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宽速域/宽空域滑翔式变体飞行器总体气动布局设计研究

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宽速域/宽空域滑翔式变体飞行器总体气动布局设计研究

作者：靳梓康北方工业大学

学位级别：硕士

目前航空航天领域正在蓬勃发展,高超声速飞行器的应用场合也不断增多。为扩大飞行器的使用范围,实现宽速域/宽空域的飞行能力逐渐成为目前飞行器外形设计领域的一大研究热点。本文综合国内外研究中的多种构型,提出了一种新型滑翔式变体... 详细信息

目前航空航天领域正在蓬勃发展,高超声速飞行器的应用场合也不断增多。为扩大飞行器的使用范围,实现宽速域/宽空域的飞行能力逐渐成为目前飞行器外形设计领域的一大研究热点。本文综合国内外研究中的多种构型,提出了一种新型滑翔式变体飞行器的气动布局,并建立了相应的参数化设计方法,并研究了以该方法生成的飞行器在宽域条件下的气动性能,最后探究了不同设计参数对飞行器整体气动性能的影响规律与机制。首先本文确定了所用的数值计算方法,随后借鉴国内外不同研究中的构型特点,将旋转式机翼、空气舵、钝化前缘等设计要素融入其中,初步建立了几种气动布局。在对这几种气动布局进行数值模拟后,其中性能最优的构型将作为基准构型进行下一步的研究。随后在归纳了基准构型的几何特点后,建立了27个设计参数以表达该飞行器的完备特征。随后基于UG软件提供的二次开发平台,结合C与C++语言编写了参数化建模的程序。考虑到在实际应用中飞行器需要满足内部载荷的装填需求,故在参数化建模的基础之上进一步开发了飞行器外形的优化程序,该程序同样通过UG二次开发实现,可针对任意形状/任意数量的内部载荷完成飞行器的外形优化。所设计的建模与优化程序均配以相应的操作界面,二者均可在短时间内完成(主频3.2GHz的个人电脑仅2分钟),大大提升了设计效率。后用上述参数化方法生成的飞行器为基础,设置宽域的来流条件(高度6-30km,马赫(Ma)2.5-10,0-10°攻角(AOA,angle of attack)),对机翼展开与收起的构型进行数值模拟。结果显示,翼展开时,其升阻比(L/D)在Ma4-8.5和攻角4-7°范围内保持在较高水平(≥4.7)。翼收起时,阻力系数在Ma4-10和AOA=0-5°范围内保持在0.02以下。后续的流场分析证明,升阻比的灵活变化(攻角0-5°内从0.3-4.7)是不同的压力分布和两侧溢流作用下的综合结果。最后本文针对飞行器的不同设计特征(上下表面、前缘轮廓线、机翼厚度与展角、钝化半径),将与之对应的参数作为自变量,量化研究了这些参数对飞行器不同气动性能的影响,并得出对应的作用规律与影响机制,为该高超声速飞行器的设计与优化工作提供了新的理论依据与经验。

关键词：高超声速变体飞行器 UG二次开发参数化建模气动外形优化数值仿真

考虑电动汽车共享储能特性的园区综合能源系统低碳运行

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电力系统自动化 2024年第5期48卷 21-29页

作者：王义靳梓康王要强刘明洋梁军郑州大学电气与信息工程学院河南省郑州市450001 河南省电力电子与电能系统工程技术研究中心河南省郑州市450001 国网河南省电力公司电力科学研究院河南省郑州市450052 卡迪夫大学工程学院英国卡迪夫CF243AA

园区综合能源系统拥有高效的能源利用率,然而其储能设备前期投入较高等问题仍然明显。为此,提出了计及电动汽车集群共享储能特性的园区综合能源系统低碳调度模型。首先,介绍了园区综合能源系统的运行框架,分别建立了用户及含有碳排放权... 详细信息

