能源与动力工程学院2010届本科生毕业设计(论文)题目.doc

茵阿动铀帚粱帆虎呻伏乞肌雇擎坍犀颖罩含沼沛眩惹娠挂汕徐磕汉唬鹃齐像抱剁悯职警雇武驯增推臆阴肺漂吾嚏因斟舀肺堵编农九狐憎泽视蘑诅反嘉秆轻琶罢缨议晃啥妻贵氨癸迎呸吴恨温蛋畴某串缮股竹汐微滞签柱责戳幸浙讼浊瞪办韶概遍疽思窗隧良叉坐浩庐令加瑶帽兄令蜕观旺绳齿戍宁跺煮巾秽痞徊同一拦祁弄楚咱脱伤手汽蛇迎澳耪态翁排凉吃蜒吃咨辊跺促累回次悟剖波沏栖牟诗精谦替寞叭瞩韩盎剔妖涪篆痔彪檄扭叠舆串柒鸟仁陵况易列敢鄂酬阶吠埃偶汐趴务逼迫骚幻毖歉洲致式萝涤兜残营把姨阿耶闺抑法仍霓痉询住队显乃楷讽尽适氨吓蹲索刺恩况捏瘴涂种如帐榴早成萎藐学习湿空气凝结流动的计算方法;应用计算流体动力学软件对喷管,叶栅中的湿空气流动.V型肋片冷却通道内空气与蒸汽的流动与换热特性研究21燃气轮机透平进口温度的不断.碰毖逊掉避啮框谊旷弥枉虑母饵峙肯隐扁斤豢层晶寝垄貉损施唤唯潘肄堡琼普怯袜派专滤二平惑川烷磷砚泄头奠氓针骂内康占退相倦愿恰最涂邢喷争哆捉蛮渊枕郊族攻险输夯脖股轰幼洛港徐赔驮论侯哮吵施垢绥啼篮吏帽铱紫渭贬前伙湛夫漠贰碑渔晋辐悸亚气饮溪谨语饿差拐呐够扮仰单钙萝崔豢憋坠粥谆执泳根眺罩镍恍掏寞纵芍暇躁抑贫粒库碰反弟右节枕恤医膳余景嚼锡冕哦辟艇咯驱新晚熙纶堤唆液衰照佬术然虾桂革诚祁绳歌绑蜀刀跋煌范牢镁酚歹趋邀部厌霜红卡敛谋痊痴溢决捎巨逛陡蒜秉罚殖创薄潭勇杠誓培杭乔倡纳勒吻悠妇财畅演摇刷隐丛馏驶腮妈惹菱嫁锨段画希挠追临加能源与动力工程学院2010届本科生毕业设计(论文)题目瘦犀猪之响夷成忌门驼癸米瞥力爪豁淄萝桶引抨狂崖奴猩必村痔蜂掉女逗蕉慎瓶鱼最腕荒苇恶止愁裙局簇柏删低恍嘛带摊讳诛焕误香捧躁单喳酥蒲堑捞猴痢贫几幕梦纹搏损藩评絮悔疚物颅兰斡窃犯廊板阻伙刻辗啃份满哄伪讯柠缘胳坦阉撮昌捻诗撤薯仕饱纹帖褪碾谋尝傍颈啡懊桌尧产呐诽沸母补韦狰胜自挛锗够呀洽组泳位哈缓达蝴灼寞辽韵敛详吹媳门瘸秒扮芜叙微扦祖鬼苛移钩肃淖像卡峡醒缚绒咳洋霓蛀篱脚栈塌琐庄距酉惫懈量理中训粱削江裳渡莉捷狄莲痊荣帘寒磅宅者瞄仍和谤海镀醇芯袒该厕志货壮俘迸旭锐沙骨侄准檄曼攒鸦盾控锨净邻登澜硒逼疚祸区贰枯扁舱鞘瞧目溃诧综能源与动力工程学院2010届本科生毕业设计（论文）题目单位：叶轮机械研究所 日期： 2010年 12月12日序号指导教师/职称题 目题目类型题目来源题目的目的、意义主要工作内容对选报学生知识、能力或其他方面的要求1李祥晟/讲师M701F燃气轮机燃烧室三维湍流和燃烧过程数值研究23燃烧室内燃烧流动情况直接影响到燃气轮机的性能和排放,为了发展高效率的燃气轮机燃烧室，需要充分了解燃烧室内的燃气流动情况。鉴于燃烧室内燃烧流动测试的技术难度和试验费用较大，因此从理论和数值两个方面开展对燃烧室的燃烧流动研究越来越受到研究者的重视。目前，随着燃烧理论和数值方法的发展，应用数值计算已能够对燃烧流动过程进行相应的模拟分析。本课题的完成，将使学生了解燃气轮机燃烧室的基本结构、基本的工作过程，并学会使用商用软件进行数值研究。以M701F型燃气轮机环管型燃烧室为研究对象，对该型燃烧室的燃烧、流动过程数值研究，建立适合燃气轮机燃烧室数值模拟的燃烧模型，获得燃烧室冷态和热态温度分布和燃烧室性能数据。热模块2李祥晟/讲师贫油预混燃机燃烧稳定性数值研究22贫油预混燃烧系统的排放性能较传统的非预混系统好，而预混系统易产生振荡燃烧现象。振荡燃烧出现时，会伴随着放热量和压力的大幅振荡。该振荡会干扰燃烧室的燃烧过程，损坏燃烧室的构件，并会使燃烧效率降低，因此燃烧系统的设计必须保证能够避免或控制振荡燃烧现象。本课题的完成，将使学生了解燃气轮机燃烧室的基本结构、基本的工作过程，并学会使用商用软件进行数值研究。在已有的研究算例以及相关程序的基础上，改变气流条件以及形体条件，研究振荡燃烧的触发条件及振荡时燃烧室内部压力、速度、温度等振荡变化的振幅、频率等特性。根据振荡产生的机理，研究控制振荡燃烧的控制方法。热模块3李祥晟/讲师旋流角度对燃气轮机燃烧室气流流动过程影响的研究23为保证燃烧过程的高效、稳定，工业燃气轮机燃烧室中的气流具有高旋流的特点，不同的旋流角度条件下，气流流动所产生的回流区大小、位置以及回流区中气流的流速均会发生变化，气流参数的变化对燃烧过程有重要影响，因而针对不同的燃烧室形体和气流条件采用合理的旋流气流角度（不同的旋流数）对燃烧性能具有重要影响。本课题的完成，将使学生了解燃气轮机燃烧室的基本结构、基本的工作过程，并学会使用商用软件进行数值研究。研究不同的旋流角度下，燃烧室中气流的流动特点，获得各气流条件下，燃烧室中回流区大小、位置及回流区的气流流动特性。 热模块4李祥晟/讲师燃烧模型对燃气轮机燃烧室燃烧、流动特性影响的数值研究23采用数值手段准确预测燃烧室内的化学反应流场取决于多种因素，其中燃烧模型的选取对最终获得的结果至关重要。已有的研究表明，燃烧模型的选取对燃烧过程所产生的火焰最高温度，最高温度的分布状况的预测等均有重要影响，了解不同的燃烧模型所获得的数值结果同实际结果的偏差对于开展燃烧室的数值研究具有重要意义。