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第十二届全国流体力学学术会议

作者：曹竣哲刘沙钟诚文卓丛山西北工业大学航空学院流体系西北工业大学极端力学研究院

近年,临近空间飞行器快速发展,针对临近空间气体流动的数值模拟方法是相应的关键技术。与传统飞行器的设计空域不同,在临近空间,由于非平衡效应,对应纳维-斯托克斯(Navier-Stokes,N-S)方程的线性本构关系失效。针对该问题,对非线性耦合... 详细信息

近年,临近空间飞行器快速发展,针对临近空间气体流动的数值模拟方法是相应的关键技术。与传统飞行器的设计空域不同,在临近空间,由于非平衡效应,对应纳维-斯托克斯(Navier-Stokes,N-S)方程的线性本构关系失效。针对该问题,对非线性耦合本构关系(Nonlinear Coupled Constitutive Relation,NCCR)模型开展研究,解决了非线性NCCR方程组的求解难题,并开发了基于NCCR模型的数值模拟方法,对一系列典型非平衡流动进行数值模拟,定量验证了NCCR模型的准确性。结果表明,NCCR模型可以准确刻画弱非平衡流动,在小努森数情况下能够较为准确地预测壁面应力、热流与流场细节;随着流动非平衡属性进一步增强,NCCR方程的准确性下降,但始终优于N-S方程。

关键词：临近空间非平衡流动非线性耦合本构关系模型

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一种针对连续流域全速域流动的隐式动理学无粘通量

一种针对连续流域全速域流动的隐式动理学无粘通量

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中国力学大会-2021+1

作者：曹竣哲刘沙钟诚文卓丛山西北工业大学航空学院

亮点格式设计基于气体动理学思想,是从近年飞速发展的众多动理学格式中提取出的无粘通量(针对连续流域),是KFVS格式(Kinetic Flux Vector Splitting)与TTT格式(Totally Thermalized Transport)的耦合方法,前者蕴含的的自由输运机理使其...

亮点格式设计基于气体动理学思想,是从近年飞速发展的众多动理学格式中提取出的无粘通量(针对连续流域),是KFVS格式(Kinetic Flux Vector Splitting)与TTT格式(Totally Thermalized Transport)的耦合方法,前者蕴含的的自由输运机理使其善于处理激波,能够有效抑制激波数值失稳;后者在有限体积控制体界面采用平衡态假设,类似宏观方法中经典的中心格式,可以准确模拟边界层流动,使其能够准确预测(高)超声速流动中的应力、热流

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高阶简化离散统一气体动理论式

高阶简化离散统一气体动理论式

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第十一届全国流体力学学术会议

作者：钟鸣亮潘东鑫邹森卓丛山钟诚文西北工业大学航空学院流体力学系

本文提出了一种非结构网格下Boltzmann BGK模型方程的高阶简化离散统一气体动理论格式(simplified discrete unified gas-kinetic scheme,SDUGKS)。基于离散化Boltzmann BGK方程,通过分子速度特征线构造基于时间/空间重构的速度分布函... 详细信息

本文提出了一种非结构网格下Boltzmann BGK模型方程的高阶简化离散统一气体动理论格式(simplified discrete unified gas-kinetic scheme,SDUGKS)。基于离散化Boltzmann BGK方程,通过分子速度特征线构造基于时间/空间重构的速度分布函数介观通量,利用介观通量的矩计算宏观量的通量,更新每一时间步的流场并通过控制方程的多尺度离散格式求解分子速度分布函数。在介观通量重构时,以界面中点为格心,基于有限体积法,对控制方程进行有限单元上的体积分。在有限单元内,基于离散积分方程,采用单元界面上的介观通量和碰撞项在空间上的四阶复化求积,得到介观通量的一阶时间导数。介观通量的二阶时间导数则通过三个时间层上的一阶介观通量导数求解。较于两步时间重构,本文的高阶时间重构方法减少了为了得到通量的高阶时间导数而求解时空耦合输运方程的计算量。为保证空间重构的精度以及速度分布函数在分子速度特征线上时间/空间演化精度的一致性,在空间插值计算中采用四阶紧致最小二乘法。在得到介观通量的一阶、二阶时间导数后,基于Lax-Wendroff时间推进格式构造时间高阶格式。本文通过非定常Taylor-Green涡算例验证了时间四阶精度,通过Couette流算例证明了空间四阶精度。通过非结构网格,在不同雷诺数的圆柱绕流算例中,高阶SDUGKS精确描述了圆柱后缘分离点附近流场以及分离涡的精细结构,并用较低的网格分辨率得到详实的尾迹区流动演化过程。通过对比结果,本文方法被证明是一种精确的数值模拟工具。在并列双圆柱绕流算例中,高阶SDUGKS得到极为详尽的流动细节,在由非结构混合网格离散化的多连通域复杂流场求解中体现出非常好的精度,在工程中有广阔的应用前景。

