO的单位质量燃料释放量先增加后降低。掺氨比为0~2%时,燃料N到NO的转化率随温度的升高逐渐降低;掺氨比为4%~10%时,燃料N到NO的转化率随温度的升高呈先增加后降低的规律;在1200℃时,各工况下转化率达到峰值。结果可为氨煤混合燃烧N转化机理提供理论支撑。 展开更多
关键词 氨煤混燃 掺氨比 温度 NO 煤焦
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椎动脉内支架扩张的局部血流动力学研究
4
作者 陈妍璐 吴凡 +2 位作者 罗坤 樊建人 詹仁雅 《工程热物理学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期2741-2745,共5页
选取一例椎动脉起始部狭窄患者的术前CT图像,通过逆向建模方法得到术前几何并对其进行虚拟手术,获得具有不同支架扩张率(1.0、1.05和1.1)的介入治疗术后模型,采用计算流体力学方法获取虚拟支架植入术后椎动脉内血流动力学参数分布并分... 选取一例椎动脉起始部狭窄患者的术前CT图像,通过逆向建模方法得到术前几何并对其进行虚拟手术,获得具有不同支架扩张率(1.0、1.05和1.1)的介入治疗术后模型,采用计算流体力学方法获取虚拟支架植入术后椎动脉内血流动力学参数分布并分析支架扩张率对支架植入段的血流动力学影响。研究发现,椎动脉起始部的血流速度随着支架扩张率的增大明显减小,椎动脉出口流量随着支架扩张率的增加而增大。血流动力学参数表明支架植入段内高危区域(低TAWSS、高OSI和高RRT区域)集中出现在右侧。随着支架扩张率的增大,高危区域逐渐扩大并分为上下两部分,其中上部圆形区逐渐上移,下部条形区逐渐向右下侧扩散。研究结果可为此类手术的评价和优化提供血流动力学参考。 展开更多
关键词 支架扩张率 椎动脉狭窄 血流动力学 计算流体力学
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氧浓度对氨煤混燃高温还原区NH_(3)/煤焦/NO异相还原的影响
5
作者 陈萍 蒋博宇 +4 位作者 花昌豪 王佩佩 顾明言 樊建人 汪一 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3912-3919,共8页
在煤粉炉中掺入无碳燃料氨可有效降低火电CO_(2)排放,近几年引起了越来越多的关注。然而,氨混烧增加了NO_(x)生成途径,研究氨煤混烧过程高温还原区NO的还原机理对实现氨煤混燃低氮排放尤为关键。高温还原区并非无氧环境,探究还原区微氧... 在煤粉炉中掺入无碳燃料氨可有效降低火电CO_(2)排放,近几年引起了越来越多的关注。然而,氨混烧增加了NO_(x)生成途径,研究氨煤混烧过程高温还原区NO的还原机理对实现氨煤混燃低氮排放尤为关键。高温还原区并非无氧环境,探究还原区微氧对未燃氨耦合煤焦还原NO的影响机理十分必要。利用高温水平管式炉研究了O_(2)体积分数(0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)对NH_(3)/NO均相以及NH_(3)/煤焦/NO异相还原的影响机理,温度在1373~1773 K。研究结果表明,高温无氧环境下,随着温度升高,NH_(3)均相还原NO的效率增加;当温度高于1573 K时,NH_(3)均相还原NO随温度的升高略微降低,未燃氨对NO的最佳还原温度为1573 K。而煤焦的存在显著提高了高温下NH_(3)还原NO的效率,且将NO的最佳还原温度拓宽到1673 K,煤焦与NH_(3)对NO的还原表现为协同促进作用。相对于无氧条件,O_(2)体积分数在2.0%、温度不高于1500 K时,微氧促进了还原性自由基NH_(2)/NH的生成,对NH_(3)/NO的均相还原表现为促进作用;进一步升高温度,有利于体系内NH_(2)/NH的氧化,使得有氧条件下NH_(3)均相还原NO的效率低于无氧条件。NH_(3)/煤焦/NO的异相还原体系中,当温度不高于1473 K以及O_(2)体积分数不高于0.5%时,微氧条件下的NO异相还原效率高于无氧条件;但当O_(2)体积分数和温度的进一步提高,NHi与OH/O等氧化性自由基的氧化反应相较于NHi/煤焦还原NO过程的速率更快时,NH_(3)/煤焦/NO异相体系内NO的还原效率降低,表明存在促进高温还原区NH_(3)/煤焦异相还原NO的最佳O_(2)体积分数。 展开更多