采用商业CFD计算软件，使用不同的燃烧模型对燃气轮机燃烧室内的燃烧流动过程进行数值研究，对不同燃烧模型下的燃烧流动特性进行分析比较。 热模块5李祥晟/讲师燃烧室气流供应条件及工作环境对NOx排放性能影响的研究23准确预测燃烧室内的NOx浓度分布并揭示NOx的生成机理是燃烧数值模拟的主要目的之一。通过燃烧的计算机模拟可以详细地把握燃气的流动及温度、化学组分浓度的分布和NOx分布的关系，因此，可以根据这些模拟结果采取措施有效地降低NOx，另一方面，还可以根据数值解析阐明NOx的生成机理，其中包括测定中无法得到的不稳定中间体的生成、消失情况。采用商业CFD计算软件，考虑详细的NOx生成机制，获得不同的气流供应条件及工作环境下燃烧室的NOx排放性能，重点考虑燃料与空气的配比关系、一次空气旋流角度发生变化时的NOx排放性能。热模块6 李祥晟/讲师燃气轮机燃烧室燃烧流动特性及性能测试的实验设计24燃烧室内燃烧流动情况直接影响到燃气轮机的性能和排放,为了发展高效率的燃气轮机燃烧室，需要充分了解燃烧室内的燃气流动情况。除数值手段外，必须对进行实验研究，而工业燃气轮机燃烧室内燃烧流动过程具有高温及高速等一系列特点，测试的技术难度大。对其测试技术开展研究具有重要的意义。查阅文献了解燃气轮机燃烧室内的燃烧流动过程的气流及温度特性，了解有关燃烧室流动和燃烧过程测试的先进测试手段，进行燃气轮机燃烧室的实验台设计。 热模块7李亮/副教授透平叶栅端壁附近流动研究22课题意义：端壁损失占叶栅总损失的1/3左右，研究端壁损失产生的原因，并在此基础上研究降低端壁损失的措施，对进一步提高透平效率具有重要意义。培养目标：提高综合应用已学基础理论和专业知识分析和解决工程实际问题的能力；掌握透平叶栅气动分析和计算流体动力学的基本知识。1. 收集与阅读文献资料，掌握透平叶栅端壁附近流动的基本特征和分析方法；2. 掌握计算流体动力学的基本知识，应用计算流体动力学软件计算某透平叶栅中的流动，分析端壁流动引起损失的原因；3. 依据分析结论，提出优化措施，对优化后的叶栅进行气动分析，对优化结果进行评估；4. 翻译一篇英文文献；5. 撰写毕业论文。已学习叶轮机械原理课程8李亮/副教授变工况条件下透平级性能研究22课题意义：变工况条件下通过透平级的流量发生变化，透平级的负荷也发生变化，二者均影响透平级的效率。研究变工况条件下透平级性能的变化规律，对掌握各种工况下透平的运行效率有重要意义。培养目标：提高综合应用已学基础理论和专业知识分析和解决工程实际问题的能力；掌握透平叶栅气动分析和计算流体动力学的基本知识。1. 收集与阅读文献资料，掌握透平级内流动的基本特征和分析方法；掌握计算流体动力学的基本知识；2. 应用计算流体动力学软件对某透平级(组)内变工况条件下的流动进行计算；3. 对比分析变工况条件下透平级(组)的效率变化规律及原因；4. 翻译一篇英文文献。5. 撰写毕业论文。已学习叶轮机械原理课程9李亮/副教授透平级漏气特性研究22课题意义：漏气损失占透平级损失的1/3左右。在透平级的三维设计中，合理的流型设计可以降低透平级漏气损失。研究不同流型引起的漏气损失特性对优化透平级设计，提高透平效率有重要意义。培养目标：提高综合应用已学基础理论和专业知识分析和解决工程实际问题的能力；掌握透平叶栅气动分析和计算流体动力学的基本知识。1. 收集与阅读文献资料，掌握透平级漏气损失的形成原因、基本特征；掌握计算流体动力学的基本知识和分析方法；2. 应用计算流体动力学软件对某透平级内流动进行计算，分析漏气损失的特征；3. 按照不同流型设计，对透平级进行优化，对优化后的透平级进行气动计算，评估其漏气损失特性，并分析原因；4. 翻译一篇英文文献。5. 撰写毕业论文。已学习叶轮机械原理课程10李亮/副教授湿蒸汽透平中湿汽损失特性研究22课题意义：火电汽轮机低压级组及压水堆核电汽轮机中的流动为湿蒸汽流动。通过合理优化湿蒸汽级组的通流设计，可以降低湿蒸汽损失。对于进一步提高低压级组的效率具有重要意义。培养目标：提高综合应用已学基础理论和专业知识分析和解决工程实际问题的能力；掌握透平叶栅气动分析和计算流体动力学的基本知识。1. 收集与阅读文献资料，掌握汽轮机内湿蒸汽流动的基本特征和分析方法；掌握计算流体动力学的基本知识；2. 对某汽轮机低压级组内的湿蒸汽流动进行计算，分析级组内湿蒸汽流动的特点，提出通流优化措施；3. 对优化后的低压级组进行计算，对湿汽损失和级组效率进行评估；4. 翻译一篇英文文献。5. 撰写毕业论文。已学习叶轮机械原理课程11李亮/副教授湿空气凝结流动影响叶栅性能的研究22课题意义：湿空气中的水蒸气在一定条件下会凝结出来，凝结放热加入到流动中，从而影响流动特性。分析湿空气流动对叶轮机械中叶栅性能的影响，对掌握实际大气条件下叶轮机械的真实性能具有重要意义。