关键词：离散统一气体动理论高阶格式不可压缩流有限体积法非结构网格

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基于Well-balanced格子玻尔兹曼正则化模型的数值研究

基于Well-balanced格子玻尔兹曼正则化模型的数值研究

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第十二届全国流体力学学术会议

作者：姜梦圆卓丛山杨泽人钟诚文刘沙西北工业大学航空学院流体力学系西北工业大学翼型、叶栅空气动力学重点实验室

标准的格子Boltzmann方法在模拟多相流过程中,经常会遇到界面虚假速度和热力学不一致的密度性质。2021年郭照立提出一种Well-balanced (WB)格子Boltzmann方法,可精准实现离散条件下两相系统的平衡特性,静止状态下界面虚假速度可降至机... 详细信息

标准的格子Boltzmann方法在模拟多相流过程中,经常会遇到界面虚假速度和热力学不一致的密度性质。2021年郭照立提出一种Well-balanced (WB)格子Boltzmann方法,可精准实现离散条件下两相系统的平衡特性,静止状态下界面虚假速度可降至机器误差层次。本文基于该思想,对界面力平衡结构进行了细致分析和对比,发展了Well-balanced格子玻尔兹曼正则化模型,研究了更窄界面厚度下、相界面变化之后的平衡特性。当前研究对比表明,正则化版本通过抑制高阶矩,在静止、动态界面状态下均保持了良好的精度,具备更好的稳定性。

关键词：格子Boltzmann方法正则化模型多相流 Well-balanced 虚假速度

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基于气体动理学的粒子方法直接松弛过程

基于气体动理学的粒子方法直接松弛过程

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中国力学大会-2021+1

作者：杨思睿刘沙钟诚文曹竣哲卓丛山西北工业大学航空学院流体力学系

介绍多尺度流动由于同时存在连续流和稀薄流,对流场的建模和预测非常复杂。利用气体动理学理论中模型方程的时间积分解(或等效特征线解)的多尺度特性来构造的数值方法严格地建立在模型方程的基础上,也因此受到模型方程的限制。对于具有...

介绍多尺度流动由于同时存在连续流和稀薄流,对流场的建模和预测非常复杂。利用气体动理学理论中模型方程的时间积分解(或等效特征线解)的多尺度特性来构造的数值方法严格地建立在模型方程的基础上,也因此受到模型方程的限制。对于具有非平衡内能的混合气体,建立具有完全渐近保持性质的模型方程的困难性和复杂性阻碍了方法的推广。应力、热流等宏观变量的松弛率是建立模型方程的基本约束条件,因此本文提出了不依赖模型方程直接采用宏观变量松弛率更新粒子速度的直接松弛(Direct Relaxation,DR)方法。

关键词：

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稀薄流动和多尺度流动预测中一般离散速度框架下的Maxwell气-面相互作用模型

稀薄流动和多尺度流动预测中一般离散速度框架下的Maxwell气-面相...