关键词 氨煤混燃 微氧 NH_(3) 煤焦 NO
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基于动态尾流蜿蜒模型的风力机疲劳损伤评估
6
作者 穆延非 王强 +4 位作者 罗坤 樊建人 邱旭 刘鑫 闫姝 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期39-48,共10页
风电场尾流效应是影响下游风力机载荷的主要因素。选用美国可再生能源实验室(NREL)最新开源的多物理场耦合仿真软件工具——FAST.Farm,以某海上风电场为研究对象,量化评估了风电场前排、中间和后排风力机的尾流效应、载荷及疲劳损伤特... 风电场尾流效应是影响下游风力机载荷的主要因素。选用美国可再生能源实验室(NREL)最新开源的多物理场耦合仿真软件工具——FAST.Farm,以某海上风电场为研究对象,量化评估了风电场前排、中间和后排风力机的尾流效应、载荷及疲劳损伤特征。结果表明:沿流动方向,风电场内部呈现出风速依次降低,湍流强度依次增加的流动特征;随着来流风速提高,前排、中间、后排风力机的疲劳损伤增大;在较高来流风速条件下,中间位置风力机叶根处和塔基处的疲劳损伤成倍增加,且增加幅度明显高于前排和后排风力机,即疲劳损伤最严重的风力机位于风电场中间区域。建议风电前期开发及后期运维工作中,需要重点关注场区中间位置风力机的结构强度。 展开更多
关键词 FAST.Farm 动态尾流蜿蜒模型 风力机 雨流计数法 疲劳损伤
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伴随原位开窗的胸主动脉腔内修复术后血液两相流动数值模拟 被引量:3
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作者 乔永辉 罗坤 +2 位作者 樊建人 毛乐 竺挺 《中国科学院大学学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2020年第2期192-197,共6页
胸主动脉夹层是一种严重危及人类健康的心血管疾病,临床上的主要治疗方式为胸腔内修复术(TEVAR)。结合开窗技术的TEVAR(ISF-TEVAR)可用于治疗累及主动脉弓及其弓上分支血管的复杂病例。对一例主动脉夹层建立ISF-TEVAR术后的主动脉模型,... 胸主动脉夹层是一种严重危及人类健康的心血管疾病,临床上的主要治疗方式为胸腔内修复术(TEVAR)。结合开窗技术的TEVAR(ISF-TEVAR)可用于治疗累及主动脉弓及其弓上分支血管的复杂病例。对一例主动脉夹层建立ISF-TEVAR术后的主动脉模型,开展血液两相流动数值模拟。通过考察血流动力学参数,定量探究ISF-TEVAR手术疗效;同时通过虚拟手术,缩短开窗支架在主动脉弓部的伸出长度,分别构建"半伸出"和"无伸出"两例术后模型,对比探究开窗支架的伸出长度对术后血液流动的影响。结果表明,开窗支架伸出段对血液动力学参数有显著影响,适当缩短伸出段长度有助于提升手术疗效。 展开更多
关键词 主动脉夹层 胸主动脉腔内修复术 原位开窗 左锁骨下动脉 两相流
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基于中尺度WRF模式的海上风电场尾流影响评估 被引量:2
8
作者 穆延非 王强 +4 位作者 罗坤 樊建人 张波 史绍平 郭雨桐 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第S01期193-203,共11页