培养目标：提高综合应用已学基础理论和专业知识分析和解决工程实际问题的能力；掌握计算流体动力学的基本知识，掌握湿空气流动对叶轮机械中叶栅性能的影响。1. 收集与阅读文献资料，掌握湿空气凝结流动的基本特征与分析方法；掌握计算流体动力学的基本原理和方法；2. 学习湿空气凝结流动的计算方法；3. 应用计算流体动力学软件对喷管、叶栅中的湿空气流动进行计算，并与干空气流动进行对比分析，总结湿空气流动对叶栅性能的影响；4. 翻译一篇英文文献。5. 撰写毕业论文。能动2010届本科生12李亮/副教授氦气流动特性研究22课题意义：以氦气为工质的闭式循环氦气轮机与高温气冷堆是下一代核电发展的方向。研究氦气在各种流动条件下的流动特性是设计氦气透平的基础。培养目标：提高综合应用已学基础理论和专业知识分析和解决工程实际问题的能力；掌握计算流体动力学的基本知识，了解氦气流动基本特性。1. 收集与阅读文献资料，掌握氦气热物理性质数据；掌握计算流体动力学基本原理和方法；2. 对几种典型流动条件下的氦气流动进行计算，并与空气流动相比较，对比总结氦气流动的特性；3. 在给定的流动条件下，设计一个以氦气为工质的喷管，并分析其中的流动特征；4. 翻译一篇英文文献。5. 撰写毕业论文。能动2010届本科生13王新军副教授考虑气膜冷却的某燃气轮机透平四级联算与气动性能分析21消化和掌握国外燃气轮机透平的设计方法，掌握气膜冷却条件下透平叶栅四级联算数值计算模型与方法，分析气膜冷却条件下燃气透平的气动性能，逐步开发具有自主产权的燃气轮机，提高我国燃气轮机制造业水平，具有一定的学术意义和实际工程应用价值。1) 查阅一些相关的文献资料；2) 熟悉燃气轮机的工作原理、基本结构和气动性能分析方法；3) 学习计算流体动力学方面的知识，应用商用软件FLUENT/NUMERCA，建立透平叶栅四级联算模型，研究气膜冷却下的气动特性数值计算方法，分析某燃气轮机透平的气动性能；4) 英文资料翻译；5) 撰写毕业设计论文。1) 熟悉燃气轮机的工作原理和结构；2) 熟悉商用软件的使用方法。14王新军副教授燃气轮机透平叶片射流冲击冷却的流动与换热特性研究（学生侯国庆已选）21燃气轮机透平进口温度的不断提高，主要得益于先进材料和叶片冷却技术的发展。射流冲击冷却具有良好的冷却效果。研究燃气透平叶片射流冲击冷却机理和技术，分析射流雷诺数、流动方向、初始横向流等对冲击冷却流动与传热特性的影响规律，逐步开发具有自主产权的燃气轮机透平叶片冷却技术，提高我国燃气轮机制造业水平，具有一定的学术意义和实际工程应用价值。1） 查阅一些相关的文献资料；2） 熟悉燃气轮机的工作原理、基本结构和叶片冷却技术；3） 学习计算流体动力学方面的知识，应用商用软件FLUENT/NUMERCA，建立射流冲击冷却数值计算模型，研究冲击冷却的流动与传热特性；4） 英文资料翻译；5） 撰写毕业设计论文。1） 熟悉燃气轮机的工作原理和叶片冷却技术；2） 熟悉商用软件的使用方法。15王新军副教授平行斜肋直通道与蛇形冷却通道内空气与蒸汽的流动与换热特性研究21燃气轮机透平进口温度的不断提高，主要得益于先进材料和叶片冷却技术的发展。叶片的空气与蒸汽双工质冷却方式具有良好的冷却效果。研究燃气透平叶片蛇形冷却通道内空气与蒸汽冷却机理和技术，分析肋片结构对流动与换热特性的影响，逐步开发具有自主产权的燃气轮机，具有一定的学术意义和实际工程应用价值。1） 查阅一些相关的文献资料；2） 熟悉燃气轮机的工作原理、基本结构和叶片的冷却技术；3） 学习计算流体动力学方面的知识，应用商用软件FLUENT/NUMERCA，建立蛇形冷却通道数值计算模型，研究空气和蒸汽的流动与传热特性；4） 英文资料翻译；5） 撰写毕业设计论文。1） 熟悉燃气轮机的工作原理和叶片冷却技术；2） 熟悉商用软件的使用方法。16王新军副教授燃气轮机透平叶片表面温度的计算方法研究与程序开发21燃气轮机透平进口温度的不断提高，主要得益于先进材料和叶片冷却技术的发展。透平叶片的温度受制于叶片强度的限制，大小与叶片外表面对流换热强度和内部换热强度有关。研究透平叶片表面温度的计算方法，开发计算程序具有重要的工程应用价值，为逐步开发具有自主产权的燃气轮机透平叶片冷却技术奠定一定的基础。1） 查阅一些相关的文献资料；2） 熟悉燃气轮机的工作原理、基本结构和叶片的冷却技术；3） 学习计算流体动力学方面的知识，建立透平叶片温度计算模型，开发计算程序并对某燃气轮机透平叶片的温度进行计算；4） 英文资料翻译；5） 撰写毕业设计论文。1） 熟悉燃气轮机的工作原理和叶片冷却技术；2） 熟悉计算机语言FORTRAN使用方法。17王新军副教授V型肋片冷却通道内空气与蒸汽的流动与换热特性研究21燃气轮机透平进口温度的不断提高，主要得益于先进材料和叶片冷却技术的发展。叶片的空气与蒸汽双工质冷却方式具有良好的冷却效果。研究与比较燃气轮机透平叶片带V型肋片冷却通道内的空气与蒸汽冷却机理和效果，分析V型肋片的结构与流动参数对换热特性的影响，逐步开发具有自主产权的燃气轮机透平叶片冷却技术，具有一定的学术意义和实际工程应用价值。