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[发明专利]一种径流式透平机械一维设计评估及优化方法-CN202110998592.0有效
发明人：谢永慧;李金星;施东波;张荻 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-08-27 - 公布日： 2023-08-18 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明一种径流式透平机械一维设计评估及优化方法，包括：建立备选损失模型数据库，生成初始损失模型配置，根据任一初始损失模型进行一维计算获得验证透平机械几何参数；根据验证透平机械几何参数进行建模，随后针对验证透平机械进行变工况CFD计算，后处理获得透平机械真实性能数据，总结验证透平机械几何参数、变工况边界条件集及透平机械真实性能数据获得验证数据集；以初始损失模型配置作为初始化种群，根据验证数据集中的透平机械几何参数及变工况边界条件集进行一维计算，采用遗传算法对损失模型配置进行优化，获得最佳一维损失模型配置；根据获得的最佳一维损失模型配置进行透平机械设计。本发明能够快速、准确获得最佳损失模型配置。
一种径流透平机械设计评估优化方法

[发明专利]具有多部位可拆换通道的燃机叶片试验件设计及测试方法-CN202310278563.6在审
发明人： 施东波;徐涛;陈子峰;谢永慧;张荻 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-03-21 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： G01M15/14 文献下载
摘要：本发明具有多部位可拆换通道的燃机叶片试验件设计及测试方法，该试验件包括叶身主体，通道隔板A和通道隔板B，扰流板A、扰流板B和扰流板C，导叶板A和导叶板B，吸力面盖板，叶片平台，连接法兰，过渡段A和过渡段B；该方法将叶片拆分为多个子结构分别进行加工，最后组装成叶片整体，降低了叶片加工与内部传感器布置难度，同时可将研究对象从基础换热单元扩展为真实燃气轮机叶片，使试验数据更真实有效，其中叶片内部的冷却通道结构可更换，不仅降低了不同结构模型的试验成本，而且减小了不同叶片间的加工差异，降低了试验件其余变量的影响；建立了试验件测试流程，可测试不同冷却通道形式和内部扰流结构在静止/旋转状态下的冷却特性。
具有部位可拆换通道叶片试验设计测试方法

[发明专利]一种多部位联合调节的燃机叶片中弦冷却结构及控制方法-CN202310278523.1在审
发明人： 施东波;徐涛;谢永慧;张荻 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-03-21 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： F01D5/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种多部位联合调节的燃机叶片中弦冷却结构及控制方法，该结构包括叶片本体和叶片盖板，叶片本体内设有多流程冷却通道，叶片本体顶部设有顶部出流孔A和顶部出流孔B，在通道隔板布置有连接桥A至连接桥F，在转弯区域布置有导叶A和导叶B，在第一列至第三列通道表面和叶片盖板对应内表面布置有扰流结构。控制方法包括：1)冷气流量快速粗调和通道阻力快速匹配；2)通道间配气快速粗调；3)通道间流动精准细调；4)转弯区域流动和冷却精准细调；5)压力面和吸力面冷却快速粗调；6)叶片高温区局部精准细调。本发明适用于具有不同热负荷、叶片型线和内冷通道的燃机叶片，还能快速适应变工况下的冷却需求和流动传热特性变化。
一种部位联合调节叶片冷却结构控制方法

[发明专利]一种具有外置压气机的燃气轮机多模式二次空气系统-CN202210290497.X有效
发明人：谢永慧;施东波;张荻 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-03-23 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： F02C7/143 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有外置压气机的燃气轮机多模式二次空气系统，包括主压气机，外置压气机，燃烧室，燃气透平，预旋喷嘴，以及中心冷却腔室；主压气机和燃气透平安装在同一转轴上；预旋喷嘴位于转轴上，并与开设在转轴中心的中心冷却腔室相连通；低压抽气口和末两级进气口间布置管道连通，中压抽气口和第二级进气口与末两级进气口间布置管道连通，高压抽气口和首级进气口与第二级进气口间布置管道连通，外置压气机的一根出口管道接入高压抽气口与首级进气口间的连通管道，外置压气机的另一根出口管道与中心进气口相连通。本发明可以实时确保不同运行模式下燃气透平第一级静叶和动叶的冷却效果，提高机组的安全性、高效性和高适应性。
一种具有外置压气燃气轮机模式二次空气系统