海上风电场群基地的规划设计需要准确、科学地评估风场间的尾流效应。以我国江苏省某300MW海上风电场为研究对象,采用耦合风电场参数化模型的中尺度天气研究与预报(weather research and forecasting,WRF)模式对海上风电场尾流效应影响... 海上风电场群基地的规划设计需要准确、科学地评估风场间的尾流效应。以我国江苏省某300MW海上风电场为研究对象,采用耦合风电场参数化模型的中尺度天气研究与预报(weather research and forecasting,WRF)模式对海上风电场尾流效应影响进行模拟研究。结果表明:WRF模式的计算结果与测风数据吻合较好,准确度满足海上风电前期风资源评估要求;进一步与海上风电场运行数据进行对比,分析了耦合风电场参数化模型的WRF模式计算结果偏高的原因;受上游风电场尾流的影响,下游风电场中心处的风速下降19.3%、尾流长度由14km增加至45km,且总功率下降13.7%。若将海上风电场内额定功率为4.2MW的风力机替换为20MW,一定程度上可减轻上游风场的尾流影响。 展开更多
关键词 海上风电场 尾流效应 中尺度 WRF模式 风电场参数化
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可压缩气固两相湍流的热力学脉动特性研究
9
作者 戴琪 罗坤 +2 位作者 樊建人 郭则庆 陈志华 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2389-2396,共8页
基于欧拉–拉格朗日点源方法,本文直接数值模拟研究了可压缩各向同性衰减湍流中惯性颗粒对热力学脉动特性的调制。颗粒粒径小于Kolmogorov长度,双向耦合用于颗粒与流体间的相互作用,初始湍流马赫数为1.2,Taylor雷诺数为120。模拟了3个... 基于欧拉–拉格朗日点源方法,本文直接数值模拟研究了可压缩各向同性衰减湍流中惯性颗粒对热力学脉动特性的调制。颗粒粒径小于Kolmogorov长度,双向耦合用于颗粒与流体间的相互作用,初始湍流马赫数为1.2,Taylor雷诺数为120。模拟了3个不同颗粒粒径的算例,并同单相流场进行对比。结果表明,颗粒的加入增强了平均压力和温度,且随着颗粒惯性的增大而变得更加显著。不过,热力学量的脉动都被颗粒所削弱,颗粒越大,削弱越强。此外,可压缩湍流中热力学脉动会偏离等熵过程,并在惯性颗粒作用下进一步增强。随着颗粒粒径的增大,等熵脉动的偏离在小尺度上逐渐增加,但在大尺度上却减小。 展开更多
关键词 可压缩湍流 气固两相流 热力学脉动 直接数值模拟
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双流化床生物质气化的三维全循环数值模拟 被引量:9
10
作者 孔大力 罗坤 +4 位作者 林俊杰 王帅 胡陈枢 李德波 樊建人 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期3167-3176,共10页
基于多相质点网格方法(multi-phase particle-in-cell,MP-PIC)对工业尺度的双流化床生物质气化过程进行了三维全循环数值模拟。其中,在拉格朗日框架下求解颗粒团运动,采用大涡模拟法(large-eddy simulation, LES)求解气相湍流,同时考虑... 基于多相质点网格方法(multi-phase particle-in-cell,MP-PIC)对工业尺度的双流化床生物质气化过程进行了三维全循环数值模拟。其中,在拉格朗日框架下求解颗粒团运动,采用大涡模拟法(large-eddy simulation, LES)求解气相湍流,同时考虑复杂的气固耦合以及生物质的热解、气化、均相/异相反应。首先,通过独立性检验确定了计算所需的最佳网格数与计算颗粒数,且模拟结果和实验结果对比良好。其次,揭示了流化床内生物质气化过程中的气固流动特性及气体组分分布规律,研究了床内温度、生物质粒径、曳力模型等因素对产物气体组分分布的影响。结果表明:温度升高,出口处的CO摩尔分数增加,而其余组分都减小;较小生物质粒径的气化效果要优于较大的生物质颗粒粒径;曳力模型对各产物气体组分的摩尔分数几乎无影响。 展开更多
关键词 MP-PIC 双流化床 生物质气化 数值模拟
