采用干摩擦阻尼结构抑制燃气轮机叶片振动的方法得到国内外学者的广泛关注。从动力学模型建立、非线性振动稳态响应求解方法和阻尼减振试验等方面对叶片干摩擦阻尼减振技术进行了较为详细的综述，总结了干摩擦阻尼减振技术在理论计算和试验设计方面的研究现状，分析了干摩擦阻尼减振的影响因素，提出了阻尼减振技术所存在的技术困难。最后，归纳了国外阻尼减振技术的新思路、新方法，提出了叶片干摩擦阻尼减振技术在未来的应用前景和发展方向。

为了对可倒车燃气轮机中双层涡轮叶片应力进行分析，以双层涡轮叶片为研究对象进行反转状态下叶片的换热分析，并基于ANSYS Workbench软件在正车额定工况及倒车额定工况下完成了双层涡轮叶片的应力计算。结果表明：叶片在反转状态下会不断与周围空气产生摩擦，使得叶片温度大幅升高，降低了叶片应力；对叶片采取冷却措施后，双层涡轮叶片的大应力位置主要位于过渡段，通过随形加强筋及空心倒车叶片的优化方案，可使得正车额定工况下的叶片强度储备系数由1.1增加至1.65，满足了叶片强度设计要求。

为探究金属膜片联轴器等多螺栓连接多层结合面的动力学等效建模方法，提出了两种基于虚拟材料层模拟螺栓连接的建模方法。通过赫兹接触理论和分形几何理论求得虚拟材料参数，探究膜片组的结构参数对膜片联轴器整机轴向振动传递特性的影响规律。同时，将金属膜片组件和联轴器整机作为实验对象，进行实验与仿真数据的对比研究。研究表明：金属膜片组件前5阶固有频率平均偏差在5%以内，联轴器整机阻抗曲线吻合较好，频段内的平均偏差在5%以内，曲线峰值对应的频率偏差在3%以内；虚拟材料法适用于多层螺栓连接结合面的等效建模，将每层结合面均等效为一层虚拟材料具有更高的计算精度；膜片数量主要影响第1阶固有频率，随着膜片数量增多隔振效果降低；膜片厚度会对多个固有频率位置产生影响，随着膜片厚度增大固有频率向高频移动，隔振效果逐渐降低。

为了解决燃气轮机高温部件热防护问题，采用实验研究涡流管在不同进口压力（0.20~0.65 MPa）和冷气流率（0.17~0.89）下的冷却特性。实验结果表明：实际温降，在不同进口压力下随着冷气流率的增加先增大后减小，在相同冷气流率下随着进口压力的增大而增大；温度〖JP2〗效率，在不同进口压力下随着冷气流率的增大先增大后减小，在冷气流率等于0.5时达到最大值；绝热效率，在进口压力等于0.20 MPa时最小，在大于0.30 MPa时随着进口压力的增加变化不大；制冷效率，随冷气流率的增加会先增加后减小，进口压力等于0.30和0.40 MPa时制冷效率最高。

为了研究螺杆膨胀机吸气端面泄漏特性，建立了端面压力非均匀分布模型与轴封泄漏模型，探究结构参数对轴封泄漏的影响。以应用最为广泛的迷宫密封为例，分析了齿顶间隙、空腔深度、空腔宽度和吸气端面间隙4个主要结构参数对轴封性能的影响。结果表明：轴封泄漏量随着端面间隙和齿顶间隙的增大而增大，随空腔宽度的增大而减小，且存在最佳深宽比，约为0.16；螺杆机械端面间隙对轴封泄漏量的影响最大，齿顶间隙、空腔宽度和空腔深度次之。

针对透平机械动静间隙工质泄漏问题，提出新型单向特斯拉环形密封，建立特斯拉环形密封三维模型，采用计算流体力学方法研究特斯拉喷嘴几何结构(轴向数量、分流角、回转直径、喷嘴直径)与运行参数(压比、转速)对密封泄漏特性的影响。结果表明：特斯拉环形密封可以有效降低密封出口流速，抑制密封泄漏，最高可使泄漏量降低15.7%；高压比、高转速下特斯拉环形密封抑制泄漏效果更佳；轴向数目和喷嘴直径都存在一个最佳值，使特斯拉环形密封出口流速最小，泄漏量最低；随分流角减小，特斯拉环形密封出口流速与泄漏量减小；回转直径较小时，对特斯拉环形密封出口流速与泄漏量影响小，但超过喷嘴直径2倍后会使出口流速与泄漏量小幅回升。