园区综合能源系统拥有高效的能源利用率,然而其储能设备前期投入较高等问题仍然明显。为此,提出了计及电动汽车集群共享储能特性的园区综合能源系统低碳调度模型。首先,介绍了园区综合能源系统的运行框架,分别建立了用户及含有碳排放权交易机制的微网运营商模型。其次,充分挖掘多类型电动汽车的集群可调度潜力,制定了利用电动汽车作为储能单元的运行策略。然后,为使园区中各主体利益最大化,构建了含多用户与微网运营商的主从博弈模型。最后,以某市园区综合能源系统为研究对象进行分析。结果表明,所建立的模型不仅能降低园区中用于储能设备的成本,而且可以有效减少碳排放,实现微网运营商与用户聚合商之间的双赢。

关键词：电动汽车可调度潜力综合能源系统碳排放权交易主从博弈需求响应

长期有机栽培对稻米产量、品质及土壤微生物群落的影响

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中国土壤与肥料 2024年

作者：李清王磊靳亚康肖新吴红宝安庆师范大学资源与环境学院安徽科技学院资源与环境学院

有机栽培对提升稻米品质和维持土壤微生物多样性具有重要作用。本研究于2021年6-10月在安徽省天长市牧马湖有机水稻种植基地设置水稻有机栽培和常规栽培2个处理，通过对水稻结实率、千粒重、精米率、垩白度、微量元素及根际土壤的微生... 详细信息

有机栽培对提升稻米品质和维持土壤微生物多样性具有重要作用。本研究于2021年6-10月在安徽省天长市牧马湖有机水稻种植基地设置水稻有机栽培和常规栽培2个处理，通过对水稻结实率、千粒重、精米率、垩白度、微量元素及根际土壤的微生物多样性进行测定，探究长期有机栽培下稻米产量、品质及土壤微生物多样性特性。结果表明：①较常规栽培而言，有机栽培土壤的碱解氮（AN）含量和pH值分别显著增加16.07%和35.71%，而土壤全钾（TK）和有效磷（AP）含量则显著降低41.03%和47.59%；②有机栽培处理的产量、糙米率、垩白度、垩白粒率和蛋白质含量分别显著降低46.29%、2.35%、32.51%、38.34%和6.76%（P＜0.05），整精米率显著提高，稻米中铁（Fe）、硒（Se）元素含量显著提高48.88%和83.93%；③两种栽培方式均以变形菌门、酸杆菌门、绿湾菌门和拟杆菌门为优势类群，常规栽培体系下的细菌物种数目更高；相较常规栽培，有机栽培土壤的绿弯菌门、拟杆菌门、放线菌门、硝化螺旋菌门和髌骨菌门相对丰度分别提升74.58%、3.21%、19.92%、122.67%和41.15%；有机栽培下细菌的丰富度和多样性均大于常规栽培。可见，长期有机栽培可提升稻米加工品质、外观品质及蒸煮食味品质，提升土壤微生物群落多样性。

关键词：有机栽培常规栽培土壤微生物稻米品质产量

基于混合博弈与电动汽车共享储能特性的园区综合能源系统协调优化运行

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高电压技术 2024年

作者：王义靳梓康王要强吴坡刘明洋梁军郑州大学电气与信息工程学院智能农业动力装备全国重点实验室国网河南省电力公司电力科学研究院卡迪夫大学工程学院

针对园区综合能源系统中存在多利益主体且收益分配不均的实际情况，提出一种基于混合博弈的双层能量管理模型。首先，建立园区综合能源系统的运行框架，分析上层微网运营商与下层用户聚合商的利益关系。其次，为使园区各主体利益最大化... 详细信息

针对园区综合能源系统中存在多利益主体且收益分配不均的实际情况，提出一种基于混合博弈的双层能量管理模型。首先，建立园区综合能源系统的运行框架，分析上层微网运营商与下层用户聚合商的利益关系。其次，为使园区各主体利益最大化，构建了多用户与微网运营商多方参与的混合博弈模型。其中，运营商通过主从博弈制定向用户的售能价格，用户聚合商在接收价格后基于纳什-海萨尼理论进行利益分配。然后，针对储能设备前期投入较高的实际情况，充分挖掘电动汽车的集群可调度潜力，通过卷积神经网络-双向长短期记忆网络 (convolutional neural networks and Bi-directional long short-term memory，CNN-BiLSTM) 法处理电动汽车的历史数据以降低不确定性，并制定了利用电动汽车共享储能特性作为储能设备的运行策略。最后，以某市园区综合能源系统为研究对象进行分析。结果表明，所建立的模型可以有效减少碳排放，实现运营商与多用户共赢。