[发明专利]一种超临界二氧化碳透平试验的相似模化方法-CN202010664676.6有效
发明人：谢永慧;李金星;施东波;张荻 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2020-07-10 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种超临界二氧化碳透平试验的相似模化方法，包括步骤：首先，根据几何相似准则，将超临界二氧化碳透平同比缩放获得空气透平模型几何参数。然后，利用流动的相似性原理，保证主要准则数及速度三角形相似，将超临界二氧化碳工质的实际工况作为相似准则的输入变量，计算空气工质透平的压比、转速以及进口温度等运行工况参数，开展试验研究，获得空气透平试验数据及性能参数。其次，根据性能转换准则推导出超临界二氧化碳透平无量纲速度场、透平效率、应力载荷以及泄漏量等性能参数。最后，评估超临界二氧化碳透平不同边界条件下的综合性能，验证超临界二氧化碳透平稳定高效运行的可行性，为超临界二氧化碳透平的设计及优化提供指导。
一种临界二氧化碳透平试验相似方法

[发明专利]一种燃气轮机透平叶片-轮盘联合冷却结构-CN202110832958.7有效
发明人：谢永慧;施东波;高同心;李金星;张荻 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-07-22 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： F01D5/18 文献下载
摘要：一种燃气轮机透平叶片‑轮盘联合冷却结构，包括转轴，前级轮盘，前级动叶，轮盘前盖板，轮盘后盖板，端面齿等；轮盘前盖板和轮盘后盖板安装在前级轮盘两侧；轮盘后盖板通过端面齿分别与前级轮盘和后级轮盘连接；转轴上开设冷却气流通道，前级轮盘和后级轮盘之间设置有轮盘中心冷却腔室；轮盘后盖板上设置有若干端面孔、若干引射孔、平衡块和密封齿；密封齿与后级静叶平台形成封严结构；轮盘后盖板与前级轮盘的中部和轮缘处形成轮盘中部冷却腔室和轮缘‑叶根冷却腔室；前级动叶叶根内部开设有叶根内部冷却通道，前级动叶设有内部冷却通道和尾缘劈缝；本发明充分利用冷却气流的冷源特性对各部件进行联合冷却，冷却气流损失小，冷却管路布置简单。
一种燃气轮机透平叶片轮盘联合冷却结构

[发明专利]一种燃气轮机冷却气流逐级利用的部件冷却-轮缘密封结构-CN202110832963.8有效
发明人：谢永慧;施东波;李冬;李金星;张荻 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-07-22 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： F02C7/18 文献下载
摘要：一种燃气轮机冷却气流逐级利用的部件冷却‑轮缘密封结构，包括静叶片及其静叶平台，前级动叶片及前级动叶盘等。在静叶平台内设置了预混腔室和配气腔室，叶片内部冷却气流经过静叶底部的冷却气流出气孔流入预混腔室，后从配气腔室开设的冷却气流喷射孔射入第一转静腔室，一路冷却气流冷却前级动叶盘后，沿径向方向由内而外流动，经上游轮缘间隙汇入主流；另一路冷却气流经密封降温、降压、增速后流入第二转静腔室，对后级动叶盘冷却后，经下游轮缘间隙汇入主流。本发明逐级充分利用冷却气流的冷源特性，冷却气流冷却各部件后对轮缘间隙进行密封，提高了汇入主流时的温度，减少冷气损失，从而利用单股冷却气流实现部件冷却和轮缘密封的功能。
一种燃气轮机冷却气流逐级利用部件轮缘密封结构

[发明专利]基于机器学习的透平机械气动性能-叶片载荷优化方法-CN202110997128.X有效
发明人：谢永慧;李金星;施东波;王雨琦;刘天源;张荻 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-08-27 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明公开了基于机器学习的透平机械气动性能‑叶片载荷优化方法，包括：确定透平机械工作流体，对透平机械进行参数化获得优化过程输入变量及优化目标，同时确定输入变量的经验设计空间；根据优化目标对透平机械在输入变量的经验设计空间内进行贝叶斯优化采样，优化采样过程中选定工作流体，计算获得优化目标值，保存所有贝叶斯优化采样数据；构建Unet‑CNN神经网络，并进行网络训练；对优化过程输入变量在经验设计空间随机采样，构建几何模型进行非定常CFD计算，后处理获得Unet‑CNN神经网络高性能测试集及低性能测试集，对Unet‑CNN神经网络进行测试；将通过测试的Unet‑CNN神经网络用于透平机械优化，获得最优透平机械结构。本发明能够大大降低构建代理模型的成本及耗时。
基于机器学习透平机械气动性能叶片载荷优化方法

