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航空学报 2023年第4期44卷 78-93页

作者：关清帝梁剑寒张林陈文武陈玉俏国防科技大学空天科学学院临近空间技术研究所长沙410073

输运型概率密度函数(PDF)方法能够精确求解湍流/化学反应相互作用,有望为超燃冲压发动机中复杂的超声速湍流燃烧模拟提供可靠的计算模型。目前超声速流中的概率密度函数方法研究大多局限在简单构型下,严重限制了其在实际超声速燃烧问题... 详细信息

输运型概率密度函数(PDF)方法能够精确求解湍流/化学反应相互作用,有望为超燃冲压发动机中复杂的超声速湍流燃烧模拟提供可靠的计算模型。目前超声速流中的概率密度函数方法研究大多局限在简单构型下,严重限制了其在实际超声速燃烧问题中的应用。本文旨在发展基于多块结构网格的曲线坐标概率密度函数方法,使其能适用于具有复杂构型的实际超声速燃烧问题模拟。推导了曲线坐标下的概率密度输运方程和随机微分方程,建立了一般曲线坐标系下的概率密度函数方法及其数值求解框架。提出了多块结构网格下的曲线坐标粒子追踪方法,通过多块网格间的拓扑信息进行粒子局部坐标转换与通信,解决了曲线坐标下粒子局部坐标与全局坐标不一致的问题,成功实现了粒子在全局网格的连续追踪。在一维激波管和二维时间混合层中,通过与精确解和直接数值模拟结果的对比,初步验证了该方法和模型的准确性。进一步在二维圆柱绕流和三维球头绕流算例中,测试了其处理复杂构型的能力。最后开展了典型的超声速同轴射流火焰的数值模拟,与实验结果进行了定量对比。结果显示预测的反应组分与实验符合较好,全面验证了一般曲线坐标系下的概率密度函数方法在实际超声速燃烧问题中的适用性和准确性。

关键词：概率密度函数方法大涡模拟粒子追踪曲线坐标超声速燃烧

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LES-标量PDF方法可压缩效应和耦合一致性研究

LES-标量PDF方法可压缩效应和耦合一致性研究

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作者：关清帝国防科技大学

学位级别：硕士

本文以输运型概率密度函数方法为对象,对LES-标量PDF方法可压缩效应影响及能量一致性进行了分析,同时对比分析了不可压湍流射流火焰和可压缩混合层中小尺度混合模型的混合特性。对焓方程中可压缩源项进行了初步建模,直接用可解量近似而... 详细信息

本文以输运型概率密度函数方法为对象,对LES-标量PDF方法可压缩效应影响及能量一致性进行了分析,同时对比分析了不可压湍流射流火焰和可压缩混合层中小尺度混合模型的混合特性。对焓方程中可压缩源项进行了初步建模,直接用可解量近似而忽略亚格子效应的影响,发展了保持能量一致的可压缩LES-标量PDF方法。在Sod激波管中进行方法验证,基于算例分析了可压缩项的影响,结果表明可压缩源项中压力时间导数项以及压力流动功对焓方程均有显著影响。测试了不同网格平均粒子数对PDF计算结果的影响,发现随着粒子数的增加,粒子统计误差会明显减小,而且在粒子数过少时,粒子统计误差的积累十分明显,将严重影响PDF解的精度。采用可压缩LES-标量PDF方法对无反应的二维时间发展混合层进行了数值模拟,并与单独的LES以及DNS结果进行了对比。可压缩LES-PDF方法正确预测了混合层的发展过程,得到了比LES方法更丰富的细节信息,尤其在亚格子脉动关联项的模拟上PDF方法与DNS计算结果符合良好,体现出了较传统大涡模拟方法的优势。同时也分析了粒子数的影响,发现当粒子数达到一定程度时,其对可解尺度量的影响将逐渐减弱,而对亚格子脉动量的影响则一直十分明显。研究了小尺度混合模型在可压和不可压条件下的混合特性。针对不可压条件,采用NGA-HPDF程序数值模拟了Sandia Flame D甲烷/空气射流火焰。对比了不同混合频率常数下的混合效果,结果显示混合频率常数越大,预测的燃烧温度相应越低。分析了IEM和Curl模型的混合特性,发现两者都没有很好的保持组分空间的局部性特征,且随机混合模型Curl计算的点的散布比确定性的IEM更大。针对可压缩条件,采用可压缩LES-标量PDF方法对二维瞬时混合层进行了模拟,对比了IEM、Curl以及EMST三种混合模型的特性。三者预测的亚格子脉动项均高于实际结果,且随着混合频率常数增大,预测值逐渐降低。随机混合模型Curl和EMST计算的结果基本一致,在无反应条件下确定性的IEM模型较随机混合模型Curl和EMST更接近DNS结果。

关键词： LES-标量PDF方法可压缩效应能量一致性小尺度混合模型

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守恒型可压缩一维湍流方法及其在超声速标量混合层中的应用

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航空学报 2021年第S1期42卷 75-88页

作者：陈崇沛梁剑寒关清帝高天运国防科技大学空天科学学院临近空间技术研究所长沙410073 国防科技大学国际关系学院南京210039

一维湍流(ODT)方法是一种能在一维计算域上遵循湍流基本物理规律的湍流建模方法。通过结合确定性和随机性求解方法,能够在一维计算域上准确捕捉到湍流统计规律,且降维建模可显著减小计算量。ODT方法主要被广泛用于不可压湍流和湍流燃烧... 详细信息

