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回转体并联入水过程空泡及运动特性数值模拟

哈尔滨工业大学学报 2021年第12期53卷 23-32页

作者：余德磊王聪何超杰哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

为研究初始参数对回转体并联入水空泡及运动特性影响,基于有限体积法,采用realizable k-ε湍流模型、VOF(volume of fluid)多相流模型和Schnerr and Sauer空化模型,并引入重叠网格技术,对不同入水速度、不同初始净距和不同横流速度的回... 详细信息

为研究初始参数对回转体并联入水空泡及运动特性影响,基于有限体积法,采用realizable k-ε湍流模型、VOF(volume of fluid)多相流模型和Schnerr and Sauer空化模型,并引入重叠网格技术,对不同入水速度、不同初始净距和不同横流速度的回转体并联入水过程进行数值模拟。首先,建立了回转体高速并联入水的数值计算模型,验证了计算方法的有效性。然后,基于此模型开展不同初始参数的并联入水数值计算,得到不同参数下的流场及运动特征。最后,结合计算结果分析了不同参数下并联运动体的空泡形态及特征尺寸变化、侧向与偏航运动规律。研究结果表明,随着入水初速度增大,内侧空化现象越剧烈,同一量纲一的时刻空泡的外侧极径和限制长度增大,回转体量纲一的侧向位移和偏航角越大。随着初始净距减小,同一量纲一的时刻空泡的限制长度越小,回转体的量纲一的侧向位移和偏航角先增大后减小。小横流作用下,迎流与背流回转体的外侧空泡径向尺寸与单体基本相同,而长度略大,随着横流速度增大,并联入水状态的空泡尺寸差异同单体相比增大;内侧空泡的径向尺寸差异较大,其中迎流回转体的内侧空泡极径较大,且随着横流速度增大极径的最大值始终维持在d+D/2左右。横流速度较小时,并联入水回转体头部靠近而尾部远离;横流速度较大时,两回转体头部远离而尾部靠近。

关键词：回转体并联入水空泡形态运动特性数值计算

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回转体低速串联入水空泡及运动特性试验研究

兵工学报 2020年第7期41卷 1375-1383页

作者：余德磊曹伟魏英杰哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001

为研究回转体串联入水过程中的空泡演化及运动特性,基于高速摄像及时序释放系统,开展了不同入水初始间距的回转体低速串联入水试验。利用图像处理技术对采集图像序列中的回转体运动进行识别提取,得到入水初始间距对回转体的入水空泡、... 详细信息

为研究回转体串联入水过程中的空泡演化及运动特性,基于高速摄像及时序释放系统,开展了不同入水初始间距的回转体低速串联入水试验。利用图像处理技术对采集图像序列中的回转体运动进行识别提取,得到入水初始间距对回转体的入水空泡、纵向位移及偏转角的影响规律。试验结果表明:较小入水初始间距的回转体串联入水过程中,两运动体的空泡结构及尺寸均受到影响;随着入水初始间距增大,回转体串联入水过程中依次出现碰撞扰动、封闭空腔扰动、过渡扰动与弱扰动4种运动模式,在不同的运动模式中,两运动体的空泡及运动特性存在较大差异,其中碰撞扰动模式对回转体的运动特性影响最大。

关键词：两运动体低速入水空泡演化运动特征

双回转体串联入水过程空泡演化及运动特性研究

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双回转体串联入水过程空泡演化及运动特性研究

作者：余德磊哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

双回转体串联入水指的是在空间上沿轴向排布,以先后顺序入水的过程,其具有重要的军事与化工应用背景,如机载撒布式灭雷、分段式航行体设计,多物体的表面处理及热处理过程。在此背景下本文通过试验与数值相结合的方法进行串联自由入水研... 详细信息

双回转体串联入水指的是在空间上沿轴向排布,以先后顺序入水的过程,其具有重要的军事与化工应用背景,如机载撒布式灭雷、分段式航行体设计,多物体的表面处理及热处理过程。在此背景下本文通过试验与数值相结合的方法进行串联自由入水研究。在试验方面,建立了入水速度可调、入水时序可控的双回转体串联入水试验系统。基于此试验系统进行了固定高度下的双回转体串联入水试验,通过对比不同入水时序下的运动过程,划分了四种运动模式,得到了四种模式下的空泡演化特征与运动规律;进行了不同结构参数的回转体串联入水试验,研究了次发的长细比和锥角对回转体串联入水运动的影响;进行了不同入水速度下的回转体串联入水试验,通过试验图像研究了不同入水速度下典型的空泡演化特征,分析了不同Fr下碰撞时刻及临界碰撞时序分布特征,对比了相同时间内的两运动体姿态分布特征。在数值仿真方面,建立了六自由度回转体串联入水运动仿真模型,并结合试验进行验证。基于此仿真模型进行了不同入水时序的仿真研究,分析了不同入水时序下的多相流场及流体动力特性;接着研究了封闭空腔扰动下的流体动力特征,结合压力特征分析了封闭空腔与独立的尾空泡对首发运动的影响。