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第十二届全国流体力学学术会议

作者：陈健锋刘沙钟诚文杨彦广卓丛山西北工业大学航空学院中国空气动力研究与发展中心

稀薄流动和多尺度流动是十分重要的流动,广泛存在于航空航天飞行器、超低轨道飞行器和羽流周围的流动中。离散速度法(Discrete Velocity Method,DVM)和统一方法可以很好地解决稀薄流动和多尺度流动问题,但在现阶段,由于使用具有完全热... 详细信息

稀薄流动和多尺度流动是十分重要的流动,广泛存在于航空航天飞行器、超低轨道飞行器和羽流周围的流动中。离散速度法(Discrete Velocity Method,DVM)和统一方法可以很好地解决稀薄流动和多尺度流动问题,但在现阶段,由于使用具有完全热适应的漫反射边界条件,这些方法对于真实边界建模不够准确。从理论上讲,气体-气体相互作用(Gas-Gas Interaction,GGI)和气体-表面相互作用(Gas-Surface Interaction,GSI)共同构成了一个完整的动力学过程。同时,GSI的比例和重要性随着气体稀薄程度的增加而增加。DVM和统一方法实际上只解决GGI。因此,本文针对GSI,为DVM开发了一种适应系数可调的Maxwell边界条件。另一方面,由于非结构速度网格对于高超音速流动来说是必不可少的,并且有利于避免射线影响,因此本文方法直接基于非结构速度网格构建,并可同时兼容均匀结构的普通速度网格。根据气体分子性质的不同,本文边界条件发展了单元子和双原子两个版本,并与属于统一方法的通量简化的统一气体动力学格式相结合,形成了一种可靠的数值预测方法。通过一系列流动模拟验证了新边界计算方法的有效性和准确性。这些流动包括高超声速单原子气体流动(如平板绕流、圆柱绕流、钝楔绕流)和高超声速双原子气体流动(如钝圆柱绕流和平板绕流)。

关键词：多尺度流动 GSI 适应系数非结构速度网格

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基于提示学习的医学量表问题文本多分类研究

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中国循证医学杂志 2024年第1期24卷 76-82页

作者：郝洁彭庆龙丛山李姣孙海霞中国医学科学院/北京协和医学院医学信息研究所北京100020 哈尔滨工程大学青岛创新发展基地山东青岛266000

目的目前医学量表资源的加工与组织多集中在文档层面,不利于用户从条目层面进行检索与复用。本文旨在提出一种低资源场景下的医学量表条目多分类方法,支持细粒度医学量表资源组织与服务。方法采用一种基于预训练语言模型BERT的提示学... 详细信息

目的目前医学量表资源的加工与组织多集中在文档层面,不利于用户从条目层面进行检索与复用。本文旨在提出一种低资源场景下的医学量表条目多分类方法,支持细粒度医学量表资源组织与服务。方法采用一种基于预训练语言模型BERT的提示学习分类方法来实现医学量表条目文本的多分类。首先收集肺癌临床评估量表,提取功能、领域分类标签,采用人工标注“功能-领域”组合标签形成肺癌临床评估条目小样本语料集;然后采用提示学习方法,通过将自定义构建的模板格式输入BERT模型,对模板空缺位置进行预测填充;最后将填充文本映射到标签,实现对医学量表中条目文本的多分类。结果构建的语料包含肺癌临床评估条目347条,涉及“功能-领域”分类标签9个;在自制的语料集上,提出的多分类方法的平均准确率达到93%,比次优的GAN-BERT模型性能提高约6%。结论基于预训练语言模型BERT的提示学习分类方法能够在减少医学量表条目语料构建成本的同时保持较优的性能,在医学量表条目分类研究与实践中具有推广价值。

关键词：医学量表问题分类多分类提示学习预训练语言模型

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“可压缩空气动力学”一流课程建设中的课程思政改革与实践

“可压缩空气动力学”一流课程建设中的课程思政改革与实践

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第三届全国航空航天类课程思政教学改革论坛

作者：韩忠华宋文萍宋科卓丛山邓磊钟诚文杨旭东史爱明刘沙王跃西北工业大学航空学院翼型叶栅空气动力学国家级重点实验室

将"立德树人"思想政治工作贯穿教育教学全过程,是当前教育界的共识和努力方向。在建设西北工业大学航空航天大类核心课程"可压缩空气动力学"的过程中,聚焦"立德树人"要求,结合专业特色深入挖掘了课程所蕴含的思政教育元素,系统梳理了他... 详细信息