为获得某新型推力轴承在某船用轴流压气机中的工作特性并进行试验验证，基于ARMD Bearings软件及自编程序对推力轴承特性进行了模拟计算，在全尺寸高速大推力滑动轴承试验台上进行了轴承特性试验研究，并在实机台架试验中对轴瓦温度进行了监测。计算分析了15种工作条件下油膜的压力、厚度、温度、刚度、阻尼及能量损失与推力和转速关系。轴承特性试验主要包括9种稳定工况下的性能试验，以及轴承超载、超速试验中每块轴瓦表面温度及油膜压力的测量。结果表明：模拟计算结果及试验测试得到的油膜温度、压力随推力及转速变化规律基本一致；轴瓦表面最大油膜压力位于支承块背部附近，与推力基本呈线性关系；转子转速越低、推力越大，则油膜厚度越小、油膜刚度及阻尼越大；转子转速越高、推力越大，则油膜温度越高、能量损失越大；在设计点轴承运行参数均有一定安全裕度，该推力轴承可以满足机组使用要求。

汽轮机运行条件存在随机波动性，对汽轮机的稳定运行造成一定影响。以往的研究多将汽轮机的工作环境条件作为确定因素，未考虑其随机变化的影响。本文将汽轮机背压、径向气流角和进口流量作为服从一定概率分布的随机变量，采用多项式混沌方法结合计算流体力学（CFD）模拟仿真，研究了以上参数的随机波动对某汽轮机末两级叶片气动性能的影响。结果表明：计算进口边界条件的设置方法对汽轮机末两级总体性能的计算结果影响不大，当给定进口流量边界条件时，末两级效率的计算结果最高；在接近堵塞工况时，进出口条件的随机变化对通流流量的影响不大，但效率存在明显的波动，进口气流角对总体性能的影响相对较小；当背压和进口流量存在随机波动时，末级动叶中激波位置小范围波动，激波位置对径向气流角的波动不敏感。

有机朗肯循环是中低品位热能高效利用的有效技术之一，分液冷凝有机朗肯循环（LSCORC）是基于分液冷凝传热强化的新型热力循环。为寻找新型环保替代工质，建立LSCORC系统的热力学模型，以最大化净输出功为目标，重点考虑了雅各布数、冷热源换热匹配对系统性能的影响，对R245fa/HFOs工质进行了对比筛选。结果表明：工质的雅各布数越大，其净输出功越小；在基础工况下，R245fa/R1336mzz(Z)的热力性能及热经济性表现最佳；当热源参数变化时，雅各布数较小工质的性能表现普遍优于雅各布数较大的工质组合；当冷源参数变化时，在分液冷凝器两个流程中温度滑移和冷源温升匹配越好的工质组合，其系统净输出功越大。

为了更好地理解CO2作为储能工质在热力学方面的特性，基于跨临界压缩二氧化碳储能系统(TC CCES)，结合CO2易液化的特性，采用Aspen Plus软件构建了冷热电联产(CCHP)系统热力学模型，分析了回热器热水流量、低压节流阀压降及第一级压缩机出口压力对CCES CCHP系统性能的影响。结果表明：在基础运行工况下，CCES CCHP系统电效率为41%，能量效率为1.16；当回热器热水流量、第一级压缩机出口压力变化时，系统电效率与能量效率变化趋势相反；当低压节流阀压降增大时，系统电效率和能量效率均呈下降趋势；CCES CCHP系统与TC CCES系统相比，能量利用效率提升19.50%。

