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粉末燃料典型流化装置流量调节对流化的影响

推进技术 2024年第4期45卷 111-124页

作者：廖俊夏琨雄宋佳文罗世彬许德泉冯彦斌中南大学航空航天技术研究院湖南长沙410083 中南大学自动化学院湖南长沙410083

粉末燃料供应系统是实现粉末冲压发动机流量调节的最关键技术,供应系统的优劣直接影响发动机性能,也是需要解决的主要问题之一。本文运用欧拉连续介质方法对粉末燃料典型流化装置流量调节对流化的影响进行研究,探究流量调节过程中等固... 详细信息

粉末燃料供应系统是实现粉末冲压发动机流量调节的最关键技术,供应系统的优劣直接影响发动机性能,也是需要解决的主要问题之一。本文运用欧拉连续介质方法对粉末燃料典型流化装置流量调节对流化的影响进行研究,探究流量调节过程中等固气比调节对流化的影响,分析粉末在存储罐、流化区域、出口管路上的分布规律。通过分析等固气比调节的输出粉末质量流量变化规律、粉末分布、罐体气相压降判断粉末流化效果的优劣,进而完成粉末燃料典型流化装置流量调节对流化影响的研究。结果表明,随着输入粉末质量流量的增大,粉末供应到达稳定供应状态的时长逐渐减小;输入粉末平均质量流通量在12732.4~16976.5 kg/(m2·s)的设计工况,到达稳定供应状态需要的时间短,是较为理想的输入粉末质量流量的设计工况;粉末燃料供应系统为欠阻尼系统,供应系统开机后推力增加的过程中,阻尼振荡频率随着输出粉末质量流量的增大而增大;在到达稳定前,流化区域形成的旋流影响范围先增大再变小后保持稳定(或者消失),旋流具有稳定粉末供应的作用。

关键词：粉末冲压发动机金属粉末燃料气固两相流欧拉法流化燃料供应系统气力输送

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局部外形参数对高速飞行器的RCS影响

系统工程与电子技术 2024年

作者：刘俊任杰赤丰华罗世彬郑盛贤宋佳文中南大学航空航天技术研究院中国运载火箭技术研究院空间物理重点实验室

随着雷达探测技术的不断进步和防御技术的不断发展，低雷达目标探测性能成为高速飞行器设计的关键指标之一。为了降低高速飞行器的雷达散射面积(RCS)，采用多层快速多极子算法和物理光学法研究了局部外形参数对飞行器雷达散射特性的影... 详细信息

随着雷达探测技术的不断进步和防御技术的不断发展，低雷达目标探测性能成为高速飞行器设计的关键指标之一。为了降低高速飞行器的雷达散射面积(RCS)，采用多层快速多极子算法和物理光学法研究了局部外形参数对飞行器雷达散射特性的影响；在此基础上，提出了一种变半径弧形的边缘钝化形式，以提高飞行器仰视对抗能力。所提出的变半径弧形钝化外形具有良好的RCS减缩能力，与传统圆弧钝化外形相比，在前向重点角域内，RCS对数均值降低了22.88%；随着仰角的增大，变半径弧形钝化形式还具备全向RCS减缩能力，在全向角域内RCS对数均值降低了13.37%。最后，研究了所提出的变半径弧形钝化方式在不同雷达波频段下的RCS特性，结果表明这种钝化对于频率较高时仰视对抗能力更好。

关键词：高速飞行器机身型线钝化半径钝化形式雷达散射截面变半径弧形钝化

矩阵乘法的GPU并行计算时耗模型与最优配置方法

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计算机科学 2024年第S01期51卷 810-817页

作者：雷超刘江宋佳文中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆400714 中国科学院大学重庆学院重庆400714 中南大学航空航天技术研究院长沙410017

水平矩阵乘竖直矩阵是科学计算及工程领域中的基本计算之一,很大程度上影响了整个算法的计算效率。GPU并行计算是迄今主流的并行计算方式之一,其底层设计使得GPU非常契合于大规模矩阵计算。迄今已经有许多研究基于GPU并行计算框架,针对... 详细信息

水平矩阵乘竖直矩阵是科学计算及工程领域中的基本计算之一,很大程度上影响了整个算法的计算效率。GPU并行计算是迄今主流的并行计算方式之一,其底层设计使得GPU非常契合于大规模矩阵计算。迄今已经有许多研究基于GPU并行计算框架,针对矩阵的结构设计、优化矩阵乘法,但尚未有针对水平矩阵乘竖直矩阵的GPU并行算法及优化。此外,GPU核函数配置直接影响计算效率,但迄今针对最优核函数配置的研究极为有限,通常需要研究人员针对具体算法的计算特点启发式地设置。基于GPU的线程、内存模型,设计了一种并行水平矩阵乘竖直矩阵乘法PHVM。数值实验结果表明,在左乘矩阵的水平维度远远大于竖直维度时,PHVM要显著优于NVIDIAcuBLAS库中的通用矩阵乘法。进一步,基于GPU的硬件参数,建立了PHVM运行时间的核函数配置最优化理论模型。数值实验结果表明,该理论模型较为准确地描述了PHVM算法运行时间随核函数配置(网格大小、线程块大小)变换的变化趋势,且模型得出的理论最优核函数配置与实际最优运行核函数配置相符。