关键词：双回转体入水碰撞流场扰动空泡演化运动特征

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高速射弹并联入水过程空泡演化特性试验

哈尔滨工业大学学报 2020年第12期52卷 15-20页

作者：黄海龙王聪余德磊张鹤卢佳兴北京宇航系统工程研究所北京100076 哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

为研究多射弹并联入水时多空泡演化特征,首先设计了可用于双射弹水平高速入水的发射装置,通过试验验证了该系统的可行性;然后基于该系统进行了不同空化器直径、径向间距的双射弹并联入水试验,利用高速摄影技术采集到双射弹在并联入水运... 详细信息

为研究多射弹并联入水时多空泡演化特征,首先设计了可用于双射弹水平高速入水的发射装置,通过试验验证了该系统的可行性;然后基于该系统进行了不同空化器直径、径向间距的双射弹并联入水试验,利用高速摄影技术采集到双射弹在并联入水运动过程;最后对采集到的运动序列图片进行数据分析,得到双射弹在并联入水过程中的双空泡演化规律,揭示了射弹并联入水过程中空泡之间的耦合演化机理.试验结果表明:高速射弹并联入水过程中,其空泡演化过程存在穿越、吸引及截断3种典型现象;空化器直径与射弹径向间距均是影响双空泡耦合特性的重要因素.相同射弹径向间距时,随着射弹空化器直径减小,双空泡之间的耦合程度减弱,完全穿越转变成部分穿越现象;相同的空化器直径时,随着双射弹的径间距增大,射弹的脱落空泡之间的吸引现象逐渐减弱,但是脱落空泡的偏移幅值随着径向间距的增大呈现先增大后减小的变化趋势;当双射弹存在前后距离时,先发射弹易出现空泡的截断现象.随着轴向间距增大,截断现象将减弱.根据独立膨胀原理可知,相同条件下射弹前后间距减小时截断现象亦将减弱.

关键词：并联入水空泡演化高速射弹空泡耦合特性独立膨胀原理

基于动网格技术的垂直发射燃气流效应自排导仿真

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海军工程大学学报 2024年第5期36卷 15-20页

作者：肖金石余德磊张帆海军工程大学兵器工程学院武汉430033 91428部队浙江宁波315400

为了研究垂直发射燃气流自排导装置结构的排导特性,建立了垂直发射自排导装置实体与三维湍流模型,设计了燃气流排导数值仿真流程,用正四面体动网格更新方法实现了燃气流自排导“非定常”精细化数值仿真。该方法的变量残差值均较快收敛(<... 详细信息

为了研究垂直发射燃气流自排导装置结构的排导特性,建立了垂直发射自排导装置实体与三维湍流模型,设计了燃气流排导数值仿真流程,用正四面体动网格更新方法实现了燃气流自排导“非定常”精细化数值仿真。该方法的变量残差值均较快收敛(<10^(-3)),满足工程数值计算要求。研究发现:燃气流对筒底压力瞬时温度近3000 K、冲击达2.5 MPa,内外筒间隙对排导效率有直接影响,导流锥形状对燃气流折返效率的影响不规则,但0.2 s后随收缩角增大而增强。这些排导特性为垂直发射燃气流自排导优化研究提供了参考借鉴。

关键词：垂直发射动网格技术燃气射流自排导

民宿设计中“粗材精做”的肌理构建与创新研究——基于英德鱼咀村民宿实践

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居舍 2025年第02期 123-125页

作者：余德彬广州番禺职业技术学院

以英德鱼咀村民宿项目为对象，探究在民宿设计中巧妙运用原始素材肌理的方法，以营造出既展现地域特色又富有艺术内涵、能为人们带来独特难忘居住体验的室内装饰空间。项目实施采用了与自然环境和谐共生的方式，选取本地石材、竹材等天... 详细信息

以英德鱼咀村民宿项目为对象，探究在民宿设计中巧妙运用原始素材肌理的方法，以营造出既展现地域特色又富有艺术内涵、能为人们带来独特难忘居住体验的室内装饰空间。项目实施采用了与自然环境和谐共生的方式，选取本地石材、竹材等天然材料，结合传统元素与环保工艺，对建筑与环境、室内空间布局与陈设进行优化融合。深刻体现出粗糙材质精致运用的魅力，提升了民宿的艺术魅力与个性化特征，同时促进了乡村经济增长和文化传承。该民宿项目通过尊重并合理应用自然材质，不仅展现地域风情、为市场发展注入潜力，还具有重要社会意义。

