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仿灰鲭鲨尾鳍襟翼的翼型气动性能数值研究

动力工程学报 2024年第6期44卷 895-904页

作者：苏顺龙叶学民吴英明李春曦华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

为进一步提高翼型的气动性能,基于灰鲭鲨尾鳍上尾叉型线结构,提出一种仿生襟翼结构。利用SST k-ω湍流模型模拟仿生翼型的气动性能和内流特征,分析了仿生襟翼相对位置和角度的影响,得到了气动性能最优的仿生襟翼翼型,并将其与格尼襟翼... 详细信息

为进一步提高翼型的气动性能,基于灰鲭鲨尾鳍上尾叉型线结构,提出一种仿生襟翼结构。利用SST k-ω湍流模型模拟仿生翼型的气动性能和内流特征,分析了仿生襟翼相对位置和角度的影响,得到了气动性能最优的仿生襟翼翼型,并将其与格尼襟翼进行对比。结果表明:安装仿生襟翼后,翼型升阻比较原翼型显著提高;当襟翼相对高度不变时,减小襟翼安装角和增大襟翼与尾缘间的距离均导致翼型失速提前;安装角为45°且逆流向安装在尾缘处的仿生襟翼翼型气动性能最优,其升力系数较格尼襟翼翼型在失速前平均提高5.9%;安装仿生襟翼后流场结构更复杂,流场内涡的位置、数量及大小均有所改变。

关键词：翼型仿生襟翼气动性能结构优化数值模拟

大液滴撞击不同润湿性小球的三维格子Boltzmann方法模拟

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计算物理 2024年第2期41卷 172-181页

作者：王习文叶学民李丹李春曦华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

采用三维多松弛(MRT)Shan-Chen的格子玻尔兹曼方法(LBM)模拟液滴撞击不同润湿性固体小球(液滴直径与小球直径比大于1)的动态过程,在多种方法验证计算模型准确性的基础上,探究液滴韦伯数、小球表面润湿性对液滴撞击小球动态过程的影响,... 详细信息

采用三维多松弛(MRT)Shan-Chen的格子玻尔兹曼方法(LBM)模拟液滴撞击不同润湿性固体小球(液滴直径与小球直径比大于1)的动态过程,在多种方法验证计算模型准确性的基础上,探究液滴韦伯数、小球表面润湿性对液滴撞击小球动态过程的影响,以及液滴撞击小球后形成片层的几何特征与球面润湿性的关系。结果表明:液滴撞击小球后将形成钟罩形的片层,撞击亲水小球后的片层则会出现凹痕。当小球表面润湿程度一定时,片层的最大底径随韦伯数增大而增加。撞击亲水小球时,片层形成后会完全闭合,韦伯数越大,且片层完全闭合的时刻越早,并在闭合过程中片层容易发生破裂。而撞击疏水小球时,韦伯数越大,则片层发生破裂的时刻越早;在片层打开过程中,破裂后的片层成环条状下落,即片层的几何特征受韦伯数和小球润湿程度的共同影响。

关键词：液滴撞击小球动态特征润湿性三维格子玻尔兹曼方法

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基于气相扩散模型的液滴蒸发动力学特性

计算物理 2024年

作者：熊天桐叶学民谢雄飞李春曦华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室

基于润滑理论和气相扩散与液滴蒸发之间的相互耦合作用，建立了液滴在均匀壁温固体基底上蒸发的数学模型，推导出基于气相扩散模型下的液滴厚度演化方程；结合液滴接触线动力学求解准静态气相场，通过数值计算分析了气相作用下Ma，Pek... 详细信息

基于润滑理论和气相扩散与液滴蒸发之间的相互耦合作用，建立了液滴在均匀壁温固体基底上蒸发的数学模型，推导出基于气相扩散模型下的液滴厚度演化方程；结合液滴接触线动力学求解准静态气相场，通过数值计算分析了气相作用下Ma，Pek对液滴蒸发进程的影响。结果表明：与单边模型相比，采用气相扩散模型时的液滴蒸发进程更慢、接触半径更小、蒸发速率更低，其结果与实验结果更符合；在气相扩散模型下，减小Ma可增大液滴蒸发速率，促进液滴蒸发；增大Pek，液滴附近的气体密度增大，液滴蒸发速率提高。