将"立德树人"思想政治工作贯穿教育教学全过程,是当前教育界的共识和努力方向。在建设西北工业大学航空航天大类核心课程"可压缩空气动力学"的过程中,聚焦"立德树人"要求,结合专业特色深入挖掘了课程所蕴含的思政教育元素,系统梳理了他们同专业知识之间的关联性,提出了具有鲜明航空特色、体现历史传承性和时代发展性的课程思政模式与有效实施方法。通过德育同专业知识教育的有机融合,更好地实现了德业兼修、相互促进,有力支撑了"可压缩空气动力学"实现一流课程建设目标。

关键词：课程思政可压缩空气动力学航空报国精神一流本科课程

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可压缩空气动力学一流本科课程建设与改革

可压缩空气动力学一流本科课程建设与改革

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第三届全国高等学校航空航天类专业教育教学研讨会

作者：韩忠华宋文萍宋科卓丛山邓磊钟诚文杨旭东史爱明西北工业大学航空学院翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室

打造一流本科课程是"建设有中国特色的世界高等教育强国"新时代教育战略的重要基础任务,是当前中国高校关注的热点问题。针对航空类专业核心课程"可压缩空气动力学",瞄准一流本科课程建设目标,开展了近5年的建设与改革实践。重点研究了... 详细信息

打造一流本科课程是"建设有中国特色的世界高等教育强国"新时代教育战略的重要基础任务,是当前中国高校关注的热点问题。针对航空类专业核心课程"可压缩空气动力学",瞄准一流本科课程建设目标,开展了近5年的建设与改革实践。重点研究了具有鲜明航空特色的思政教育方法、航空领域前沿科研成果进课堂的科研育人方法,以及"四堂结合"的线上线下混合式教学模式改革,重点解决了思政教育同航空航天专业教育如何相互促进、经典空气动力学知识体系与前沿科研成果如何相互融合、经典空气动力学课程如何实现教学模式创新等三个方面问题。课程建设与改革取得阶段性重要成效,2020年和2021年分别获批西北工业大学和陕西省一流本科课程(线上线下混合式),为进一步打造国家一流课程建立了坚实基础。

关键词：一流本科课程空气动力学线上线下混合式教学思政教育慕课

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统一气体动理学方法研究进展

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气体物理 2019年第4期4卷 1-13页

作者：刘沙王勇袁瑞峰张瑞陈健锋朱亚军卓丛山钟诚文西北工业大学航空学院陕西西安710072 香港科技大学深圳研究院广东深圳518057

在临近空间高超声速飞行器气动载荷、航天飞行器变轨/调姿、微尺度元器件传质/传热等科学和工程实践中,存在着大量的时序多流域(多尺度)流动问题以及位于单一流场中的复杂多流域问题(局部稀薄问题),对数值预测工作提出挑战.因此,近年来... 详细信息

在临近空间高超声速飞行器气动载荷、航天飞行器变轨/调姿、微尺度元器件传质/传热等科学和工程实践中,存在着大量的时序多流域(多尺度)流动问题以及位于单一流场中的复杂多流域问题(局部稀薄问题),对数值预测工作提出挑战.因此,近年来从介观气体动理学基础上发展出了一大类将连续流与稀薄流进行统一计算的高效数值方法,包括确定论形式的UGKS,GKUA和DUGKS方法,以及粒子形式的USP-BGK和UGKWP方法.文章围绕着确定论和统计粒子两类统一方法的最新研究进展进行回顾和分析,重点关注在每种方法中全流域统一性质的来源与实现方式、目前已取得的关键进展以及该方法的扩展性和应用价值.

关键词：跨流域流动多尺度数值计算方法统一气体动理学格式离散统一气体动理学格式气体动理学统一算法统一气体动理学波-粒子方法

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