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脉动流与波纹壁通道耦合强化换热及优化研究

西安交通大学学报 2023年第7期57卷 120-129页

作者：丁耀东李平西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室西安710049

为获得节能效果良好的散热通道,并进一步提升壁面结构优化设计效率,提出将遗传算法应用于数值计算过程,建立壁面型线的数学模型。对比分析了正弦脉动流作用下弧型、正弦型和贝塞尔曲线型3类波纹壁通道内流动换热现象,实现应用遗传算法... 详细信息

为获得节能效果良好的散热通道,并进一步提升壁面结构优化设计效率,提出将遗传算法应用于数值计算过程,建立壁面型线的数学模型。对比分析了正弦脉动流作用下弧型、正弦型和贝塞尔曲线型3类波纹壁通道内流动换热现象,实现应用遗传算法调控优化计算流程,完成了通道结构的精确、快速优化。结果表明,弧型通道的流阻最低,正弦型通道的传热增强效果最好,而贝塞尔型通道兼具适度的传热增强和流动阻力提升。当雷诺数为5000和10000时,贝塞尔型通道综合性能显著优于其余两类通道,相对提升均超过20%,而雷诺数增加到20000时,通道综合性能也仅略小于弧型通道。壁面结构的添加在近壁面处激发出高湍动能区域,增强了近壁面流体与主流的传热、传质过程,近壁面高温工质被周期性地输运向主流方向。以贝塞尔型通道为优化对象,以综合性能评价指标为目标函数,建立了结合遗传算法的壁面型线快速精确优化方法。优化后的贝塞尔型结构整体趋向右后方布置,抑制了背流侧次级涡的分裂,涡结构强度得到保证。这一现象改善了背流侧的温度分布,缓解了局部过热问题,并最终实现了综合性能评价指标高达38.7%的提升。

关键词：遗传算法贝塞尔曲线波纹壁通道脉动流强化换热

脉动流下贝塞尔曲线型波纹壁通道流动传热特性研究

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西安交通大学学报 2022年第9期56卷 185-194页

作者：丁耀东刘真威李平西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室西安710049

为探究波纹壁结构和脉动流耦合作用下通道内流动强化换热的时空效应,基于贝塞尔曲线线型多变、灵活、易控制的优势,设计出3种壁面型线的波纹壁通道,并对比分析了3种波纹壁通道在不同流动及脉动参数下的流动换热特性以及设计因素的作用... 详细信息

为探究波纹壁结构和脉动流耦合作用下通道内流动强化换热的时空效应,基于贝塞尔曲线线型多变、灵活、易控制的优势,设计出3种壁面型线的波纹壁通道,并对比分析了3种波纹壁通道在不同流动及脉动参数下的流动换热特性以及设计因素的作用机理。研究结果表明:湍流状态下(雷诺数为5000、10000和20000),迎流面积最小的模型2通道流动阻力最小,同时具有凹陷和凸起结构的模型4通道强化换热效果最佳;随脉动频率(2~20 Hz)的增加,3种模型通道的综合热性能先增再减,而随着脉动振幅(0.1~0.9)的增加,3种模型通道的综合热性能先增加再小幅度减小;在脉动流和壁面结构的共同作用下,热边界层的发展在结构单元尺度范围内被进一步破坏,高温工质区域沿流向间断分布。脉动流下波纹壁通道内流体扰动的时空耦合效应显著提升了通道综合热性能,为解决狭窄通道内部过热问题提供有效的途径。

关键词：贝塞尔曲线波纹壁通道脉动流强化换热时空耦合效应

脉动流与波纹壁通道耦合强化换热及遗传算法寻优研究

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西安交通大学学报 2023年

作者：丁耀东李平西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室

为获得节能效果良好的通道强化换热技术，本工作研究了波纹壁通道壁面型线和入口脉动流耦合作用下的强化换热机理和流动特性。对比分析了正弦脉动流作用下弧型、正弦型和贝塞尔型三类波纹壁通道内流动换热现象，结果表明，弧型通道的流... 详细信息