关键词：液滴蒸发气相扩散模型润滑理论动力学特性扩散效应

二次再热BEST机组变工况热力性能及贡献度分析

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热能动力工程 2024年第8期39卷 94-103页

作者：朱梓傲叶学民刘迪李春曦华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

为了解决主蒸汽参数提高后回热抽汽过热度和热损失增大的问题,以某二次再热超临界机组为原型,搭建了BEST热力系统模型,建立了机组热经济性模型,比较了传统机组和BEST机组中各加热器的[火用]效率及热效率随机组发电量的变化,分析了锅炉... 详细信息

为了解决主蒸汽参数提高后回热抽汽过热度和热损失增大的问题,以某二次再热超临界机组为原型,搭建了BEST热力系统模型,建立了机组热经济性模型,比较了传统机组和BEST机组中各加热器的[火用]效率及热效率随机组发电量的变化,分析了锅炉给水、主蒸汽轮机和小汽轮机对BEST机组节能效果的贡献度,并讨论了小汽轮机抽汽加热给水方式对机组节能潜力的影响。结果表明:BEST设计方案显著降低了加热器[火用]损并优化了锅炉给水,是提高机组热效率的主要因素,但汽轮机一、二次再热蒸汽量降低造成主汽轮机做功减少,削弱了机组节能效果;小汽轮机可抵消该削弱作用,且其具备对机组热效率贡献随机组发电量降低而升高的特性,保障了机组低发电量下的节能效果。

关键词：背压抽汽式汽轮机二次再热汽轮机热耗率 [火用]效率

固定转捩对不同系列及厚度翼型气动性能的影响研究

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太阳能学报 2024年第8期45卷 513-522页

作者：李春曦吴英明苏顺龙叶学民华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室保定071003

为探究翼型表面污染对其气动性能的影响,基于SST k-ω模型对DU、NACA44XX系列的不同厚度翼型的气动性能进行数值模拟,确定两系列翼型的固定转捩敏感位置,分析固定转捩对两系列及不同厚度翼型气动参数、失速特性及内流特征的影响。结果表... 详细信息

为探究翼型表面污染对其气动性能的影响,基于SST k-ω模型对DU、NACA44XX系列的不同厚度翼型的气动性能进行数值模拟,确定两系列翼型的固定转捩敏感位置,分析固定转捩对两系列及不同厚度翼型气动参数、失速特性及内流特征的影响。结果表明:不同的气动外形会明显改变翼型的转捩敏感位置,但相对厚度的变化不会对其产生影响,DU和NACA44XX系列翼型吸力面和压力面上的转捩敏感位置分别位于1%c、5%c处及1%c、9%c处;NACA44XX翼型受固定转捩的影响相较于DU翼型更大,并随厚度的增大其影响更加显著;相对厚度增大导致固定转捩位置附近的高涡量区和整体涡团尺寸进一步增大,气动外形和相对厚度对固定转捩敏感度的影响主要体现在尾缘处的分离涡。

关键词：风力机风电叶片翼型粗糙度相对厚度气动性能失速

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原位透射电镜技术在纳米催化剂设计中的应用进展

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中国基础科学 2024年第2期26卷 49-55,62页

作者：李春曦郭晓云吴哲敏袁文涛浙江大学电子显微镜中心杭州310027 浙江大学硅及先进半导体材料全国重点实验室杭州310027 浙江大学材料科学与工程学院杭州310027

多相催化在现代工业中占据非常重要的地位。研究表明,纳米催化剂的微观结构在工况条件下会发生变化,并引起催化剂性能的相应改变。近年来原位透射电子显微学的发展为在原子尺度上理解反应过程中纳米催化剂的动态行为提供了机会。重点关... 详细信息

多相催化在现代工业中占据非常重要的地位。研究表明,纳米催化剂的微观结构在工况条件下会发生变化,并引起催化剂性能的相应改变。近年来原位透射电子显微学的发展为在原子尺度上理解反应过程中纳米催化剂的动态行为提供了机会。重点关注原位透射电镜在催化剂原子尺度原位动态研究中的应用,以一些代表性研究为例,介绍利用原位透射电镜技术在工况条件下对催化剂构效关系、失活机制、结构重构等方面的研究进展。