燃气锅炉排放的烟气中含有大量的水蒸气，因排烟温度未能降到露点以下而无法有效回收水蒸气的冷凝潜热。本文采用压缩式热泵与低温空预器相结合的方式深度回收燃气锅炉烟气余热，主要研究了在不同过量空气系数下供热回水流量和供热回水温度对排烟温度、余热回收效率、热泵机组制热性能系数及水蒸气冷凝率的影响。研究结果表明：在过量空气系数为1、供热回水流量为80 t/h条件下，热泵可将供热回水温度从50.0 ℃提升至65.1 ℃，其制热性能系数为4.25；空气进、出低温空预器的温度分别为-3.8 ℃和33.0 ℃，流量为15 360 m3/h时，排烟温度从90 ℃降至20 ℃，烟气余热回收效率达到14.8%；以29 MW的燃气锅炉为研究对象，按供热面积为5.2×105m2，供暖151天计算，烟气中回收的冷凝水量为8 000 t，占锅炉补水量的54.1%；该余热回收系统的投资回收期为2.1年，压缩式热泵烟气余热回收系统节能效果显著。

为进一步提高管壳式换热器壳程换热效率，设计了一种布置于壳程肋片上的仿生鸟喙式涡流发生器。采用ANSYS FLUENT软件结合田口正交试验模拟了矩形通道中鸟喙式涡流发生器的传热特性，分析了纵向高度、斜截角度、迎流攻角、入口距离、流向间距5种结构参数对强化传热和综合热性能的贡献率及最佳结构组合。流动通道为长方体，其长、宽、高分别为1 600，240和40 mm，温度为286.86 K的空气流体从入口以1.491~3.195 m/s的速度流入，通道底部为337.048 K的恒温换热面。结果表明：纵向高度对于强化换热特性的贡献率最高，达到4744%，最强换热效果组合的换热因子较空矩形通道提高了185.71%；迎流攻角对于综合热性能的贡献率最高，达到了总占比的31.35%，利用正交试验分析得到的最强组合较空通道的综合热性能提高了47.82%

对通道尺寸为１ ４００ ｍｍ ×２５０ ｍｍ ×２. ７５ ｍｍ 的竖直矩形窄通道内沸腾换热特性及液滴夹带进行了实验研究分析了不同液位、加热蒸汽流量、补液温度下换热性能以及液滴夹带的变化规律ꎮ 实验结果表明:随着初始液位高度的提高会出现一个拐点在到达拐点后继续提高初始液位以及增加补液量将不会改变最终液位的高度实验段的传热系数随着液位的升高先增大并在拐点附近达到最大值随后减小在相对液位低时未出现液滴夹带而当液位逐渐接近液位拐点时通道出口逐渐出现液体而夹带量在液位达到拐点后迅速上升随着加热蒸汽流量的提高换热量的增加使沸腾换热更加剧烈传热系数和带液量显著增大补液温度越高传热系数越大但是补液温度对带液量无明显影响。

针对起伏振动条件下气液两相流压差信号过于复杂难以识别的问题，提出一种基于改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(ICEEMDAN)与支持向量机（SVM）相结合的流型识别方法。采用ICEEMDAN对小波去噪后的压差信号进行模式分解，通过求取的各本征模态函数（IMF）与原始信号进行斯皮尔曼相关系数计算，选取相关系数较大的IMF分量进行希尔伯特变换，对变换后各IMF分量的瞬时幅度进行能量熵、奇异谱熵、功率谱熵的计算，构成特征向量，带入到支持向量机中进行流型识别。结果表明：该方法能够有效识别起伏振动状态下的泡状流、弹状流、搅混流、环状流，识别准确率可达95%。

为了研究变速运动对相变胶囊的强化传热效果，选用十六烷为相变材料，黄铜为壳制备圆柱形相变胶囊，利用曲柄摇杆往复装置实现变速运动并搭建实验平台；实验设计相变胶囊在蓄、放热过程中温度的变化范围为10~30 ℃，变速运动的方向为沿胶囊轴向或径向往复运动，振幅为6~12.5 mm，频率为1.55~3.78 Hz，通过测量均匀分布在胶囊内部轴线上8个测点的温度数据分析变速运动的方向、振幅和频率对胶囊蓄、放热效果的影响。实验结果表明：变速运动显著增强了相变胶囊的换热效果，在实验范围内，相比于静止状态，换热系数最大可增加35.6%；胶囊沿径向运动比沿轴向运动强化换热效果更好，沿径向运动时换热时间最多可缩短26.7%；不同工况下胶囊的放热时间均高于蓄热时间，增加振幅和频率可以有效提高蓄、放热效率且对蓄热过程的影响更加显著。