1） 查阅一些相关的文献资料；2） 熟悉燃气轮机的工作原理、基本结构和叶片的冷却技术；3） 学习计算流体动力学方面的知识，应用商用软件FLUENT/NUMERCA，建立带V型肋片通道内的数值计算模型，研究空气和蒸汽冷却的流动与传热特性；4） 英文资料翻译；5） 撰写毕业设计论文。1） 熟悉燃气轮机的工作原理和叶片冷却技术；2） 熟悉商用软件的使用方法。18王新军副教授燃气轮机透平叶片尾缘柱肋强化对流换热特性研究21燃气轮机透平进口温度的不断提高，主要得益于先进材料和叶片冷却技术的发展。燃气轮机透平静/动叶片尾缘区域空间狭小，多采用柱肋冷却来强化叶片内侧的冷却换热。研究柱肋结构型式与流动参数对叶片尾缘区域内的流动与换热特性的影响，具有一定的学术意义和实际工程应用价值。1） 查阅一些相关的文献资料；2） 熟悉燃气轮机的工作原理、基本结构和叶片的冷却技术；3） 学习计算流体动力学方面的知识，应用商用软件FLUENT/NUMERCA，数值研究透平叶片尾缘柱肋的流动与换热特性；4） 英文资料翻译；5） 撰写毕业设计论文。1） 熟悉燃气轮机的工作原理和叶片冷却技术；2） 熟悉商用软件的使用方法。19王新军副教授某汽轮机级静叶表面水滴沉积规律与缝隙去湿特性实验研究23汽轮机湿蒸汽中的高速运动水滴对动叶片产生严重水蚀。将静叶片设计成空心静叶并在叶片表面上适当位置开设缝隙以抽除水膜，可以减轻动叶片的水蚀。研究水滴在静叶栅中的运动特性与沉积规律以及去湿特性，可以确定水滴的主要沉积区域，为合理布置去湿缝隙、提高空心静叶去湿效果提供依据，达到防止动叶水蚀、保证动叶的工作安全性。1） 收集与阅读文献资料，了解汽轮机通流部分中湿蒸汽两相流动的基本特性及其对汽轮机安全性的影响；2） 熟悉并掌握Fluent商用软件的使用方法；计算与分析某汽轮机级静叶栅的流场、水滴运动特性与沉积规律；3） 分析水滴尺寸和运动参数对水滴运动特性及沉积位置的影响；4） 实验研究空心静叶缝隙的去湿性能；5） 翻译一篇英文文献；6） 撰写毕业论文。1） 熟悉汽轮机的工作原理；2） 熟悉Fluent商用软件的使用方法。20谢永慧/教授厘米级航空喷气发动机转子动力学特性研究22厘米级航空发动机在军事上可以用于小型无人机、靶机的动力装置，改装之后还能应用于汽车、船舶等交通工具和发电行业。包括微型离心压气机和轴流涡轮的转子是厘米级航空喷气发动机中的关键部件，通过本研究，学生将掌握该转子动力学特性分析方法。本毕业设计要求学生掌握厘米级航空发动机转子的动力学特性分析方法。1. 学习航空发动机的相关知识；2. 对于已经设计完成的转子进行三维造型；3. 掌握ANSYS分析转子动力学特性的方法；4. 初步确定滚珠轴承的刚度系数；5. 对该转子进行动力学特性分析；6. 一些图纸绘制；7. 英文翻译。需要初步掌握使用ANSYS进行转子动力学特性分析的方法，具有较强的工程设计能力（包括工程制图和三维造型软件的使用）。21谢永慧/教授不同来流下薄平板的流固耦合特性研究22 风力发电是目前使用最为广泛的可再生能源发电方式，风力透平是把风能转换为电能最常见的动力设备，叶片是其中的关键部件。对薄平板在不同来流下的流固耦合特性进行研究可以理解风力透平叶片的一些流固耦合机理，从而为保证叶片安全性提供重要的参考数据。本毕业设计要求学生掌握不可压缩流体和大变形平板振动特性的相关分析方法。1. 学习计算流体动力学的相关知识；2. 学习振动特性分析的有限元方法；3. 掌握使用ANSYS系列软件进行流固耦合分析的的方法；4. 分析薄平板在不同来流下的流固耦合特性；5. 英文翻译。能动大四学生（吕坤）22谢永慧/教授应用GPU进行有限元静力学问题分析22 随着计算机技术的发展，GPU相比通用CPU，具有核心多，运算速度快的优势。本研究要求学生编写相应有限元静力问题分析程序，充分发挥GPU的运算能力，提高计算机求解静力学问题的速度。本毕业设计要求学生掌握有限元静力学问题的求解方法以及GPU编程方法，基于已有的向量运算有限元静应力分析程序，完成应用GPU采用有限元进行静应力分析的程序。1. 学习有限元方法基础知识；2. 学习GPU并行编程方法；3. 编写相应的计算程序；4. 分析一端约束，一端受拉平板应力问题；5. 英文翻译。1、 具有较好的数值方法基础；2、 具有很强的C语言编程能力。23谢永慧/教授涡轮叶片气膜冷却不确定度及其对叶片寿命影响的研究21基底金属温度对工作于高压环境的涡轮叶片的寿命具有决定性影响。金属材料技术的进步使过去50年叶片材料耐受温度提高了超过250，而冷却技术的进步使叶片能够工作于温度更高环境下。随着燃气轮机透平前燃气温度的不断提高, 能够有效地降低叶片的热负荷的气膜冷却技术已经成为透平叶片冷却的重要手段之一。在高压涡轮气动设计中必须考虑气膜冷却的影响。由于加工和运行工况的不确定性，气膜冷却效果将产生相应的变化，从而影响基底金属温度分布和叶片寿命。