为获得节能效果良好的通道强化换热技术，本工作研究了波纹壁通道壁面型线和入口脉动流耦合作用下的强化换热机理和流动特性。对比分析了正弦脉动流作用下弧型、正弦型和贝塞尔型三类波纹壁通道内流动换热现象，结果表明，弧型通道的流阻最低，正弦型通道的传热增强效果最好，而贝塞尔型通道兼具适度的传热增强和流动阻力提升。当雷诺数为5 000和10 000时，贝塞尔型通道综合性能显著优于其余两类通道，相对提升均超过20%，而雷诺数增加到20 000时，也仅略小于弧型通道。壁面结构的添加在近壁面处激发出高湍动能区域，增强了近壁面流体与主流的传热、传质过程，近壁面高温工质被周期性地输运向主流方向。进一步的，以综合表现优异的贝塞尔型通道为优化对象，以综合性能评价指标为目标函数，建立了结合遗传算法的壁面型线快速精确优化方法。优化结果表明，贝塞尔型结构整体趋向右后方布置有利于综合性能的提升，最佳通道的提升幅度达到38.7%。通道结构的变化影响次级涡的分布位置和强度，进一步改善了背流侧的温度分布，缓解了局部过热问题。

关键词：遗传算法贝塞尔曲线波纹壁通道脉动流强化换热

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螺旋桨空化流场调控研究

西安交通大学学报 2023年第2期57卷 141-150页

作者：赵伟丁耀东谭有为李平西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室西安710049

为改善水力机械的空化现象,基于流动控制结构布置原则和波茨坦水池测试(PPTC)螺旋桨空化流场特性,在保障整体性能的前提下,分别在叶尖与叶根位置设计控制结构进行局部调控。对比分析4种改进螺旋桨与原始螺旋桨的空化流场特性,研究控制... 详细信息

为改善水力机械的空化现象,基于流动控制结构布置原则和波茨坦水池测试(PPTC)螺旋桨空化流场特性,在保障整体性能的前提下,分别在叶尖与叶根位置设计控制结构进行局部调控。对比分析4种改进螺旋桨与原始螺旋桨的空化流场特性,研究控制结构对螺旋桨空化流场调控的作用机理。结果表明:添加控制结构牺牲了较小的效率,显著减小了空泡区域体积,改善了螺旋桨综合性能;重载工况下,PPTC-t2螺旋桨的综合性能最好,效率损失了0.134%,空泡区域体积减小了24.6%;设计工况下,PPTC-t1螺旋桨的综合性能最好,效率损失了0.284%,空泡区域体积减小了19.5%;控制结构附近流速降低,诱发了局部高压,延缓了空化发生,实现了空化流场的局部调控。研究为改善水力机械的空化问题提供了有效途径。

关键词：空化波茨坦水池测试螺旋桨流动控制结构局部调控

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水翼空化流场的调控和优化研究

西安交通大学学报 2023年第5期57卷 78-88页

作者：赵伟刘真威陈石阳丁耀东李平西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室西安710049

为抑制水力机械中水翼绕流流场空化的形成和发展,通过对比分析NACA0009、NACA0012以及Clark Y 3种经典水翼不同攻角和空化数工况下的性能,获得型线优化思路,建立了新水翼。进一步地,在新水翼上布设多个流动控制结构,通过广义模式搜索算... 详细信息

为抑制水力机械中水翼绕流流场空化的形成和发展,通过对比分析NACA0009、NACA0012以及Clark Y 3种经典水翼不同攻角和空化数工况下的性能,获得型线优化思路,建立了新水翼。进一步地,在新水翼上布设多个流动控制结构,通过广义模式搜索算法进行快速优化设计,对空化流场进行整体控制和局部调控。研究结果表明:新水翼吸力面凸起高度介于NACA0012和Clark Y水翼之间,最大凸起高度位置后移;新水翼的空化性能和水动力性能提升,升阻比最大提高48.8%,空泡脱落和回射流发展得到抑制;在新水翼吸力面均匀布设的多个控制结构能够对回射流起到连续抑制作用,改善压力分布;通过优化算法实现了控制结构设计的精准快速寻优,优化后的水翼性能得到了进一步提升,升阻比继续提高4.8%~13.6%,空化厚度与长度减小。型线优化和添加连续流动控制结构实现了空化流场的整体和局部控制,是提高水翼的空化和水动力性能的有效方法。