关键词：电动汽车集群可调度潜力混合博弈纳什-海萨尼理论 CNN-BiLSTM 需求响应

液滴润湿固体表面的移动接触线:从吸附到滑动

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力学学报 2024年第8期56卷 2203-2211页

作者：丁怡王意乐孙莉杰靳亚康陈龙泉电子科技大学物理学院成都611731 成都大学电子信息与电气工程学院成都610106

液滴润湿固体表面是自然界和日常生产、生活中常见的流体力学现象.针对液滴润湿固体表面过程中移动接触线的运动模式,有必要开展深入的物理力学研究.采用分子动力学模拟方法,研究了3种不同润湿性固体表面上水滴浸润的动力学过程,展示了... 详细信息

液滴润湿固体表面是自然界和日常生产、生活中常见的流体力学现象.针对液滴润湿固体表面过程中移动接触线的运动模式,有必要开展深入的物理力学研究.采用分子动力学模拟方法,研究了3种不同润湿性固体表面上水滴浸润的动力学过程,展示了全时域液滴铺展动力学行为及其相应的移动接触线标度律,并划定了液滴润湿过程的4个阶段.第1阶段中(t/τ_(i)≤0.05,其中τi为惯性-毛细特征时间),液滴与固体表面实现点接触,接触角为180°.第2阶段中(0.05﹤τ_(i)≤1),液滴动态接触角快速减小,接触半径随时间以1/2幂律关系快速增长,且不受表面润湿性的影响.第3阶段中(1﹤τ_(i)≤3),液滴动态接触角继续减小,接触半径持续增长,表面亲水性越强浸润速率越快;最后进入长期弛豫阶段(t/τ_(i)> 3),疏水表面上的液滴铺展基本结束,接触半径和接触角均趋于定值,而亲水表面上液滴动态接触角的减小明显减缓,接触半径呈指数增长.进一步标定了固-液-气三相接触线的尺寸,通过深入分析位于固-液-气三相接触线处水分子在相空间中的运动轨迹,发现了两类接触线运动模式:吸附和滑动.具体而言,在液滴润湿固体表面的第1和第2阶段中,接触线以吸附模式产生和增长;第3阶段中吸附和滑动模式并重.第4阶段中接触线则以滑动为主.文章揭示了液滴润湿固体表面的分子级运动细节,有助于进一步深入理解固-液界面微尺度流动.

关键词：润湿移动接触线吸附模式滑动模式分子动力学模拟

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黏弹性液滴撞击超疏水表面的反弹行为研究

力学学报 2024年第6期56卷 1552-1562页

作者：刘永洪王意乐代明璐丁怡靳亚康陈龙泉电子科技大学物理学院成都611731

水滴撞击超疏水表面后通常会发生完全反弹.大量研究表明,通过在液滴中添加少量聚合物可有效抑制水滴的撞击反弹行为.尽管该方法已被广泛应用于工农业生产中,但对黏弹性液滴撞击反弹行为的抑制机理认识仍不够全面.采用高速摄影技术,开展... 详细信息

水滴撞击超疏水表面后通常会发生完全反弹.大量研究表明,通过在液滴中添加少量聚合物可有效抑制水滴的撞击反弹行为.尽管该方法已被广泛应用于工农业生产中,但对黏弹性液滴撞击反弹行为的抑制机理认识仍不够全面.采用高速摄影技术,开展了聚氧化乙烯(PEO)水溶液液滴撞击不同微纳复合结构超疏水表面的实验研究.研究结果表明:添加高分子可增强流体的黏弹性及其与表面的黏附作用,因而完全反弹行为仅发生在低PEO浓度液滴的撞击实验中,且随着超疏水表面微结构间距的增大,发生完全反弹的上限和下限韦伯数阈值均减小.在低韦伯数反弹区域,撞击液滴始终处在微结构顶部,因而接触时间随韦伯数的增加而减小,这与平整超疏水表面上的现象相似;在高韦伯数反弹区域,液体会部分浸润微结构表面,因而接触时间将随韦伯数的增加而增加.此外,所有反弹液滴的恢复系数随韦伯数的增加呈线性下降趋势,且下降速率随微结构间距的增大而减缓.基于界面力学和能量转换分析,对实验中观测到的黏弹性液滴撞击反弹动力学行为给予了定性解释.