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氨煤混燃过程中NH/煤焦/O_(2)异相体系N氧化的分子机理 被引量:2
11
作者 陈萍 王莹 +3 位作者 汪辉春 蒋博宇 顾明言 樊建人 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期1037-1046,共10页
为了实现双碳目标,降低煤电碳排放势在必行。无碳燃料氨与煤混烧被认为是降低火电碳排放的有效途径之一。而氨作为N源,增加了氨煤混燃NOx排放量升高的可能性,因此,深入研究氨煤混燃NO生成机理对实现氨煤混燃低碳低氮燃烧十分关键。采用... 为了实现双碳目标,降低煤电碳排放势在必行。无碳燃料氨与煤混烧被认为是降低火电碳排放的有效途径之一。而氨作为N源,增加了氨煤混燃NOx排放量升高的可能性,因此,深入研究氨煤混燃NO生成机理对实现氨煤混燃低碳低氮燃烧十分关键。采用量子化学方法探究了当NH3以NH形式存在时氨煤混燃N的氧化机理,并采用波函数分析NH和O_(2)在煤表面的吸附行为。计算结果表明,NH在C5表面吸附形成中间体IM1的过程为放热过程,放热量高达754.79 kJ/mol,且C原子为电子供体而失电子,NH为电子受体而得电子,促进C—N键键合。进一步探究O_(2)以不同方式吸附时NH/煤焦/O_(2)体系的反应机理,得出NH/煤焦/O_(2)共燃体系首先发生NH在煤焦表面的氧化,随后煤焦表面残余氧或体系中O_(2)将煤焦-N进一步氧化。NH/煤/O_(2)异相体系中NH通过不同反应路径生成氧化产物NO、NO_(2)和HNO,对应决速步能垒分别为120.67、323.37和193.50 kJ/mol,说明氨-N/煤-N生成NO的过程更易进行。动力学结果表明,各温度下生成NO的决速步速率明显高于NO_(2),且随着温度升高,生成NO的决速步速率与HNO的逐渐接近。NH氧化产物释放后,残留在煤焦表面氧进一步与C结合成CO释放,实现了共燃体系氨燃料中N和煤粉中C的氧化。随后煤焦-N与体系中O_(2)发生异相氧化,实现煤焦-N向NO的转化。在微观层面揭示了氨燃烧生成NO过程中重要过渡产物HNO形成的分子机理,明晰了另一氧化产物NO_(2)的生成路径,为发展氨煤的混合燃烧机理提供理论支撑和数据参考。 展开更多
关键词 氨煤混烧 NH 煤焦-N NO HNO
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氨煤混燃NO生成机理研究 被引量:2
12
作者 陈萍 花昌豪 +3 位作者 王佩佩 顾明言 蒋博宇 樊建人 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期51-58,共8页
以氨煤混燃为研究对象,研究了不同温度,不同掺氨比(氨气完全燃烧释放的热量在总热量中所占百分比)对NO生成特性的影响。研究结果表明:温度与掺氨比对NO体积分数有显著的影响,在温度为1000℃和1100℃工况下,氨气的加入会抑制NO的生成;随... 以氨煤混燃为研究对象,研究了不同温度,不同掺氨比(氨气完全燃烧释放的热量在总热量中所占百分比)对NO生成特性的影响。研究结果表明:温度与掺氨比对NO体积分数有显著的影响,在温度为1000℃和1100℃工况下,氨气的加入会抑制NO的生成;随着温度的升高,氨燃烧性能增强,促进了燃料-N到NO生成,使得温度在1200℃时,NO生成量随着掺氨比的增加而增大;当温度进一步升高至1300℃以上时,未燃氨协同煤焦对NO的还原作用增强,表现为NO生成量随掺氨比的增加呈现先增加后降低的规律;温度在1200℃时,单位质量燃料的NO释放量随着掺氨比的增加而增加;在研究的其他温度区间中,单位质量燃料的NO释放量随着掺氨比的增加而减少;煤粉燃烧中掺入氨气会大幅度降低燃料-N到NO的转化率,不同温度和不同掺氨比对燃料-N到NO转化率的影响不同。 展开更多
关键词 氨煤混燃 温度 掺氨比 燃料-N NO
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数据驱动的燃煤电厂脱硫系统多目标优化
13