关键词：空化型线优化流动控制结构新水翼优化算法

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基于水合盐的低温热化学储能研究进展

中南大学学报（自然科学版） 2022年第12期53卷 4771-4788页

作者：刘真威丁耀东陶于兵李平西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049

水合盐低温热化学储能具有储能密度高和长期存储热损失小等优点,在可再生能源利用、低品位余热回收和设备热管理等领域具有广阔的应用前景。本文从系统级和材料级2个方面对基于水合盐的热化学储能研究进行了综述。在系统级方面,对比了... 详细信息

水合盐低温热化学储能具有储能密度高和长期存储热损失小等优点,在可再生能源利用、低品位余热回收和设备热管理等领域具有广阔的应用前景。本文从系统级和材料级2个方面对基于水合盐的热化学储能研究进行了综述。在系统级方面,对比了开放式和封闭式反应系统的特点,分类讨论了常见反应器的优缺点和优化设计,探讨了不同反应堆布置形式对储热过程的影响;在材料级方面,评估了单一水合盐、混合水合盐和多孔载体复合水合盐等材料的热化学性能,介绍了水合盐热化学研究中的宏观反应动力学和微观分子动力学模型。研究结果表明:在开放系统中,传质是限制反应的主要因素,床层渗透率加倍可以减少50%左右反应时间;封闭系统中反应的主要限制则为传热,导热率加倍可以减少14%左右反应时间;设计分离式/多模块反应器和移动床反应器,采用不同热化学材料串级布置、热化学材料与相变材料串级布置、材料仿生排布等反应堆布置形式,可以有效改善填充床反应器不均匀反应等问题;混合水合盐和多孔载体复合水合盐能够解决单一水合盐循环稳定性差等问题。未来动力学模型和微观分子动力学研究是了解水合盐气/固反应机理的重要研究方向。

关键词：水合盐热化学储能系统反应器理论模型

从“消灭哲学”“哲学的终结”到科学世界观的转换——马克思恩格斯对思辨哲学的批判逻辑

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中国人民大学学报 2024年第3期38卷 146-157页

作者：沈江平丁耀鹏中国人民大学马克思主义学院 21世纪中国马克思主义研究协同创新中心

马克思“消灭哲学”论断和恩格斯“哲学的终结”论断共同彰显针对德国思辨哲学的批判态度。马克思基于西方哲学实践论转向的理论倾向、青年时代对哲学功能的认知变化以及对哲学和革命关系深入思索的三重意蕴提出“消灭哲学”命题,反映... 详细信息

马克思“消灭哲学”论断和恩格斯“哲学的终结”论断共同彰显针对德国思辨哲学的批判态度。马克思基于西方哲学实践论转向的理论倾向、青年时代对哲学功能的认知变化以及对哲学和革命关系深入思索的三重意蕴提出“消灭哲学”命题,反映其源于对德国盛行的观念论哲学的批判立场。恩格斯延展了马克思的批判理路,以“哲学的终结”论断为核心,批判对象和批判旨趣与“消灭哲学”一脉相承。以集中表述费尔巴哈理论定位为特征的批判结构的扩展,标识批判逻辑的具体推进,旨在重申和创新唯物史观基本原理的理论批判的深化是其逻辑完成和理论升华。科学世界观的形成立足于哲学批判的思想基础,哲学批判逻辑转化为科学世界观则是其终极理论归宿。从“消灭哲学”到“哲学的终结”的批判逻辑同科学世界观创立路径的同质演进则映现二者是同一问题的两面。质言之,“批判意识”是推动批判逻辑向科学世界观转化的理论先导,“体系批判”是关键载体,哲学批判和阶级革命相衔接的结构则牵涉到理论和实践互动中向科学世界观转化的内在路径。

关键词：消灭哲学哲学的终结思辨哲学批判逻辑

深化中国式现代化研究需要澄明的三个关键问题

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思想理论教育导刊 2024年第4期 81-91页

作者：沈江平丁耀鹏中国人民大学马克思主义学院中国人民大学习近平新时代中国特色社会主义思想研究院

当前关于中国式现代化的研究成果丰硕,但仍然存在三个关键性问题需要进一步深入思考。其一,概念层面上中国式现代化如何处理“现代性”概念的问题:“现代性”的出场同“现代”和“现代化”概念具有密切联系,并不天然表征资本主义的历史... 详细信息

