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超临界压力碳氢燃料在AM通道中流动传热实验

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北京航空航天大学学报 2023年

作者：蔡磊韩怀志于瑞天罗文四川大学化学工程学院四川大学燃烧动力学中心

针对超临界压力正癸烷在增材制造(AM)粗糙通道与机械加工光滑通道中的流动和传热性能差异进行了对比实验研究。采用粗糙度仪获得AM通道和光滑通道的表面平均粗糙度分别为11 μm和 3 μm。考察不同系统压力(3 MPa、5 MPa和7 MPa)和壁面... 详细信息

针对超临界压力正癸烷在增材制造(AM)粗糙通道与机械加工光滑通道中的流动和传热性能差异进行了对比实验研究。采用粗糙度仪获得AM通道和光滑通道的表面平均粗糙度分别为11 μm和 3 μm。考察不同系统压力(3 MPa、5 MPa和7 MPa)和壁面热流密度(0.29 MW/m2、0.32 MW/m2和0.35 MW/m2)工况条件下，两种通道摩阻系数(f)和努塞尔特数(Nu)在不同流量下的变化规律。结果表明：在选定的流量范围内，AM通道的f和Nu皆大于光滑通道，AM通道的f是光滑通道的2.8～3.5倍，Nu数是光滑通道的1.7～2.3倍；增大系统压力会使AM通道的f降低，但却使光滑通道增加，而Nu在AM和光滑通道皆降低；随着壁面热流密度增加，AM通道的f和Nu皆降低，而光滑通道皆增加；粗糙通道具有很好的综合传热性能，并且在小流量时效果更好，其综合传热系数为1.2～1.5；提出了超临界碳氢燃料在增材制造通道中努塞尔特数和摩阻系数的关联式。

关键词：粗糙度增材制造流动阻力换热特性

组合肋通道流动与传热特性的数值模拟及优化设计研究

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组合肋通道流动与传热特性的数值模拟及优化设计研究

作者：于瑞天哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

燃气涡轮发动机作为一种动力装置,在航空、发电、化工、船舶等领域有着广泛的应用。随着对燃气涡轮发动机性能要求提高,涡轮前温度不断增加,运行温度远高于涡轮叶片材料的允许温度,将会给燃气涡轮发动机安全可靠的运行带来一系列严重的... 详细信息

燃气涡轮发动机作为一种动力装置,在航空、发电、化工、船舶等领域有着广泛的应用。随着对燃气涡轮发动机性能要求提高,涡轮前温度不断增加,运行温度远高于涡轮叶片材料的允许温度,将会给燃气涡轮发动机安全可靠的运行带来一系列严重的问题。肋通道冷却作为一种强化换热的手段,能够解决涡轮前温度提高带来的问题,保证涡轮叶片在高温燃气的环境中安全可靠的运行。因此肋通道流动与传热特性的研究,对燃气涡轮发动机的设计与制造具有重大的理论意义和应用价值。本文采用数值模拟的方法研究了均匀布置和非均匀布置组合肋通道流动与传热特性。考察了雷诺数和结构参数对通道壁面特征数的影响规律,分析了速度场、压力场、温度场和湍动能场的空间分布以及沿纵向剖线的变化规律,揭示了组合肋通道强化换热的机理。采用响应曲面法结合遗传算法对组合肋通道进行了多目标优化设计研究,探究了帕累托最优解结构参数的分布特征,以及不同雷诺数下帕累托最优解的变化规律。研究结果表明,对于不同肋型结构的通道,矩型肋通道的传热性能最好,半圆肋通道的压力损失最小,而组合肋通道中由于矩型肋和半圆肋的间隔布置,传热性能接近于矩型肋通道,压力损失接近于半圆肋通道,具有最好的综合传热性能。在对均匀布置组合肋通道中,随着肋间距与肋高比的增加,壁面Nu和壁面f先增加后减小,肋间距与肋高比为10时组合通道的综合传热效果最好。随着肋高的增加,壁面Nu和壁面f逐渐增加,并且增加的幅度逐渐减小。在对非均匀布置组合肋通道中,半圆肋位置和高度的改变对传热性能的影响有限,但可以有效的降低压力损失,与均匀布置通道相比,具有更好的综合传热性能。尤其是在矩型肋的前端布置一个高度较小的半圆肋,与仅使用矩形肋相比,传热性能有所提高,压力损失明显降低。通过对均匀布置、非均匀布置组合肋通道进行优化设计,得到了实现Nu/Nus最大化、f/fs最小化的帕累托最优解。对均匀布置组合肋通结构若要获得更好的传热性能,流动和结构参数应为Re=20494,p/e=10.23、e/D=0.1;若要获得最小的阻力损失,流动和结构参数应为Re=20399,p/e=15、e/D=0.05;Re=20435、p/e=12.24、e/D0.052时通道的综合传热性能最优为1.301。相应的对于非均匀布置组合肋通道,Re=20171、px/2p=0.52、es/e=1.25时传热性能最好,Re=20000、px/2p=0.7、es/e=0.86时阻力损失最小,Re=20006、px/2p=0.7、es/e=0.95时通道的综合传热性能最优为1.303。