[发明专利]一种基于流场重构的透平机械变工况性能预测方法-CN202010664684.0有效
发明人：谢永慧;施东波;李金星;张荻 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2020-07-10 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于流场重构的透平机械变工况性能预测方法，包括：确定透平机械几何参数、工作流体及变工况性能预测输入参数；对样本点进行CFD计算，获得初始流场数据；对CFD结果预处理，获得真实流场数据及性能数据；构建流场重构网络，利用流场重构损失函数训练反卷积神经网络；构建性能预测网络，利用性能预测损失函数训练卷积神经网络；基于训练好的流场重构网络和性能预测网络预测透平机械变工况性能。本发明利用深度卷积神经网络，实现了透平机械变工况参数与流场信息、性能之前的直接转换，具有准确、快速、通用、灵活、易于实现、无需人为干预等优点，在透平机械实时控制和设计优化方面具有良好的应用前景。
一种基于流场重构透平机械工况性能预测方法

[发明专利]一种燃气轮机骨关节仿生轮缘密封结构及其控制方法-CN202110832966.1有效
发明人：谢永慧;施东波;李冬;李金星;张荻 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-07-22 - 公布日： 2022-04-22 - 主分类号： F01D11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种燃气轮机骨关节仿生轮缘密封结构及其控制方法，该结构设置于轮缘间隙处，由仿生人体骨关节头的密封关节头、仿生人体骨关节窝的密封关节窝以及阻燃流道组成；该控制方法包括：变工况运行时，用位移传感器监测密封关节头和密封关节窝间的最小间隙，间隙过大时，控制电极片增大电敏柔性层厚度，保持密封关节腔为高阻尼阻燃流道；间隙过小时，控制电极片减小电敏柔性层厚度，防止密封结构发生摩碰；入口压力提高时，调节对应电极片使轮缘密封侧电敏柔性层厚度沿轮缘密封流动方向减小，形成高效阻燃流道；入口温度提高时，调节对应电极片使轮盘冷却侧电敏柔性层厚度沿轮盘冷却流动方向减小，增强轮盘表面的流动换热。
一种燃气轮机关节仿生轮缘密封结构及其控制方法

[发明专利]一种基于个人授权的疾病管理方法及平台-CN202110560815.5在审
发明人： 施东波;刘彬 -专利权人：上海融达信息科技有限公司
申请日： 2021-05-22 - 公布日： 2021-07-30 - 主分类号： G16H80/00 文献下载
摘要：本申请涉及一种基于个人授权的疾病管理方法及平台，系统其包括患者端、医生端和管理端，患者端，用于终端操作者登录/注册系统，包括委托患者信息获取模块、患者个人信息存储模块、患者信息评估模块、智能推荐引擎模块、患者发起授权委托模块和医患交流平台患者端模块；医生端，用于供医生登录/注册系统，包括委托信息接收模块、阈值设置模块、健康信息评估模块、健康咨询信息发布模块和医患交流平台医生端模块；管理端，用于管理系统的数据，包括医生信息验证模块、医生信息筛选模块和疾病知识库模块。本申请具有综合管理患者和医生的数据信息，增加医生和患者信息的互联互通，保证患者的数据完整性，便于患者和医生对疾病管理的效果。
一种基于个人授权疾病管理方法平台