关键词：原位透射电镜纳米催化剂结构演变气氛环境

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切应力协同下受热过冷层流液膜的破断特性

力学学报 2011年第3期43卷 461-467页

作者：叶学民李春曦阎维平电站设备状态监测与控制教育部重点实验室(华北电力大学) 河北保定071003

针对界面切应力协同下受热过冷层流液膜流动的破断过程,建立了不同气液流向下的临界液膜厚度和最小润湿量的理论模型,分析了不同驱动力作用下,接触角、流体温度、界面切应力和壁面热流密度对液膜破断特性的影响.研究表明:临界液膜厚度... 详细信息

针对界面切应力协同下受热过冷层流液膜流动的破断过程,建立了不同气液流向下的临界液膜厚度和最小润湿量的理论模型,分析了不同驱动力作用下,接触角、流体温度、界面切应力和壁面热流密度对液膜破断特性的影响.研究表明:临界液膜厚度和最小润湿量均随壁面热流密度的增加而增大;重力驱动下的接触角影响在不同热流密度下有所不同,流体温度在不同驱动力下对最小润湿量的影响截然相反;同向切应力驱动下临界液膜厚度和最小润湿量随切应力增加而减小;在重力和切应力协同驱动下,同向切应力对最小润湿量的影响与重力和切应力所起作用的相对大小有关,反向切应力使得临界液膜厚度和最小润湿量有所增大.

关键词：过冷液膜破断界面切应力临界液膜厚度最小润湿量

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薄液膜二维表面驻波的流动稳定性研究

热能动力工程 2004年第6期19卷 589-592页

作者：叶学民李春曦阎维平华北电力大学动力工程系河北保定071003

驻波作为薄液膜表面波中的一种波 ,其流动稳定性受界面热不平衡效应的影响。基于边界层理论和界面热不平衡效应 ,推导出沿倾斜璧面下降的在蒸发、等温和冷凝状态下普遍适用的二维表面驻波空间稳定性方程 ,从理论上深入分析了热不平衡效... 详细信息

驻波作为薄液膜表面波中的一种波 ,其流动稳定性受界面热不平衡效应的影响。基于边界层理论和界面热不平衡效应 ,推导出沿倾斜璧面下降的在蒸发、等温和冷凝状态下普遍适用的二维表面驻波空间稳定性方程 ,从理论上深入分析了热不平衡效应、流体物性、壁面倾角和雷诺数对驻波稳定性的影响。研究表明 :热不平衡效应对驻波稳定性的影响仅在小雷诺数下较为明显 ,在高雷诺数下 ,稳定性主要取决于惯性力和粘性力 ;

关键词：蒸发冷却热不平衡效应薄液膜驻波稳定l生

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含表面活性剂液膜的去湿特性

上海交通大学学报 2013年第4期47卷 572-578页

作者：李春曦沈雷叶学民童家麟华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室河北保定071003

针对存在壁面滑移的含非溶性表面活性剂液膜在固体表面的去湿过程,应用基于润滑理论建立的液膜厚度及表面活性剂浓度的演化方程组,采用PDECOL程序对液膜演化历程进行了数值模拟,并分析了各特征参数对去湿特性的影响.结果表明,Marangoni... 详细信息

针对存在壁面滑移的含非溶性表面活性剂液膜在固体表面的去湿过程,应用基于润滑理论建立的液膜厚度及表面活性剂浓度的演化方程组,采用PDECOL程序对液膜演化历程进行了数值模拟,并分析了各特征参数对去湿特性的影响.结果表明,Marangoni效应对垂直方向上液膜厚度的变化影响微弱,液膜厚度的变化由分离压及毛细力所主导;Marangoni数对最终形成的去湿结构的影响并不显著,减小毛细力数则有助于抑制去湿过程的发展;增大滑移系数可以加速去湿进程,而最终形成的去湿结构明显缩小;增大平衡液膜厚度,液膜表面变形程度减小,液膜厚度逐渐趋于平稳.

关键词：表面活性剂薄液膜去湿现象分离压数值模拟