作者 马永涛 邢江宽 +1 位作者 罗坤 樊建人 《能源工程》 2024年第1期1-12,共12页
本文利用某燃煤电厂湿法烟气脱硫系统的数据对比随机森林、极致梯度提升、支持向量回归、深度神经网络、长短时记忆神经网络五种模型的预测效果,结果显示长短时记忆神经网络的效果优于其它四种模型。基于该模型结合多目标粒子群优化算法... 本文利用某燃煤电厂湿法烟气脱硫系统的数据对比随机森林、极致梯度提升、支持向量回归、深度神经网络、长短时记忆神经网络五种模型的预测效果,结果显示长短时记忆神经网络的效果优于其它四种模型。基于该模型结合多目标粒子群优化算法,进一步对脱硫系统相关参数开展多目标优化,优化结果验证了本文提出的数据驱动的脱硫系统多目标优化模型的有效性。 展开更多
关键词 数据驱动 机器学习 脱硫系统 多目标粒子群优化
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壁面边界层附近高温圆柱绕流的直接数值模拟
14
作者 王凯越 王海鸥 +1 位作者 罗坤 樊建人 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1757-1762,共6页
本文使用直接数值模拟对等温和非等温条件下壁面附近的二维圆柱绕流进了研究。在层流条件下,讨论了间隙比G/D(G为圆柱下表面和壁面的距离,D为圆柱直径)以及传热对圆柱周围流场和圆柱受力的影响。当G/D=0.5时,圆柱下表面的涡脱落会受到... 本文使用直接数值模拟对等温和非等温条件下壁面附近的二维圆柱绕流进了研究。在层流条件下,讨论了间隙比G/D(G为圆柱下表面和壁面的距离,D为圆柱直径)以及传热对圆柱周围流场和圆柱受力的影响。当G/D=0.5时,圆柱下表面的涡脱落会受到壁面边界层抑制,在壁上形成一个较大的回流区。当G/D=1.0时,壁面回流区减小,圆柱下表面出现了涡脱落。当G/D=3.0时,流动与无壁面约束条件下的圆柱绕流相似。当圆柱温度高于流体温度时,平均升力系数减小,而曳力的振荡幅度有所增加。 展开更多
关键词 圆柱绕流 边界层 涡脱落 曳力 传热
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风电场功率预测的研究进展及发展趋势
15
作者 李根银 郁冶 +4 位作者 王异成 何嘉桦 王强 罗坤 樊建人 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期778-784,817,共8页
风电场功率预测可以有效地帮助平衡系统电力供应和负荷需求,从而降低风电功率波动性和不确定性对电力系统稳定性的影响.随着风电接入电力系统比例的增加,如何准确地预测风电场发电功率成为一大难点,将影响风电场并网运行.由此,系统总结... 风电场功率预测可以有效地帮助平衡系统电力供应和负荷需求,从而降低风电功率波动性和不确定性对电力系统稳定性的影响.随着风电接入电力系统比例的增加,如何准确地预测风电场发电功率成为一大难点,将影响风电场并网运行.由此,系统总结了近些年来国内外学者在风电场功率预测方面的研究进展.首先,以预测时间尺度、预测物理量、预测原理、预测特点为分类标准,对多种风电场功率预测方法进行了分类梳理,总结了各类预测方法的研究情况,阐述了其特点及应用场景,为预测模型的选择提供了参考.之后,从单点预测、概率预测、预测曲线的角度总结了预测效果的评价指标,并就评价指标的选择给出建议.最后,总结了当前风电场功率预测全过程遇到的影响预测准确性、实用性的关键因素,提出了未来风电场功率预测可能的发展趋势,为准确预测风电场功率及电网的稳定并网运行提供了参考. 展开更多
关键词 风电场 功率预测 评价指标 研究进展 发展趋势
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钙对氨煤混燃高温贫氧区NH协同煤焦还原NO影响机理 被引量:1
16
作者 汪辉春 陈萍 +3 位作者 顾明言 方瑶 王莹 樊建人 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期4607-4616,共10页