高背压供热具有提高机组整体热经济性和增强机组供热能力的优势，本文基于某600 MW亚临界直接空冷高背压抽凝供热机组Ebsilon仿真模型，从安全运行边界、经济性、供热能力、调峰能力和热电耦合性等方面对不同供热期的机组运行背压开展特性分析及调整优化研究。结果表明：当环境温度低于5 ℃时机组推荐运行背压为33 kPa，在5~11 ℃之间时需根据供水温度调整背压运行，高于11 ℃时推荐运行背压为13 kPa；随着背压抬高，机组的最小安全流量从140.4 t/h上升至336.5 t/h；乏汽供热火用效率明显高于抽汽供热火用效率，最大值可达到86.7%；机组在低供热需求下抬高背压会降低调峰能力，在较高供热需求下背压变化引起的调峰容量波动小，热电耦合性强，解耦度变化小。

为了深入挖掘三角翼纵向涡发生器在两个相对壁面布置的强化换热潜力，采用数值模拟方法，在雷诺数3 000~18 000的范围内研究了5种纵向涡发生器配置的流动换热情况，配置方式包括单面布置的共同上、下流配置，双面布置的共同上、下流配置，以及混合配置。结果表明：纵向涡可以〖JP〗很好地提高场协同效果，换热强度不完全取决于通道中的二次流强度，还取决于通道中的场协同性；在所有配置中，混合配置具有最高的二次流强度、最佳的场协同效果以及换热性能，可以将光滑通道的Nu提高28.3%~353%；另外4种配置可分别将光滑通道的Nu提高21.4%~32.0%，20.0%~29.2%，26.3%~34.3%和237%~28.0%；建议选用Re<6 000范围内的混合配置，此时其具有1.03~1.10的综合换热因子以及1.32~1.35的Nu/Nu0。

集成熔盐储热是有望大幅提高燃煤发电机组运行灵活性的有效手段。本文针对集成熔盐储热的燃煤发电系统，建立了变工况模型与火用分析模型，针对以再热蒸汽为热源且加热熔盐后分别返回低压缸入口和凝汽器的两种熔盐储热系统，研究获得了燃煤机组运行灵活性和能耗特性的变化规律。结果表明：采用不同储热系统构型对燃煤机组的灵活性与能耗特性的影响差异明显。集成两种熔盐储热系统，燃煤机组的最低工作负荷从额定负荷的30%分别降低到20.58%与24.43%，系统火用损失则分别增加了48.67 MW与18.7 MW。

针对风电强不确定性导致的电力系统频率不稳定问题，提出了考虑调频可靠性的风储系统多目标优化策略，以风电功率预测数据为基础，利用风储系统对电力系统提供频率支撑，保证电力系统频率稳定。该策略包含补偿和调频两个步骤，首先提出基于储能系统的风电预测误差补偿策略，并将风电预测误差补偿至10%以内，同时为风电场预留20%的调频容量。其次，考虑系统调频经济性，提出基于模型预测控制的风储系统参与电力系统频率控制策略，采用风电备用和储能系统进行调频。最后，将上述策略作为约束条件，采用多目标哈里斯鹰算法求解满足上述双目标的储能容量用以验证策略的有效性。仿真结果表明：本文所提调频策略能够在保障调频可靠性的基础上，降低电网频率波动，满足风电系统和电网的高效、安全运行。

弹片是解决翼型流动分离的重要技术手段，合理的弹片参数对翼型表面压力分布尤为重要。基于数据驱动的深度学习方法与计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）相结合，可快速有效地完成对复杂流场特征的识别与提取。本文提出一种基于卷积神经网络（Convolutional Neural Network，CNN）的翼型表面压力分布预测方法，通过提取流场的尾流速度、压力等流动特征构建翼型表面压力分布的预测模型。首先，通过数值模拟计算了8种不同抬起角度的NACA 0012弹片翼型的流场；其次，采用提取的流场数据建立CNN预测模型；最后，将预测值和CFD计算值进行对比。结果表明：基于CNN的预测模型对翼型表面压力系数分布有较高的预测精度，其中尾流速度模型在弹片抬起角度为15°时的预测均方根误差仅为0.1，说明尾流速度中包含丰富的流场信息。