当前关于中国式现代化的研究成果丰硕,但仍然存在三个关键性问题需要进一步深入思考。其一,概念层面上中国式现代化如何处理“现代性”概念的问题:“现代性”的出场同“现代”和“现代化”概念具有密切联系,并不天然表征资本主义的历史属性,中国式现代化充分圆融“现代性”对于建构和捍卫中国式现代化的话语体系具有重要的作用。其二,意义层面上中国式现代化是实践总结还是思想指引的问题:中国式现代化作为实践总结同作为思想指引是辩证统一的关系,彰显对中国式现代化研究应然或实然的理解。澄清实践总结和思想指引的关系是深化中国式现代化研究的重要支撑。其三,主体层面上中国式现代化的行动主体是什么的问题:辨明“中国”作为比较型行动主体,“中国共产党”作为使命型行动主体,以及“中国人民”作为目标型行动主体及其各自承担的不同的角色定位,对于明确中国式现代化的使动群体、受动群体以及中国式现代化何以凸显比较优势、何以推进、何以化被动为主动、何以回应一般意义上的现代化提出的对主体发展的期望等在内的一系列问题具有重要意义。

关键词：中国式现代化现代性实践总结思想指引行动主体

通过眼底影像评估冠心病及相关危险因素的深度学习模型研究

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中华心血管病杂志 2022年第12期50卷 1201-1206页

作者：丁耀东张阳何兰青付萌赵昕黄露克王斌陈羽中汪朝晖马志强曾勇首都医科大学附属北京安贞医院冠心病中心北京鹰瞳科技发展股份有限公司爱康国宾健康体检管理集团有限公司

目的开发并验证一款基于视网膜眼底图像的深度学习模型, 用于识别冠心病及其危险因素。方法本研究为回顾性研究。收集2018年7月至2021年6月来自中国149家医院和体检中心, 年龄>18岁、具有完整冠状动脉造影及视网膜眼底图像的受试者。2... 详细信息

目的开发并验证一款基于视网膜眼底图像的深度学习模型, 用于识别冠心病及其危险因素。方法本研究为回顾性研究。收集2018年7月至2021年6月来自中国149家医院和体检中心, 年龄>18岁、具有完整冠状动脉造影及视网膜眼底图像的受试者。2名对研究设计不知情的放射科医师独立评估每位受试者的冠状动脉造影图像, 判断是否诊断为冠心病。使用卷积神经网络(CNN)深度学习模型, 根据有无冠心病将视网膜眼底图像进行标注, 按比例分为训练集和测试集进行模型训练。并且在测试集中分别使用单眼和双眼眼底图像评估模型预测性能。使用受试者工作特征曲线下面积(AUC)及相关系数(R2)评估模型识别心血管疾病危险因素(年龄、血压、性别)以及冠心病的效能。结果本研究收集到25 222名受试者的51 765张眼底图像, 其中男性14 419名, 冠心病患者10 255例。训练集纳入了22 701名受试者的46 603张眼底图像, 测试集共纳入2 521名受试者的5 162张眼底图像。在测试集中, 模型从单眼和双眼视网膜眼底图像中判断年龄的R2分别为0.931(95%CI 0.929～0.933)和0.938(95%CI 0.936～0.940)。从单眼和双眼视网膜眼底图像中识别性别的AUC值分别为0.983(95%CI 0.982～0.984)和0.988(95%CI 0.987～0.989)。该模型运用单眼(任一)眼底照片识别冠心病的AUC值为0.876(95%CI 0.874～0.877), 双眼(均值)眼底照片的AUC值为0.885(95%CI 0.884～0.888), 模型通过双眼视网膜眼底照片判断冠心病的灵敏度为0.894, 特异度为0.755, 准确度为0.714。结论基于视网膜眼底图像的深度学习模型在评估冠心病及其危险因素(年龄、性别)方面表现良好。

关键词：心血管疾病冠心病视网膜眼底图像深度学习模型