一维湍流(ODT)方法是一种能在一维计算域上遵循湍流基本物理规律的湍流建模方法。通过结合确定性和随机性求解方法,能够在一维计算域上准确捕捉到湍流统计规律,且降维建模可显著减小计算量。ODT方法主要被广泛用于不可压湍流和湍流燃烧研究,若要将其拓展用于模拟高速可压缩湍流,需对建模方法进行深度改进。相比于不可压ODT方法,本文基于欧拉参考框架,针对可压缩湍流的特性,将因变量由原始变量改为有利于减小可压缩湍流模拟误差的守恒通量,并加入了组分求解模块。对确定性和随机性求解模块均进行了相应的深度改进,开发出具有标量混合模拟功能的守恒型可压缩ODT方法。在确定性模块中改为求解以守恒通量为变量的一维截断控制方程,在随机性模块中构造一维涡时,将三联映射的作用对象也相应地由原始变量改为守恒通量,并选用了可保证变密度情况下动量守恒的双核变换。通过模拟空间发展超声速平面湍流混合层并将自相似阶段结果与实验结果比对,验证该方法对可压缩剪切湍流场中标量混合的捕捉精度。守恒型可压缩ODT方法模拟得到的速度场和组分场的平均剖面和脉动强度分布与实验结果准确吻合,精度明显优于传统的耦合梯度扩散亚格子模型的大涡模拟方法(LES-GRAD.DIFF.)以及耦合线性涡(LEM)亚格子模型的大涡模拟方法(LES-LEM),且该方法的降维处理使其在降低计算成本方面具有显著优势。

关键词：一维湍流(ODT) 可压缩湍流数值模拟守恒型混合层标量混合

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γ能谱测量中死时间与最佳峰计数率相关性研究

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核电子学与探测技术 2023年第5期43卷 912-916页

作者：李雪松余功硕康泰张小林梁建峰倪建忠余青江关清帝西北核技术研究所西安710024

探讨了在有限测量时间内更准确测量高放样品的最佳峰计数率条件。基于标准不确定度评价原理,获得了给定统计不确定度条件下,峰下本底占比和峰面积临界值之间应满足的函数关系。结果表明,要达到给定不确定度,峰下本底占比越大,要求累计... 详细信息

探讨了在有限测量时间内更准确测量高放样品的最佳峰计数率条件。基于标准不确定度评价原理,获得了给定统计不确定度条件下,峰下本底占比和峰面积临界值之间应满足的函数关系。结果表明,要达到给定不确定度,峰下本底占比越大,要求累计的峰面积临界值越大。基于泊松分布研究了相对死时间、峰计数率和输入计数率之间的函数关系,在相对死时间为(1-1/e)≈63.2%时,各能峰的计数率达到最大值。采用两种商用谱仪对上述结论进行了实验验证。

关键词： γ能谱高放样品计数率峰面积相对死时间

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LES-标量PDF方法可压缩模型研究

LES-标量PDF方法可压缩模型研究

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第十届全国流体力学学术会议

作者：关清帝梁剑寒孙明波张林国防科技大学空天科学学院高超声速冲压发动机技术重点实验室

湍流和化学反应的强相互作用给湍流燃烧模拟带来了巨大的挑战。对RANS和LES而言,由于反应源项的强非线性,存在平均或滤波后高阶矩的封闭问题。在输运型概率密度函数方法(transported probability density function,TPDF)中,可以精确处... 详细信息

湍流和化学反应的强相互作用给湍流燃烧模拟带来了巨大的挑战。对RANS和LES而言,由于反应源项的强非线性,存在平均或滤波后高阶矩的封闭问题。在输运型概率密度函数方法(transported probability density function,TPDF)中,可以精确处理湍流与化学反应相互作用,能很好的解决因平均或者滤波产生的反应源项及其他非线性项的封闭问题。TPDF方法在不可压流中的发展已经较为成熟,但是在可压缩条件下的研究还比较初步。本文对LES-标量PDF方法中可压缩效应的影响以及能量一致性进行了分析,对焓方程中可压缩源项进行了建模,发展了保持能量一致的可压缩LES-标量PDF方法。在Sod激波管中进行方法验证,分析了可压缩效应的影响,结果表明可压缩源项中压力时间导数项和压力做的流动功对焓方程均有显著影响,在可压缩流模拟中不可忽略;测试了不同网格平均粒子数对PDF计算结果的影响,发现随着粒子数的增加,粒子统计误差会明显减小,且在粒子数过少时,粒子统计误差的积累十分明显,严重影响PDF解的精度。最后采用可压缩LES-标量PDF方法对无反应的二维时间发展混合层进行了数值模拟,并与单独的LES和DNS结果进行了对比。结果显示可压缩LES-标量PDF方法正确预测了平面混合层的发展过程,得到了比LES方法更丰富的细节信息,尤其在亚格子脉动关联项的模拟上PDF方法与DNS计算结果符合良好,体现出了较单独的LES方法的优势。

关键词： LES-标量PDF方法可压缩效应能量一致性

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合肥高新：智慧平安小区为居民织牢安全防护网 006

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人民公安报

作者：关清罗文郑刘心帝

“前几年，小区治安形势较差，经常发生电动车电瓶盗窃案，业主群里都人心惶惶，智慧平安社区系统建成以后的一年时间里，盗窃案发案率大大降低，小区业主的安全感也大幅提升。”安徽省合肥市公安局高新分局蜀麓派出所负责复兴家园小区... 详细信息

“前几年，小区治安形势较差，经常发生电动车电瓶盗窃案，业主群里都人心惶惶，智慧平安社区系统建成以后的一年时间里，盗窃案发案率大大降低，小区业主的安全感也大幅提升。”安徽省合肥市公安局高新分局蜀麓派出所负责复兴家园小区的社区民警王卫平介绍道。10月14日上午，?

关键词：在逃人员安全防护网

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