关键词：叶片冷却组合肋非均匀布置数值模拟优化设计

内插松弛扭带波节管的流动与传热特性的数值模拟

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化工学报 2018年第4期69卷 1374-1384页

作者：韩怀志陈鑫胡怡然王坤芳崔运磊于瑞天哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

采用RNG k-ε数值模拟方法研究一种新型内插松弛扭带波节管(CLT)的流动与传热特性。将数值模拟结果与自建实验台的实验结果进行了对比验证;比较了CLT和内插松弛扭带光管(SLT)的传热性能差异;考察了CLT中扭率和余隙比对流动和传热特性的... 详细信息

采用RNG k-ε数值模拟方法研究一种新型内插松弛扭带波节管(CLT)的流动与传热特性。将数值模拟结果与自建实验台的实验结果进行了对比验证;比较了CLT和内插松弛扭带光管(SLT)的传热性能差异;考察了CLT中扭率和余隙比对流动和传热特性的影响规律。研究结果表明CLT相比于传统的SLT,传热性能最多提高1.17倍,综合传热性能的绝对数值最多增加0.15。CLT的综合传热性能随着扭率的增加而增加,而增加的幅度却逐渐减小,高Reynolds数时减小的程度更加显著。同时,综合传热性能随着余隙比的增大而降低并且降低的幅度也逐渐减小,在低Reynolds数时明显降低,而在高Reynolds数时略微降低。综合考虑,低Reynolds数时应该选择余隙比低的扭带,而高Reynolds数时则应选择余隙比高的扭带。

关键词：内插松弛扭带波节管 RNGk-ε模型数值模拟流动和传热特性综合传热性能

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偏心螺旋套管环形侧流动及换热特性数值研究

东北电力大学学报 2021年第6期41卷 53-60页

作者：罗文韩怀志于瑞天蔡磊高瑞琛四川大学化学工程学院四川成都610065

换热器作为关键设备,广泛运用于能源高效利用及能量交换等领域.其中,螺旋套管换热器是高效紧凑的流体换热设备,换热能力受流体物性、管材以及结构等因素的影响.内管偏心对螺旋套管环形侧的流动和换热特性具有重要影响.文中通过数值方法... 详细信息

换热器作为关键设备,广泛运用于能源高效利用及能量交换等领域.其中,螺旋套管换热器是高效紧凑的流体换热设备,换热能力受流体物性、管材以及结构等因素的影响.内管偏心对螺旋套管环形侧的流动和换热特性具有重要影响.文中通过数值方法模拟了不同偏心程度的螺旋套管,探究对比了五个偏心率对应环形流道的流动阻力及换热特性.研究结果表明:偏心螺旋套管环形侧的努塞尔数(Nu_(a))和摩擦因数(f_(a))随着内管偏心率的增加分别增大和减小.当偏心率从0增加至0.8,偏心螺旋套管环形侧的努塞尔数(Nu_(a))和摩擦因数(f_(a))分别增加9.8%和减小5.1%.此外,以同心直套管环形侧为强化传热技术评价的参照,偏心率为0.8的螺旋套管换热器的环形流道的综合传热性能PEC_(a)为1.39.与同心螺旋结构相比,偏心螺旋套管环形侧的PEC_(a)增加了11.9%.

关键词：偏心螺旋套管换热器偏心率环形流道换热强化因子

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基于变分量子电路的量子机器学习算法综述

计算机研究与发展 2025年

作者：于瑞祺张鑫云任爽北京交通大学计算机科学与技术学院

随着数据规模的增加，机器学习的重要性与影响力随之增大.借助量子力学的原理能够实现量子计算，结合量子计算和机器学习形成的量子机器学习算法对经典机器学习算法理论上能够产生指数级的加速优势.部分经典算法的量子版本已经被提出，... 详细信息