针对传统循环神经网络（RNN）长时间使用会存在梯度爆炸以及在处理长时间序列时容易忽略重要时序信息的不足，本文提出一种结合注意力机制（Attention）的双重选择循环神经网络（Double selection Recurrent Neural Network，DsRNN），面向短期光伏发电功率预测的模型。首先，引入气象影响因子数据并根据相关性大小进行修正处理，改变原有单一输入源建立新的数据集；然后，融合注意力机制，提取光伏发电功率的时序特征，挖掘数据之间的深层联系；最终，实现对分布式光伏发电进行较有效、精准的短期功率预测。仿真结果表明：气象数据的输入以及DsRNN光伏发电功率预测模型的使用能完成较高精度的预测任务，误差更小。

基于重构的故障分离方法能够抑制残差污染影响，有效降低误诊率，但该类方法计算量会随系统维度和故障变量数量呈指数级上升，难以直接应用于高维复杂工业过程的在线故障诊断。因此，提出的主成分分析法是一种基于序列特征选择算法的重构主成分分析故障诊断方法，该方法基于历史数据建立主成分分析监测模型，利用综合指标对实时数据进行故障检测，在故障分离过程中引入序列特征选择方法来定位故障变量，并〖JP2〗采用数学仿真算例和实际工程算例对该方法的诊断性能进行验证。结果表明：所提方法可以在较小计算量的情况下保证高诊出率和低误诊率，在诊断精度和诊断效率之间达到良好平衡，能够有效处理高维系统复杂故障，满足了在线诊断需求。

为提高卷积神经网络在火焰图像识别中的正确率、响应速度和抗误报警能力，实现对极早期火焰的有效探测和保证探测器的可靠性，针对卷积神经网络火焰识别算法进行改进，提出了一种采用双尺度去噪的深度可分离卷积火焰图像识别算法。通过对移植该算法的火焰图像探测器进行响应速度和抗误报警实验和在与某型采用神经网络算法的火焰图像探测器的对比实验中分别发现：探测器对放置在距其15 m处的5 cm×5 cm的火盘响应速度为2.8 s；探测器对强光干扰源和高热干扰源有较强的抗干扰能力；采用改进算法的探测器在灵敏度、响应速度和抗干扰能力上均优于原始算法的探测器，说明采用双尺度去噪的深度可分离卷积火焰图像识别算法的火焰图像探测器对火焰具有更高的灵敏度、响应速度和较强抗干扰能力。

针对滚动轴承微弱故障特征易被噪声和强故障成分淹没导致漏诊或误诊问题，基于互信息与信息熵构建多目标适应度函数，形成面向故障诊断的自适应变分模态分解算法(Diagnosis Oriented Adaptive Variational Mode Decomposition， DOA VMD)，有效提取信息以传达故障特征且不产生异常模态干扰；并采用NSGA II算法对多目标适应度函数搜寻最优Pareto解集；然后考虑峭度是反应冲突的有效指标，以最大峭度值为目标，筛选解集中最优结果实现DOA VMD参数的确定和特征提取；基于齿轮箱轴承内圈损伤数据验证提出方法的可靠性。结果表明：DOA VMD可剔除含噪分量并保留具有最显著冲击信号的特征，且该特征较传统VMD方法更能凸显故障特征频率。

针对某变频运行风机发生的叶片断裂故障，采用无线应变测试技术获取了不同工况下转轴扭矩脉动特性。建立叶轮叶片有限元模型，获取风机各阶模态特性；将实测脉动扭矩作为激励，计算扭矩脉动下叶片所承受的应力特性。结果表明：电机输出谐波可能激发叶片轮盘弯扭耦合共振，导致叶片局部应力增大，进而疲劳断裂；叶片顶部加之字形加强筋可以有效减小叶片振动，预防断裂。