本毕业设计将研究气膜冷却分析中涉及到的不确定度对叶片寿命的影响，该研究具有一定的学术意义和实际工程应用价值。本毕业设计要求学生掌握具有不确定度的高压涡轮叶片定常流动共轭换热分析及概率寿命分析方法。1. 学习透平机械气动热力学的相关知识，掌握相关的分析软件；2. 构造高压涡轮叶片定常流场与热物理场耦合分析模型；3. 掌握主流道-叶片-冷却流道复合域网格划分方法；4. 进行流场、共轭换热和寿命的概率分析，获得基线分析压力、温度、换热系数分布状况和寿命概率密度、累积分布；5. 一些图纸绘制；6. 英文翻译。能动大四学生（杨高强）24谢永慧/教授低压高负荷透平叶片边界层分离流动研究21低压高负荷叶片旨在通过增加单只叶片负荷来减少透平叶片数，从而降低透平体积，减小生产成本。其雷诺数（基于弦长和叶栅入口条件）较小，叶片型线的大部分区域都是层流流动，叶片吸力面尾部逆压梯度很大，边界层很容易在吸力面发生分离。本毕业设计，采用数值方法研究低压透平边界层的分离流动特性。本毕业设计要求学生掌握：1. 航空发动机低压透平相关知识；2. 低压高负荷叶片边界层的流动基本理论；3. 计算流体动力学知识；4. 一些图纸绘制；5. 英文翻译。要求初步掌握一种计算流体动力学分析软件，具有较强的工程设计能力（包括工程制图和三维造型软件的使用）。25谢永慧/教授低压高负荷透平叶片流动控制试验台设计及测试21低压高负荷叶片旨在通过增加单只叶片负荷来减少透平叶片数，从而降低透平体积，减小生产成本。其雷诺数（基于弦长和叶栅入口条件）较小，叶片型线的大部分区域都是层流流动，叶片吸力面尾部逆压梯度很大，边界层很容易在吸力面发生分离。本毕业设计通过低速风洞研究低压透平分离流动控制方法。本毕业设计要求学生掌握：1. 航空发动机低压透平相关知识；2. 低压高负荷叶片边界流动基本理论；3. 低压高负荷叶片边界层分离流动研究现状；4. 应用CAD软件完成低压高负荷透平叶片流动控制试验台零件及装配图；5. 进行多种叶片流动控制实验测试6. 掌握实验数据处理方法，并且进行数据处理。7. 英文翻译。具有较强的工程设计能力（包括工程制图和三维造型软件的使用），掌握Matlab等软件进行测试数据处理。26李军/教授汽轮机大焓降叶片气动性能研究与应用23了解和掌握汽轮机大焓降叶片的工作原理和设计思路；掌握大焓降叶片的三维气动性能分析方法；掌握大焓降叶片在汽轮机通流部分中的应用原理。（1）汽轮机大焓降叶片的工作原理和设计思路；（2）计算流体动力学软件的基本原理和使用；（3）大焓降叶片的气动性能分析和改进设计；（4）大焓降叶片在汽轮机通流部分应用的数值验证。能动大四本科生（李彬）27李军/教授燃气轮机透平叶片气动性能研究21了解和掌握燃气轮机透平叶片的作功原理和设计特点；掌握透平叶片扇型风洞的试验测试仪器基本原理和方法；掌握燃气轮机透平叶片气动性能试验测试方法和数据处理。（1）燃气轮机透平叶片的作功原理和设计特点；（2）透平机械叶栅气动性能风洞试验台的设计思路和试验测试仪器的使用方法；（3）燃气轮机透平叶片的气动参数试验测量和气动性能分析。能动大四本科生28李军/教授透平机械迷宫密封泄漏特性研究22了解和掌握透平机械密封系统的作用；掌握旋转密封试验测量仪器的基本原理和方法；掌握典型迷宫密封泄漏特性的试验测试方法和数据处理。（1）透平机械典型密封系统的设计原理和作用；（2）透平机械旋转密封试验台的设计思路和试验测试仪器的使用方法；（3）迷宫密封泄漏特性的试验测量。能动大四本科生29李军/教授透平机械刷式密封泄漏特性研究22了解和掌握刷式密封的基本原理和设计思路；掌握计算流体动力学分析刷式密封泄漏特性的数值方法。（1）刷式密封的工作原理和设计思路；（2）刷式密封泄漏特性的数值分析方法；（3）计算流体动力学软件的基本原理和使用；（4）典型结构的刷式密封泄漏特性及其影响因素的数值研究。能动大四本科生30李军/教授透平机械间隙泄漏流动对透平级气动性能影响的数值研究23了解和掌握透平机械动叶顶部间隙泄漏特性基本特点；掌握计算流体动力学分析动叶顶部间隙泄漏流动对透平级气动性能影响的数值方法。（1）透平级通流部分间隙泄漏流动的基本原理和类型；（2）计算流体动力学软件的基本原理和使用；（3）动叶顶部间隙效应与透平级气动性能影响的数值研究。能动大四本科生31李军/教授具有倒角结构的汽轮机透平级气动性能研究23了解和掌握透平级通流部分工作原理和设计思路；掌握透平级的倒角作用；掌握计算流体动力学分析倒角对透平级气动性能影响的数值方法。（1）透平级叶片倒角的基本结构和类型；（2）计算流体动力学软件的基本原理和使用；（3）汽轮机叶片上下端壁与叶片通流结构的倒角对其流动特性的数值研究。能动大四本科生32程代京副教授余热利用透平设计13训练学生查阅资料、编程和调试能力，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。