关键词：超疏水表面黏弹性液滴撞击反弹表面润湿性非牛顿流体

匹配旋转爆震发动机的高超声速吸气式飞行器内外流一体化设计

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推进技术 2024年

作者：孟凡硕何小龙金波俞宗汉靳梓康雷岳迪北方工业大学机械与材料工程学院中国运载火箭技术研究院南京航空航天大学能源与动力学院

旋转爆震发动机（RDE）对进气系统提出了高流量、高抗反压、宽速域起动等设计挑战。为兼顾上述性能，基于内乘波式进气道（IWI）高流量捕获、高压缩效率等优势，提出了一种融合机体/IWI/RDE的总体气动布局，采用前缘进气实现内外流过渡... 详细信息

旋转爆震发动机（RDE）对进气系统提出了高流量、高抗反压、宽速域起动等设计挑战。为兼顾上述性能，基于内乘波式进气道（IWI）高流量捕获、高压缩效率等优势，提出了一种融合机体/IWI/RDE的总体气动布局，采用前缘进气实现内外流过渡，采用环型隔离段实现进气道与RDE进口间的流场过渡。结果显示：1)基于IWI的高效进气特性，进气道设计态(Ma∞=6.0、H=27km)总压恢复系数0.639、流量系数0.984，喉道马赫数3.16，最大承受反压约为110倍来流静压；2)为克服IWI因三维压缩效应强而导致起动性能弱的难点，提出了侧向吻切面收缩比重构方法，通过对进气道侧向压缩的弱化，使进气道最低起动马赫数降低了约5.6%；3)为兼顾内外流性能，采用了预压缩式机翼的设计方法，将最高升阻比（4.39）的攻角从7°调整至4°，实现内外流在同一攻角左右均达到最佳气动特性。

关键词：高超声速飞行器旋转爆震发动机数值模拟内乘波式进气道内外流一体化设计

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通信技术在电能计量系统中的应用

集成电路应用 2024年第4期41卷 280-281页

作者：靳康国网山东省电力公司新泰市供电公司山东271200

阐述通信技术在电能计量系统中的应用,包括在数据采集与传输、信息管理与处理、用户服务与反馈中的应用。通过通信技术应用,系统可以实现设备连接和数据交互,提高远程监测和管理能力。

关键词：通信技术电能计量系统智能化信息化

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脂肪酸低共熔溶剂对姜黄素的溶解作用

华东理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期50卷 214-220页

作者：靳旭康段奇李秀婷韩朝阳王小永华东理工大学化学与分子工程学院上海200237

制备了辛酸(C8)分别与癸酸(C10)、月桂酸(C12)及肉豆蔻酸(C14)形成的C8-C10、C8-C12、C8-C143种脂肪酸低共熔溶剂(DES)。C8-C10、C8-C12、C8-C14对姜黄素的溶解度分别为1.11、1.24、1.44 mmol/L,比姜黄素在水中的溶解度分别提高了约29... 详细信息

制备了辛酸(C8)分别与癸酸(C10)、月桂酸(C12)及肉豆蔻酸(C14)形成的C8-C10、C8-C12、C8-C143种脂肪酸低共熔溶剂(DES)。C8-C10、C8-C12、C8-C14对姜黄素的溶解度分别为1.11、1.24、1.44 mmol/L,比姜黄素在水中的溶解度分别提高了约29、32、38倍。通过Gaussian模拟计算,得到姜黄素与C8、C10、C12、C14形成的分子缔合物的吉布斯自由能分别为−48.49、−64.27、−91.26、−120.59 kJ/mol。姜黄素与烷基链最长的C14形成“三明治”型分子缔合物,具有最强的氢键和疏水缔合作用,使姜黄素在C8-C14脂肪酸DES中表现出最高的溶解度和最强的紫外吸收及荧光发射强度。姜黄素在C8-C10、C8-C12、C8-C143种脂肪酸DES中均具有显著提高的稳定性和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力。

关键词：低共熔溶剂(DES) 姜黄素溶解氢键疏水作用