关键词：民宿设计粗材精做肌理创新

人工智能时代高校教师角色认同困境及突破路径

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黑龙江高教研究 2025年第2期 102-108页

作者：李佳谭英磊哈尔滨工业大学上海民航职业技术学院

随着教育技术的飞速发展，智慧教育的普及为教学带来了诸多便利，但致使部分高校教师感到自身传统角色价值受到挑战，产生了角色认同迷茫，主要表现为智能赋能引领高校教师角色朝着多元化方向演变、技术依赖导致高校教师角色定位趋于模... 详细信息

随着教育技术的飞速发展，智慧教育的普及为教学带来了诸多便利，但致使部分高校教师感到自身传统角色价值受到挑战，产生了角色认同迷茫，主要表现为智能赋能引领高校教师角色朝着多元化方向演变、技术依赖导致高校教师角色定位趋于模糊、多重期待影响高校教师角色塑造，其根源在于高校教师教育观念滞后导致角色目标价值不清、技术整合挑战致使角色智能素养欠缺、评价体系滞后造成角色转变动力不足。高校教师正身处一个由智慧赋能、技术依赖、多重期待共同编织的角色认同困境中，亟须通过自我反思、专业成长、外部支持等途径，重新定位角色价值，明确职责边界，实现个人与职业的和谐发展。

关键词：人工智能高校教师角色认同

文旅融合背景下历史街区更新成效评估及提升路径研究——以开封市三个历史街区为例

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自然资源学报 2025年第1期 164-180页

作者：杜锦苗长虹许家伟喻忠磊李丽杰张艳河南大学黄河文明与可持续发展研究中心暨黄河文明省部共建协同创新中心河南省城乡规划设计研究总院股份有限公司河南财经政法大学河南省城乡空间数据挖掘院士工作站/城乡协调发展河南省协同创新中心

历史街区是一种动态型的城市遗产，其保护与更新对传承城市历史文脉、振兴经济和实现高质量发展至关重要。从文旅融合背景出发，构建了涵盖物质空间更新、文化保护与展示、文旅活化利用的历史街区更新成效评估框架。基于游憩者的主观评... 详细信息

历史街区是一种动态型的城市遗产，其保护与更新对传承城市历史文脉、振兴经济和实现高质量发展至关重要。从文旅融合背景出发，构建了涵盖物质空间更新、文化保护与展示、文旅活化利用的历史街区更新成效评估框架。基于游憩者的主观评价，采用AHP法和模糊综合评价法对开封市三个典型的历史街区进行更新成效评估，并基于“满意度—重要性”矩阵分析识别更新的优化路径。结果显示：三个历史街区更新成效均较好、差异较小，双龙巷、马道街、书店街分别为3.801、3.794、3.759；物质空间更新成效双龙巷的得分高于书店街和马道街，文旅活化利用成效书店街和马道街的得分优于双龙巷，文化保护与展示成效得分差异较小。在指标层，各街区街巷风貌和活化认可度普遍评价较好，书店街和马道街的街巷景观、基础设施和街巷维护评价较低，双龙巷的文旅特色、多元活化和基础设施评价较低。三个历史街区均需提升交通可达性；书店街需改善街区环境，强化街区文化展示与文化内涵认知；马道街需增强文化吸引力，提升文化沉浸互动体验；双龙巷需提升文化吸引力和业态多元化。

关键词：文旅融合历史街区文化遗产城市更新成效评估提升路径

基于有限状态机的六足机器人人机协同指令优选方法

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控制与决策 2025年第1期 327-335页

作者：尤波董正李佳钰陈潇磊陈晨丁亮哈尔滨理工大学黑龙江省复杂智能系统与集成重点实验室布里斯托大学布里斯托机器人实验室哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室

针对六足机器人在复杂环境下如何决策出最优人机指令组合问题,提出将操控指令权限分配的过程分为离线和在线两个阶段.在离线阶段,将六足机器人运动过程中机身的稳定裕度、能量消耗和与障碍物的碰撞接触时间作为指令优选的约束条件,并建... 详细信息

针对六足机器人在复杂环境下如何决策出最优人机指令组合问题,提出将操控指令权限分配的过程分为离线和在线两个阶段.在离线阶段,将六足机器人运动过程中机身的稳定裕度、能量消耗和与障碍物的碰撞接触时间作为指令优选的约束条件,并建立评价函数实现在进入地形前获得最优的操控指令组合;在线阶段,依据上述3个约束条件量化有限状态机网络中的状态转移概率,并人为设置约束条件阈值作为触发条件,向最优的人机决策指令状态进行转换.最后利用半物理仿真系统进行实验,结果表明所提出的决策方法在稳定裕度上相对于其他操控方法提高约15%～25%;能量消耗上降低了约10%～50%;碰撞接触时间降低了约10%～50%.

关键词：六足机器人有限状态机协同决策指令优选约束条件评价函数

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