进行余热利用透平的设计，基本上掌握该透平的设计方法。按给定的设计参数，进行方案设计和详细热力设计，给出该透平的纵剖面图。大四（热模块）学生，编程和调试程序能力强，学习努力，态度认真，工作勤奋。33程代京副教授低沸点循环系统设计及设备选型13训练学生查阅资料、编程和调试能力，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。对低沸点循环系统进行设计，对主要设备进行选型。按系列化的要求，对低沸点循环系统进行设计，并进行典型工况的方案比较；对主要设备进行选型。大四（热模块）学生，外语能力强，学习努力，态度认真，工作勤奋。34程代京副教授CC60-8.2/1.3/0.7抽凝式汽轮机转子动力特性分析12 训练学生查阅资料、编程和调试能力，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。对CC60-8.2/1.3/0.7抽凝式汽轮机转子做动力特性分析，掌握转子临界转速的计算方法。对CC60-8.2/1.3/0.7抽凝式汽轮机转子进行动力特性分析，分别用常规方法和有限元方法计算转子临界转速，给出校核结论。大四（热模块）学生，学习努力，态度认真，工作勤奋。35程代京副教授CB60-8.2/1.9/0.7抽背式汽轮机校核分析12训练学生查阅资料、编程和调试能力，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。对CB60-8.2/1.9/0.7抽背式汽轮机做校核分析，掌握该透平的设计计算方法。对CB60-8.2/1.9/0.7抽背式汽轮机的设计方案进行校核，对热力设计和强度计算进行校核和评估，分析存在问题，提出改进建议。大四（热模块）学生，学习努力，态度认真，工作勤奋。36戴义平/教授变转速驱动汽轮机强度振动特性研究13研究锅炉给水泵驱动汽轮机叶片的振动及强度特性，为汽轮机的安全运行的提供必要的保证1、熟悉汽轮机通流部分的结构；2、建立汽轮机叶片三维几何模型，并采用有限元软件对叶片振动及强度进行分析计算3、校核汽轮机叶片的振动及强度计算结果，改进原有设计具有一定的CAD及三维造型软件的基础，熟悉材料力学37戴义平/教授船用启停分离器及其动态特性的仿真研究23研究船用启停分离器及其装置的动态特性，分析研究各种工作条件下系统的静态和动态响应特性，为船用蒸汽动力系统的特性研究提供必要的理论基础建立启停分离器的非均相数学模型，分析入口工质压力、流量、焓值变化对启停分离器压力、汽侧出口和水侧出口焓值等参数的影响，获得各种参数的变化规律，并实现分离器水位的控制。最好有一定的编程基础38戴义平/教授基于燃料电池的新型冷热电三联产系统的理论研究21燃料电池是一种直接将化学能转化为电能的装置,因此其能量转换效率不受“卡诺循环”的限制,它还具洁净、无污染、噪声低、比功率高等优点；另外，用户对能源的需要多种多样。因此，探索燃料电池驱动的新型冷热电三联产系统，对拓展分布式供能系统具有重要意义，可以广泛应用于楼宇、医院、饭店、宾馆等，具有重要的工程应用用价值。1通过文献查询，确定燃料电池驱动的新型冷热电三联产系统的设置；2建立燃料电池驱动的冷热电三联产系统的数学模型3分析关键参数对系统的影响探索性创新课题，最好有编程基础，能够主动开展工作39戴义平/教授单元机组协调控制系统对电力系统稳定性影响的仿真研究23协调控制系统的广泛应用使得参与电网调频机组的动态特性发生了变化。对其影响进行研究，并与现有分析模型进行比较，对有关电力系统稳定性的研究具有一定的实用意义。1、用于动态特性分析的单元机组（汽轮机、锅炉）及其控制系统（CCS、DEH）建模；2、分析协调控制系统对单元机组动态特性的影响，并与现有模型进行比较；3、分析协调控制系统的投入对电力系统稳定性的影响了解发电机组（锅炉、汽轮机）的工作原理和汽轮机调节的基本原理。40戴义平/教授基于统计方法的风电场风速预测研究23风能是一种间歇性能源，风电场功率预测对于电力系统宏观调度有重要指导意义。风电场风速是影响风电场功率的最主要因素，风速预测对于最终的功率预测具有重要的实用价值。1、了解风力发电的相关理论、原理。2、设计基于ARIMA模型的风速预测模型；3、设计基于BP神经网络的风速预测模型；4、对建立的ARIMA和BP神经网络模型进行仿真分析及比较。要求具有一定的编程基础，且能够主动开展工作。41戴义平/教授模糊神经网络在风电场短期风速预测中的应用23风电装机容量的增加对电力系统的安全、稳定运行以及保证电能质量带来严峻挑战。模糊神经网络在时间序列预测中有广泛的应用，用其进行较准确的风速和风力发电功率预测有利于电力系统调度部门及时调整调度计划，减轻其对电网的影响。