随着数据规模的增加，机器学习的重要性与影响力随之增大.借助量子力学的原理能够实现量子计算，结合量子计算和机器学习形成的量子机器学习算法对经典机器学习算法理论上能够产生指数级的加速优势.部分经典算法的量子版本已经被提出，有望解决使用经典计算机难以解决的问题.当前受量子计算硬件所限，可操控的量子比特数目和噪声等因素制约着量子计算机的发展.短期内量子计算硬件难以达到通用量子计算机需要的程度，当前研究重点是能够在中等规模含噪声量子（noisy intermediate-scale quantum，NISQ）计算设备上运行的算法.变分量子算法是一种混合量子-经典算法，适合应用于当前量子计算设备，是量子机器学习领域的研究热点之一.变分量子电路是一种参数化量子电路，变分量子算法利用其完成量子机器学习任务.变分量子电路也被称为拟设或量子神经网络.变分量子算法框架主要由5个步骤组成：1）根据任务设计损失函数和量子电路结构；2）将经典数据预处理后编码到量子态上，量子数据可以省略编码；3）计算损失函数；4）测量和后处理；5）经优化器优化参数.在此背景下，综述了量子计算基础理论与变分量子算法的基础框架，详细介绍了变分量子算法在量子机器学习领域的应用及进展，分别对量子有监督学习、量子无监督学习、量子半监督学习、量子强化学习以及量子电路结构搜索相关模型进行了介绍与对比，对相关数据集及相关模拟平台进行了简要介绍和汇总，最后提出了基于变分量子电路量子机器学习算法所面临的挑战及今后的研究趋势.

关键词：量子计算量子机器学习变分量子算法量子神经网络量子深度学习量子强化学习

基于核磁共振流体分布孔隙精细划分的致密油藏流体可动性特征研究

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地球物理学进展 2025年第1期 294-303页

作者：刘鹏彭斌于瑞江李婷高辉李腾中国石油股份有限公司玉门油田分公司采油工艺研究院西安石油大学石油工程学院西安石油大学西部低渗-特低渗油藏开发与治理教育部工程研究中心西安市致密油(页岩油)开发重点实验室

以长8致密油藏为研究对象，结合基于核磁共振分形理论的流体分布孔隙精细划分方法，开展了三种不同类型岩心流体可动性核磁共振测试，对不同类型岩心流体可动性进行了定量表征.实验结果表明：不同类型岩心流体可动性是物性、岩石学特征... 详细信息

以长8致密油藏为研究对象，结合基于核磁共振分形理论的流体分布孔隙精细划分方法，开展了三种不同类型岩心流体可动性核磁共振测试，对不同类型岩心流体可动性进行了定量表征.实验结果表明：不同类型岩心流体可动性是物性、岩石学特征以及微观孔隙非均质性耦合作用的结果，岩心中较大尺寸孔隙流体可动性显著影响了岩心的流体可动性；不同类型岩心中可动流体主要发生在P1-2和P1-3类孔隙之中，这两类孔隙的数量及其可动流体数量决定了岩心流体可动性；孔隙结构系数和流体可动性系数在定量表征流体可动性方面具有一定的优势，P1-2和P1-3类孔隙的孔隙结构复杂程度以及其流体可动性最终决定了岩心的流体可动性.

关键词：致密油藏流体可动性孔隙结构系数流体可动性系数

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针药结合治疗膝骨关节炎的疗效及对血清炎症疼痛介质的影响

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中华中医药学刊 2025年第02期 216-219页

作者：刘艳伟沈健于瑞杰孟爱霞承德医学院附属医院

目的研究针灸联合中药汤剂治疗膝骨关节炎的疗效及对血清炎症疼痛介质的影响。方法将2020年8月—2022年1月承德医学院附属医院膝骨关节炎80例患者作为研究对象，根据随机数字表法均分为两组，对照组40例、治疗组40例。对照组单纯应用... 详细信息

目的研究针灸联合中药汤剂治疗膝骨关节炎的疗效及对血清炎症疼痛介质的影响。方法将2020年8月—2022年1月承德医学院附属医院膝骨关节炎80例患者作为研究对象，根据随机数字表法均分为两组，对照组40例、治疗组40例。对照组单纯应用火针治疗，治疗组应用火针联合中药汤剂治疗。治疗8周后，比较两组患者疗效，炎症因子白介素-1(Interleukin-1,IL-1)、白介素-6(Interleukin-6,IL-6)、肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)水平，膝关节疼痛及活动度，骨关节炎指数，不良反应情况。结果治疗组总有效率为97.50%(39/40)显著高于对照组(80.00%,32/40),差异有统计学意义(P0.05),治疗后，两组患者炎症因子IL-1、IL-6、TNF-α水平均显著下降(P0.05),治疗后，两组患者VAS评分显著降低、主动活动及被动活动度显著增加(P0.05),治疗后，两组患者WOMAC评分显著下降(P0.05)。结论针灸联合中药汤剂治疗膝骨关节炎的疗效显著，能够降低炎症因子水平，更好地缓解患者膝关节疼痛、增加膝关节活动度，从而改善膝关节状况，具有良好的应用价值。