[发明专利]用于径流式叶轮机械的耐高温高压一体式叶轮-密封结构-CN201910482517.1有效
发明人：谢永慧;施东波;张荻;邓清华 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-06-04 - 公布日： 2020-08-18 - 主分类号： F01D11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于径流式叶轮机械的耐高温高压一体式叶轮‑密封结构，包括静叶、动叶、壳体、轮背、轮盖、密封转子和密封静子；其中，若干静叶固定于壳体内壁上，并均匀分布在叶轮周边，若干动叶均匀布置在轮背正面；轮盖与静叶紧密贴合，形成静叶流道；轮盖与动叶间隙配合，形成动叶流道；轮盖前端延伸段构成出汽腔室；密封转子布置于轮背背面，密封静子固定于壳体上，密封转子与密封静子共同形成一体式叶轮‑密封结构；在密封转子与密封静子之间以及轮背与密封静子和壳体之间共同形成泄露间隙。本发明具有磨损影响小、耐高温高压的优点，是一种结构简单、安全性和经济性高、可平衡轴向推力的叶轮‑密封一体式结构，具有广阔的应用前景。
用于径流叶轮机械耐高温高压体式密封结构

[实用新型]一种适用于极端条件的自适应高耐久浮动密封结构-CN201922161048.1有效
发明人：谢永慧;施东波;李金星;张荻 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-12-05 - 公布日： 2020-08-18 - 主分类号： F01D11/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种适用于极端条件的自适应高耐久浮动密封结构，包括转轴、密封齿、密封壳体和密封盖等；密封壳体的中心开设有孔径大于转轴轴径的壳体轴孔，密封盖的中心开设有孔径大于转轴轴径的盖板轴孔，密封壳体在高温高压侧的端面上开设有与壳体轴孔同心设置的密封凹槽；密封壳体和密封盖分别通过壳体轴孔和盖板轴孔套装在转轴上，且密封盖通过紧固件固定在密封壳体在高温高压侧的端面上，使得密封盖与密封壳体之间形成密封腔室；密封腔室内由内至外依次包括套装在转轴上的密封齿、密封环和减振圈；减振圈与密封凹槽之间过盈配合；密封环与密封凹槽后壁之间涂有密封涂层；密封环与减振圈之间存在密封间隙，销钉布置在密封环及减振圈之间。
一种适用于极端条件自适应耐久浮动密封结构

[实用新型]一种深海碳封存与发电系统-CN201922162695.4有效
发明人：谢永慧;施东波;李金星;张荻 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-12-05 - 公布日： 2020-08-18 - 主分类号： F01K25/10 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种深海碳封存与发电系统，包括余热透平、废气换热器、气体剥离装置、废气处理装置、超临界二氧化碳压缩机、波浪能发电设备、地热换热器、超临界二氧化碳透平和海底冷却器。本实用新型通过对电厂废气进行余热发电并进行二氧化碳剥离，将剥离出的二氧化碳应用于海底地热布雷顿循环，最终存储于深海封存孔穴，系统结构紧凑、体积小、效率高；利用富足的海底地热能为热源，无污染且成本低廉；将二氧化碳以二氧化碳水合物的形式存储，成本较低、环境友好、密封性好；利用海底地质体中拥有良好储盖的枯竭油田、气田或天然孔穴作为碳封存场所，封存效果好，降低后期维护及监测成本，具有广阔的应用前景。
一种深海封存发电系统

[实用新型]一种低鼓风损失可平衡轴向推力的透平机械转轴结构-CN201922159616.4有效
发明人：谢永慧;施东波;李金星;张荻 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2019-12-05 - 公布日： 2020-08-18 - 主分类号： F04D29/051 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种低鼓风损失可平衡轴向推力的透平机械转轴结构，包括转轴，正负压一体化多功能泵等；其中，转轴鼓风段中部开设有环形凹槽；轴承及推力负载传感器背靠在鼓风段两侧端壁；转轴鼓风段端壁侧及凹槽侧均布置有密封齿；机组壳体为剖分式壳体；转轴与机组壳体之间构成轴承腔室、鼓风腔室和轴向平衡腔室；推力平衡臂端壁上布置有密封齿并将平衡腔室分为左、右两个腔室；密封环布置于机组壳体及转轴鼓风段凹槽内，并通过销块固定；压力传感器布置于鼓风腔室，用于实时监测压力，正负压一体式多功能泵的抽气口布置于鼓风腔室，喷气口布置于左、右轴向平衡腔室内。本实用新型可应用于极端条件，其结构简单、经济可靠，具有广阔的应用前景。
一种鼓风损失平衡轴向推力透平机械转轴结构

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