氨煤混燃可有效降低火力发电中CO_(2)排放,但氨作为N源与煤混烧时会增加NO_(x)排放,探究氨煤混燃过程中NO还原机理对实现氨煤混燃低氮排放非常必要。采用密度泛函理论探究氨煤混燃高温贫氧区内NO还原机理,进一步分析煤中重要矿物质钙对N... 氨煤混燃可有效降低火力发电中CO_(2)排放,但氨作为N源与煤混烧时会增加NO_(x)排放,探究氨煤混燃过程中NO还原机理对实现氨煤混燃低氮排放非常必要。采用密度泛函理论探究氨煤混燃高温贫氧区内NO还原机理,进一步分析煤中重要矿物质钙对NH_(3)协同煤焦还原NO的影响。理论计算结果表明,高温贫氧区内氨基/煤焦可将NO通过形成NNH、N_(2)O等重要过渡中间产物进而还原成N_(2),NH协同煤焦还原NO中NNH的形成需克服438.49 kJ/mol能垒,成为体系反应决速步。矿物质钙不利于NH和NO在煤焦表面吸附,降低二者在煤焦表面的吸附能约187.09 kJ/mol。煤焦表面顶部Ca存在下NH还原NO可通过生成中间产物NNH(路径1)和N_(2)O(路径2)2种路径实现,路径1决速步能垒为636.41 kJ/mol,较NH/煤焦/NO体系的决速步能垒高出197.92 kJ/mol;Ca参与下路径2中决速步N_(2)O自由基的形成需455.74 kJ/mol,较NH/煤焦/NO体系的决速步能垒高出17.25 kJ/mol,2条路径均表明金属矿物质钙抑制了NH/煤焦对NO的还原。Ca的存在增强了NNH基团与煤焦表面结合能,使得顶部钙催化作用下路径1较路径2抑制作用更强。采用过渡态理论计算了Ca参与前后NH/煤焦/NO体系决速步动力学参数,结果表明,顶部钙参与下NH协同煤焦还原NO的速率低于无钙参与体系NO的还原速率,且路径1中NH协同煤焦还原NO速率比路径2更低,确定了顶部钙催化作用下路径1较路径2抑制作用更强,动力学结果与热力学结果一致。 展开更多
关键词 氨煤混燃 煤焦 氨基 NO 矿物质钙
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液雾燃烧的全尺度直接数值模拟 被引量:5
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作者 邵长孝 柴敏 +2 位作者 王海鸥 罗坤 樊建人 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期379-383,共5页
针对雾化燃烧的模拟精度受雾化模型影响较大的问题,发展了一种适用于液雾燃烧的全尺度直接数值模拟方法,不需要采用雾化模型,而是直接求解雾化、蒸发和燃烧过程,其模拟的可靠性在Stefan问题和液滴燃烧两个算例中得到了检验验证.结果表明... 针对雾化燃烧的模拟精度受雾化模型影响较大的问题,发展了一种适用于液雾燃烧的全尺度直接数值模拟方法,不需要采用雾化模型,而是直接求解雾化、蒸发和燃烧过程,其模拟的可靠性在Stefan问题和液滴燃烧两个算例中得到了检验验证.结果表明:模拟结果与理论值和实验值吻合.该方法为下一步液雾湍流燃烧的高精度全尺度直接数值模拟研究提供了数值基础. 展开更多
关键词 直接数值模拟 全尺度 雾化 蒸发 燃烧
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coarse-grained CFD-DEM方法在不同流态流化床中的模拟验证 被引量:5
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作者 林俊杰 罗坤 +2 位作者 王帅 胡陈枢 樊建人 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1702-1712,共11页