关键词：矩阵乘法 GPU CUDA 核函数配置

优化教学路径,培育核心素养——以“磁体与磁场”为例

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科技风 2024年第7期 31-33,123页

作者：宋佳文江苏省锡山高级中学实验学校江苏无锡214000

物理教学的三大要素是学科知识、思想方法和能力,思想方法是物理教学中的灵魂,“磁体与磁场”是初中物理电磁学的基础,其内容是贯穿本章的主要线索,本课堂着重于深度解读课程标准与教材,重视学生体验与经历,引导学生建构知识网络,拓展... 详细信息

物理教学的三大要素是学科知识、思想方法和能力,思想方法是物理教学中的灵魂,“磁体与磁场”是初中物理电磁学的基础,其内容是贯穿本章的主要线索,本课堂着重于深度解读课程标准与教材,重视学生体验与经历,引导学生建构知识网络,拓展思维层级,挖掘思维深度,以此实现物理学科核心素养的培育与养成。

关键词：学科能力物理核心素养物理教学策略

液体火箭发动机推力室壁瞬态加载三维热结构分析

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推进技术 2016年第7期37卷 1328-1333页

作者：孙冰宋佳文北京航空航天大学宇航学院北京100191

为了预测再生冷却液体火箭发动机推力室壁的应变分布,研究内壁失效机理,使用有限元法对推力室壁进行了三维瞬态热分析,在瞬态热分析结果的基础上采用多线性随动硬化模型对推力室壁进行了三维弹塑性结构分析。计算结果表明,多线性随动硬... 详细信息

为了预测再生冷却液体火箭发动机推力室壁的应变分布,研究内壁失效机理,使用有限元法对推力室壁进行了三维瞬态热分析,在瞬态热分析结果的基础上采用多线性随动硬化模型对推力室壁进行了三维弹塑性结构分析。计算结果表明,多线性随动硬化模型能够准确地模拟推力室内壁材料的应力-应变关系;内壁温度达到稳态的时间相比外壁要短得多,在预冷、试车和后冷开始约0.1s后内壁温度便已经接近稳态;瞬态加载三维热结构分析能够确定推力室内壁最先失效的危险点的位置在喉部上游冷却通道中心;推力室壁瞬态加载三维热结构分析得到的最大残余应变比稳态加载大15.7%。

关键词：液体火箭发动机再生冷却推力室瞬态导热热应力结构分析流固耦合

液氧甲烷发动机台阶型冷却通道的耦合传热特性

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航空动力学报 2016年第12期31卷 2972-2978页

作者：孙冰宋佳文北京航空航天大学宇航学院北京100191

为了研究液氧甲烷发动机再生冷却通道中跨临界甲烷的流动和传热特性,以及冷却通道较大幅度的突扩突缩对冷却效果的影响,采用整场直接耦合的方法对推力室三维耦合传热进行了数值模拟,考虑了燃气的非平衡流动.通过计算得到了推力室三维温... 详细信息

为了研究液氧甲烷发动机再生冷却通道中跨临界甲烷的流动和传热特性,以及冷却通道较大幅度的突扩突缩对冷却效果的影响,采用整场直接耦合的方法对推力室三维耦合传热进行了数值模拟,考虑了燃气的非平衡流动.通过计算得到了推力室三维温度场和流场.计算结果表明:由于喉部截面附近存在较强的二次流,燃气侧壁面温度的最大值出现在喉部上游.由于突扩突缩处存在较强的旋涡运动,冷却剂的湍流强度增强,冷却剂侧表面传热系数显著提高,燃气侧壁面温度出现局部极小值,同时也产生了较大的局部损失.由于铜内衬热阻比镍外套热阻小得多,从燃烧室进入的大部分热量在冷却通道底面和侧面被冷却剂吸收.冷却通道底面的温度和热流密度沿程变化比顶面更剧烈.

关键词：甲烷再生冷却突扩突缩耦合传热非平衡流旋涡二次流

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高超声速飞行器前缘主动冷却影响因素

航空学报 2022年第12期43卷 1-11页

作者：罗世彬庙智超宋佳文中南大学航空航天学院长沙410083

主动冷却技术是目前高超声速飞行器发展的重点方向,对不同的主动冷却方式进行组合可实现优势互补,能为承受热流密度极高的飞行器前缘提供有效的热防护。以高超声速飞行器前缘气膜-发散组合冷却结构为研究对象,建立CFD数值计算模型,研究... 详细信息