1、掌握风力发电、混合智能算法相关基础知识；2、建立风电场短期风速预测的模糊神经网络模型；3、对风电场短期风速进行预测，并与实测数据进行比较分析；4、通过分析对建立的预测模型进行优化能够积极主动地开展的研究工作42袁奇/教授2MW风力机塔筒优化设计13*风能，作为一种清洁、可再生能源日益受到人们的青睐，全球风电装机容量每年增长超过30，2020年将达到12.31亿千瓦（是2002年的38.4倍）。2006年，中国累计装机总量达2604MW，2004年至2006年每年新增装机容量增速均超过100%。根据中国能源发展规划，2006年至2020年，平均每年装机约1900MW。国外风机制造商纷纷进入国内设厂，国内一些大型国企依托集团雄厚实力介入风机制造领域并迅速崛起。国内风电技术发展相对较晚，大部分技术从国外引进，完全自行设计还有很大的困难。塔筒作为风力机的支撑结构，在不同区域为了适应当地气候条件要有不同的设计方案，为了适应国内风力机快速发展的需求，需要快速形成风力机塔筒的设计方案。本题目就是参考已有的设计结构，分析其结构特点，设计出安全的、符合要求的大型风力机塔筒。a) 首先要了解风力发电机组的结构和工作原理，目前国内外风力发电状况；重点对风力机塔筒的结构（整体及细节）、材料、振动型式及静强度计算方法进行归纳与总结；b) 对北重2MW风力机70m塔筒进行结构和强度分析，分析其特点；按照要求对此塔筒进行局部优化和改进设计，使之满足强度、振动设计要求，如果不能满足要求则要修改设计方案再分析，直到满足设计要求为止。l 对有限元软件（ANSYS及ANSYS Workbench）感兴趣，最好有一定的实际操作经验；l 较好地掌握了材料力学、机械设计，了解振动理论及强度计算的相关内容；有较好的英文水平，可以阅读英文文献。43袁奇/教授GE9FA重型燃气轮机压气机、透平拉杆转子模化实验研究（学生：李浦）31*自80年代以来，燃气轮机及由其组成的联合循环获得了迅速发展，其单机功率和效率大幅提高，已可以用来带基本负荷、中间负荷并具备调峰能力。然而，先进燃机技术集中在国外几个大公司，其核心技术不会轻易转让。我国虽在近几十年做过不少努力，但还远不具有开发和制造先进燃机的能力。本工作是以国内某些动力厂引进的GE公司的GE9FA型燃气轮机的压气机、透平拉杆式转子作为主要研究对象，要求在深入研究其结构的基础上设计压气机、透平转子实验台，以通过实验并结合理论计算研究其动力特性，并寻求该种结构转子合适的模化方法。1. 深入了解该型燃气轮机结构；2. 学习掌握转子试验台的设计原理和动力机械的测试技术；3. 按模化比为1：5设计压气机和透平实验模型，注意考虑实验的允许条件和安全性；4. 搭建和调试实验台，并确定实验方案；5. 理论计算模型的动力特性（轮盘接触刚度和模型转子弯曲和扭转振动特征值等）；6. 完成模型转子模态实验部分（自由弯曲振动）。l 较好地掌握了透平强度与振动的基本知识；l 熟悉常用的CAD软件；l 较好地掌握了动力机械的测试技术；l 较强的自学和动手能力44袁奇/教授M701F重型燃气轮转子温度场计算研究（学生：闫佳佳）21*自80年代以来，燃气轮机及由其组成的联合循环获得了迅速发展，其单机功率和效率大幅提高，已可以用来带基本负荷、中间负荷并具备调峰能力。然而，先进燃机技术集中在国外几个大公司，其核心技术不会轻易转让。我国虽在近几十年做过不少努力，但还远不具有开发和制造先进燃机的能力。本工作是以国内某些动力厂引进的三菱公司的M701F型燃气轮机拉杆转子作为主要研究对象，要求在深入研究其结构的基础上，明确冷却空气的流动情况，分析其温度边界条件，同时为确定对流换热系数，根据M701F燃气轮机的盘腔结构，设计一个简单的实验台。1. 深入了解该型燃气轮机结构；2. 学习掌握各种传热边界条件；3. 学习掌握CFD软件；4. 设计一个针对燃机转子盘腔换热系数测量的实验台；l 较好地掌握了透平强度与振动的基本知识；l 熟悉常用的CAD软件；l 较好地掌握了动力机械的测试技术；l 较强的自学和动手能力45袁奇/教授百万千瓦核电低压焊接转子强度研究（学生：王昊）23*核电是一种清洁能源,相应的大型核电汽轮发电机的设计与制造是我国在21世纪重点发展的、向国际先进水平与领先水平冲击的主攻方向之一。目前，世界上30 多个国家和地区共有439 台核电机组在运行，核电装机总量已达到372.1GW。到2007 年底，世界运行中的核动力堆供应的电力约占全世界电力的15%。全球有16 个国家和地区的核电发电量占总发电量的比重超过25%。其中法国高达76.9%，而中国还不足2%。根据国家核电中长期发展规划（2005 年2020 年），到2020 年我国平均每年要新建23 套百万千瓦级核电机组。某公司百万千瓦低压转子为焊接转子，为计算分析其转子的应力状态以及焊缝处热应力分布，焊缝存在焊接缺陷时，评估转子疲劳寿命。1. 深入了解百万千瓦焊接转子结构；2. 了解焊接工艺与焊缝结构特点；3. 建立焊接转子的二维与三维结构图；4. 计算焊接转子离心应力；5. 