关键词：膝骨关节炎针灸中药汤剂炎症因子疗效不良反应

APCS-MLR结合PMF模型解析大气PM2.5中重金属元素来源及健康风险

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环境科学 2025年

作者：彭家美于瑞莲胡恭任陈衍婷吴雅清华侨大学化工学院华侨大学环境生态工程研究中心中国科学院城市环境研究所区域大气环境创新中心华侨大学分析测试中心

为探究江西省南康市大气PM2.5中重金属的污染特征、来源及健康风险，对该地区4个季节的大气PM2.5进行采样，用ICP-MS分析测定11种重金属元素（Cu、Fe、Zn、Mn、Cd、Co、As、Ba、Pb、Cr和Ti）的含量，分析了Cu、Fe、Zn、Mn、Cd、Co、As... 详细信息

为探究江西省南康市大气PM2.5中重金属的污染特征、来源及健康风险，对该地区4个季节的大气PM2.5进行采样，用ICP-MS分析测定11种重金属元素（Cu、Fe、Zn、Mn、Cd、Co、As、Ba、Pb、Cr和Ti）的含量，分析了Cu、Fe、Zn、Mn、Cd、Co、As、Ba和Pb的污染特征。结合富集因子分析、多变量分析方法（最大方差旋转因子分析）、APCS-MLR（绝对主成分线性回归）和PMF（正定矩阵因子）模型定量解析大气PM2.5中重金属来源，并对重金属元素的人体健康风险进行评价。结果表明，采样期间研究区ρ(PM2.5)平均值为46.98μg·m-3，超过国家环境空气质量二级标准，且PM2.5浓度在冬季最高。PM2.5中9种重金属浓度年平均值高低依次为：Fe＞Zn＞Pb＞As＞Mn＞Cu＞Ba＞Cd＞Co。富集因子分析结果显示，研究区大气PM2.5中大部分金属元素含量超过了江西省A层土壤环境背景值，除Fe和Ba外，其余重金属在环境中均相对富集，且受人类活动影响较大。因子分析表明，研究区大气PM2.5的重金属污染源主要有4类：机动车源、工业源、燃煤源和自然源，Mn、Cu和Zn主要来源为机动车排放源，Co主要来源于以家具厂为代表的工业源，As、Cd和Pb主要来源于燃煤，Fe和Ba以自然源为主。APCS-MLR和PMF模型分析结果表明，由人类活动所引起的污染来源（机动车源、工业源和燃煤源）具有更高的贡献率，其中的燃煤源，在两个模型中的贡献率为20%～40%。健康风险分析结果显示，9种重金属均不存在非致癌风险，As和Mn对3类人群均存在潜在致癌风险，且对成年男性的致癌风险最大。

关键词： PM 重金属富集因子绝对主成分线性回归(APCS-MLR) 正定矩阵因子(PMF) 健康风险

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面向分布式光伏群调群控的数字孪生方法

电网技术 2025年第2期49卷 593-603,I0061-I0063页

作者：蔡瑞天姚丽娟武昕华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

分布式光伏与数字孪生理念相结合,是应对大规模并网光伏群控挑战的有效方法,也是推进新型电力系统建设的重要内容。该文提出一种面向分布式光伏群调群控的数字孪生方法,拟从光伏一致性表征、孪生模型重建、功率推演预测3个方面支撑孪生... 详细信息

分布式光伏与数字孪生理念相结合,是应对大规模并网光伏群控挑战的有效方法,也是推进新型电力系统建设的重要内容。该文提出一种面向分布式光伏群调群控的数字孪生方法,拟从光伏一致性表征、孪生模型重建、功率推演预测3个方面支撑孪生系统构建。基于K-means算法提出光伏一致性表征方法,利用皮尔逊系数加权构造气象因子与光伏并网节点的电压灵敏度作为指标,对配电网电压影响相似的光伏进行聚类;以运动恢复结构(structure from motion,SFM)为原理提出基于加速稳健特征(speeded up robust features,SURF)算法的高质量相机位姿估计方法与低误差稀疏点云重建方法,再结合多视角立体视觉(multiple view stereo,MVS)原理提出点云稠密化方案,形成基于SFM-MVS的高保真光伏模型重建算法;基于长短期记忆网络(long-short term memory,LSTM)网络提出光伏短期功率预测方法,利用皮尔逊系数加权处理输入的光照、温度数据,并提出残差补偿机制和物理意义约束两部分提高预测结果准确性。文章最后通过实验,验证集群划分的合理性、光伏模型重建优越性以及功率预测的准确性。

关键词：数字孪生分布式光伏三维重建集群聚类功率预测