传统CFD-DEM方法的计算量随着系统内颗粒数目的增加而显著增加,coarse-grained CFD-DEM(粗颗粒)方法将若干个真实颗粒打包成虚拟颗粒从而显著减小系统计算量。在coarse-grained CFD-DEM方法进行应用之前,对其进行广泛的验证是有必要的... 传统CFD-DEM方法的计算量随着系统内颗粒数目的增加而显著增加,coarse-grained CFD-DEM(粗颗粒)方法将若干个真实颗粒打包成虚拟颗粒从而显著减小系统计算量。在coarse-grained CFD-DEM方法进行应用之前,对其进行广泛的验证是有必要的。采用coarse-grained CFD-DEM方法模拟得到不同流态流化床的气固流动特征(固含率、压降、颗粒速度等),与传统CFD-DEM和实验测量吻合较好。另外,系统的计算效率随着粗颗粒放大系数的增加显著提升。研究表明,粗颗粒方法能够以较小的计算精度损失而使计算速度大幅提升,能够适用于大尺度稠密气固流动系统的模拟。 展开更多
关键词 coarse-grained方法 离散单元法 计算流体力学 流化床 气固两相流 计算效率
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Fe对高温还原区煤焦/NH_(3)还原NO的影响 被引量:3
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作者 陈萍 方瑶 +3 位作者 顾明言 蒋博宇 王佩佩 樊建人 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期72-80,共9页
利用高温管式炉实验系统,研究了高温还原性气氛下煤焦与矿物质Fe对氨气还原NO的影响,其中煤焦包含原煤焦、脱矿煤焦和浸渍铁煤焦三种。结果表明:在均相还原中NO还原效率随着氨氮体积比(V(NH_(3))∶V(NO))的增加而增加;1000℃~1300℃温... 利用高温管式炉实验系统,研究了高温还原性气氛下煤焦与矿物质Fe对氨气还原NO的影响,其中煤焦包含原煤焦、脱矿煤焦和浸渍铁煤焦三种。结果表明:在均相还原中NO还原效率随着氨氮体积比(V(NH_(3))∶V(NO))的增加而增加;1000℃~1300℃温度范围内,随着温度的升高,出口NO浓度显著降低,1400℃~1600℃温度范围内,出口NO浓度呈现先增加后降低的趋势;原煤焦参与NH_(3)异相还原NO反应中出口NO浓度较NH_(3)均相还原NO反应中出口NO浓度低,这是由于原煤焦协同NH_(3)促进NO的异相还原;相对于原煤焦而言,脱矿煤焦对NH_(3)还原NO的促进效果更显著,并且NH_(3)协同脱矿煤焦对NO异相还原的促进作用随着温度的升高而增强;浸渍铁煤焦对NH_(3)还原NO的过程表现为抑制作用,并且在1500℃下抑制作用更为明显,其原因为铁与氨基结合为含铁络合物,降低了体系用于还原NO的NH_(2)/NH自由基浓度。 展开更多
关键词 NH_(3) 煤焦 FE NO 高温还原区
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不同风向条件下输电塔风致响应数值模拟 被引量:4
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作者 吕洪坤 刘孟龙 +4 位作者 池伟 汪明军 罗坤 应明良 樊建人 《浙江电力》 2021年第2期7-13,共7页
以温州某输电线路为研究对象,根据实际参数分别建立了输电塔与塔线耦合体系有限元模型,研究了不同风向作用下结构风致响应特征,对比分析了塔线耦合作用和塔体两侧档距对各风向作用下输电塔风致响应的影响。结果表明:风向影响塔体各主材... 以温州某输电线路为研究对象,根据实际参数分别建立了输电塔与塔线耦合体系有限元模型,研究了不同风向作用下结构风致响应特征,对比分析了塔线耦合作用和塔体两侧档距对各风向作用下输电塔风致响应的影响。结果表明:风向影响塔体各主材轴力响应,其中顺风向最下游主材有着最大的轴力,应在设计时重点考虑;塔线耦合作用直接影响了塔体响应的最不利风向,且大档距使得最不利风向更加接近横线向;脉动风对塔体响应的动力放大效应在不同风向条件下有显著区别,而塔线耦合作用加大了风向对风振放大效应的影响;导线抑制了塔体响应的动力响应,并且导线档距越大,脉动风对响应的动力放大效应越弱。 展开更多
关键词 有限元分析 塔线体系 风向 档距 风振系数
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