主动冷却技术是目前高超声速飞行器发展的重点方向,对不同的主动冷却方式进行组合可实现优势互补,能为承受热流密度极高的飞行器前缘提供有效的热防护。以高超声速飞行器前缘气膜-发散组合冷却结构为研究对象,建立CFD数值计算模型,研究来流攻角为0°、4°和12°时对组合冷却效果的影响,对不同前缘上楔角构型的组合冷却效果进行分析。结果表明,攻角的出现使前缘模型上下半段的温差增大,上下壁面的温差最高可达639.2 K,攻角的改变通过影响外壁面压力的分布来影响结构中冷却剂的流量分配。增大前缘上楔角会使冷却剂向多孔介质下游输运的距离减小,外壁面温度与上楔角之间呈现近似线性增长的趋势。

关键词：高超声速飞行器气膜冷却发散冷却来流攻角前缘楔角

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再生冷却推力室热障涂层系统的热结构分析

推进技术 2018年第2期39卷 380-387页

作者：邢昱阳孙冰宋佳文北京航空航天大学宇航学院北京100191

为了设计和优化适用于液体火箭发动机推力室的热障涂层,应用ANSYS的热-结构分析功能,对再生冷却推力室-热障涂层系统进行了热结构有限元分析,得到在不同涂层覆盖下,推力室壁中的温度场和应变场,并通过对热障涂层中应变场的分析,研究不... 详细信息

为了设计和优化适用于液体火箭发动机推力室的热障涂层,应用ANSYS的热-结构分析功能,对再生冷却推力室-热障涂层系统进行了热结构有限元分析,得到在不同涂层覆盖下,推力室壁中的温度场和应变场,并通过对热障涂层中应变场的分析,研究不同涂层发生分层剥落的关键位置以及主要驱动力。结果表明,陶瓷层厚度较大的YSZ+Ni Cr Al Y涂层拥有更优异的性能,使推力室壁在热试阶段的最大应变量减少约36.1%;工作循环中,涂层与推力室壁的接触面上会产生较大的应变量,最终有可能导致涂层剥落失效;粘结层能缓解涂层与推力室壁间的热膨胀系数不匹配,使陶瓷层在热试阶段的最大应变量减少约80%。

关键词：液体火箭发动机推力室再生冷却热障涂层有限元法温度场应变场

子女数量、质量与代际交往对农村中老年人精神健康的影响研究——基于子女性别差异的视角

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子女数量、质量与代际交往对农村中老年人精神健康的影响研究——...

作者：宋佳文沈阳农业大学

学位级别：硕士

以“养儿防老”为核心的家庭养老模式,自古以来就是我国农村养老最主要的形式。计划生育造成了家庭规模小型化、家庭结构核心化,对家庭养老方式形成了冲击和挑战。家庭养老功能逐渐弱化,子女为老人提供的经济支持和生活照料变得有限,更... 详细信息

以“养儿防老”为核心的家庭养老模式,自古以来就是我国农村养老最主要的形式。计划生育造成了家庭规模小型化、家庭结构核心化,对家庭养老方式形成了冲击和挑战。家庭养老功能逐渐弱化,子女为老人提供的经济支持和生活照料变得有限,更缺乏对老人的精神慰藉,导致老人孤独、焦虑、抑郁,对生活不乐观、不积极(阎寒梅等,2017)。如何让农村老年人有尊严、健康、快乐地老去,如何改善农村中老年人精神健康,是每个中国家庭甚至是中国社会都必须要思考和面对的问题。本文利用CHARLS2015年数据,构造反映记忆能力的情景记忆得分与反映认知能力的心理状态得分,利用CES-D量表测算农村中老年人精神抑郁度,并与生活满意度共同衡量农村中老年人的精神健康。分别采用描述性统计、方差分析与计量分析的方法,分析当前农村中老年人精神健康现状,以及当前子女数量、质量与代际交往的状况,并就子女数量、子女质量与代际交往对农村中老年人精神健康的影响进行实证分析,从子女性别差异的视角对改善农村中老年人精神健康提供政策建议。研究结论:单纯追求子女数量并不能改善农村中老年人的精神健康,相反,当子女数量过多,尤其是家庭中只有儿子且儿子数量过多时,会对父母造成极大的精神压力,导致其精神健康状况不佳。在子女质量上,提高子女质量可以实现农村中老年人精神健康的改善。另外,子女数量虽然会负向影响农村中老年人的精神健康,但代际交往却可以显著改善农村中老年人的精神健康。在子女数量既定的前提下,加强代际交往会弥补子女数量的负面影响,进而改善父母精神健康。如果说子女质量更多强调在物质上的满足来影响父母的精神状态的话,代际交往就意味着纯粹的精神满足了。子女数量对精神健康的负面影响,正是通过子女质量与代际交往分别从物质与精神两个角度弥补并转变为正向的影响。在得出相关结论后,本文分别从父母、政府与子女角度提出改善农村中老年人精神健康的对策建议与有效途径。认为父母应该理性进行生育决策、加大教育投入;政府应该推进性别平等教育、落实职业教育与村民再教育、鼓励代际交往;子女应该提供经济支持、多与父母交流。

关键词：子女数量子女质量代际交往精神健康