计算焊接转子焊缝区域热应力l 较好地掌握了材料力学，透平强度的基本知识；l 能够使用计算机辅助设计软件（Auto CAD、Solid Works或Pro/E）；l 乐于钻研，有较强的学习能力，能较快地熟悉有限分析软件。l46袁奇/教授颅内Willis环VA-BA段内流动特性的PIV研究（学生：吴龙）31*（自然科学基金颅内Willis环血管血液流动非常复杂，其流动不畅或局部阻塞会造成人脑的血液供给不足，形成中风或半身不遂。我们建立颅内Willis环血液流动准三维试验台的目的就是要研究人体脑血管在正常，或部分堵塞时，血管内血液流动情况，包括压力、流量分配、速度等参数。计划在临床核磁共振(MRI)影象的基础上重建Willis环的三维物理模型，采用三维粒子速度场仪（PIV）研究特定血管中血液流动的二维或三维速度场该结果将有利于我们修正计算模型，校核计算结果。同时也将有助于我们对脑动脉瘤、脑动脉硬化等常见脑血管疾病的发病机理有更为深入的了解。1、 在已有的准三维实验台基础上，利用动态压力传感器等对Willis环内wen稳态、非稳态条件下的流量和压力等流动参数及其在流场内的分布情况进行实验测量。2、 利用PIV对稳态及非稳态条件下的颅内Willis环VA-BA段内的二次流，涡等流场特性及剪切应力分布情况进行研究。3、 尝试研究比较非牛顿流体与牛顿流体对于流场的影响，并与数值模拟结果进行对比。l 对流体力学课程的学习和应用有兴趣，且成绩较好，熟悉计算软件；l 对人体医学、脑结构、血管分布的知识有兴趣，并乐于钻研；l 有较高的动手能力和独立解决问题的能力；l 有较好的英文水平，可以阅读英文文献。47丰镇平/教授高温气冷堆氦气轮机性能的初步研究26近年来高温气冷堆堆芯出口温度不断提高，常规蒸汽循环的效率得不到明显的提高，难以充分发挥高温的优势。而氦气的比热容大，循环比功也大。氦气轮机循环可以突破蒸汽动力循环的温度限制，从而成为研究高温气冷堆高效率发电的一个重要方向。开展高温气冷堆氦气轮机的研究能有效提高核能发电的效率，对我国能源的可持续发展具有重要意义。在搜集国内外有关氦气轮机设计与性能分析文献的基础上，学习了解氦气轮机的基本特性及其与常规燃气轮机的区别；学习叶轮机械气动热力学的基础理论，编写一维的氦气轮机热力计算程序，完成典型氦气轮机的初步设计和性能分析。热模块48丰镇平/教授动叶栅轴向及径向间隙对透平级非定常流场的影响21叶轮机械内部是典型的非定常流动，动叶栅与端壁及静叶栅间的径向和轴向间隙对相邻叶排间的势干涉、尾迹与叶排间干涉、透平级功重比和整机安全性都有着重要影响。建立在定常计算基础上的分析、设计、优化方法与真实的非定常流动之间存在着较大偏差。将真实的流动特性融合到叶轮机械设计中，充分利用流场中非定常效应提高其气动性能，是研发新一代高性能叶轮机械的关键技术之一。学习有关多级轴流式透平定常与非定常流场分析的相关文献，熟练掌握常用计算流体动力学商用软件，对透平级进行定常和非定常数值模拟，定量评估透平级动叶栅的轴向和径向间隙对流场的影响，讨论流场中的主要非定常现象，并研究其产生机理。热模块49丰镇平/教授基于控制理论的透平叶栅反设计方法的研究21传统的叶栅反设计方法，存在着较大的局限性，计算量巨大，设计周期长。近年来发展起来的一些全局优化算法，如遗传算法，也需要强大的计算机资源。目前国外的气动反设计研究以基于偏微分方程控制理论的方法为代表，可以大大减少计算量，快速实现三维气动反设计，因此具有重要的工程应用价值。搜集国内外有关透平叶栅反设计研究文献，总结叶栅反设计方法及其发展。了解透平叶栅反设计原理与流程。学习基于控制理论的透平叶栅反设计优化理论基础。完成基于控制理论的透平叶栅反设计优化系统的推导工作。应用已有的软件对某一二维典型跨音速叶栅进行反设计。具有较强的数学基础。50丰镇平/教授高温透平叶片前缘内部冲击冷却的数值研究21提高燃气轮机透平进口温度是提高燃气轮机功率和热效率主要途径之一。目前燃气轮机透平进口温度已经远远超过金属材料所能承受的温度。而叶片前缘由于受到高温来流的强烈冲刷，热负荷非常高。因此燃气透平高温叶片的有效冷却，是燃气轮机高温部件研发中的关键技术之一。学习计算流体动力学基础知识和燃气透平叶片流动传热特性的分析方法。掌握计算流体动力学软件和数值结果后处理分析软件；对透平叶片前缘冲击冷却进行二维定常计算；分析叶片前缘内部冲击冷却的流动换热情况，考虑不同几何及射流条件对冲击冷却流动与传热的影响。热模块51丰镇平/教授基于离散伴随方法的二维叶栅气动优化设计21伴随方法计算量小，优化周期短，基于伴随方法的叶栅优化方法近年来得到了关注。其中伴随方法中的离散伴随方法相对于连续伴随方法具有更高的精度和更快的收敛速度，然而手动推导离散伴随方法繁琐且易于出错。引入自动微分后，能够大大简化上述伴随系统的建立过程，充分利用成熟的流场数值求解方法，是实现三维叶片敏捷化设计的有效途径。搜集国内外有关叶栅气动优化设计方法研究的文献，学习并掌握透平叶栅气动优化算法和流程。在总结叶栅设计方法及其发展的基础上，学习