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褶皱位置对蜻蜓滑翔翼气动性能的影响

航空动力学报 2021年第7期36卷 1434-1442页

作者：许娜周帅至牟晓蕾烟台大学机电汽车工程学院山东烟台264005 烟台大学土木工程学院山东烟台264005

改变昆虫翅膀的褶皱结构可以优化翼型的气动性能,有利于微型飞行器的气动设计。以蜻蜓翼作为参考,采用计算流体力学(CFD)的方法计算了攻角范围为0°~20°,雷诺数范围为700~2300时褶皱位于前缘、尾缘和中部位置时三种翼型的滑翔气动性能... 详细信息

改变昆虫翅膀的褶皱结构可以优化翼型的气动性能,有利于微型飞行器的气动设计。以蜻蜓翼作为参考,采用计算流体力学(CFD)的方法计算了攻角范围为0°~20°,雷诺数范围为700~2300时褶皱位于前缘、尾缘和中部位置时三种翼型的滑翔气动性能。结果表明:在不同攻角和雷诺数下,褶皱位于尾缘的翼型具有最大的升力系数和升阻比,滑翔气动性能最优;当雷诺数为1500,攻角为10°时,褶皱位于尾缘的翼型时均升力系数分别比位于前缘和中部的翼型提高了58%和82%,升阻比分别提高了49%和33%;这是由于尾缘褶皱中的涡起到了延缓前缘涡脱落的作用,使前缘涡更为集中,更贴近壁面。

关键词：微型飞行器褶皱滑翔计算流体力学气动性能

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褶皱位置分布对蜻蜓翼型气动性能影响的数值研究

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褶皱位置分布对蜻蜓翼型气动性能影响的数值研究

作者：周帅至烟台大学

学位级别：硕士

微型飞行器在军事和民用领域具有广泛的应用前景,随着小型化发展的要求,微型飞行器面临低雷诺数下的空气动力学问题。低雷诺数环境中,传统光滑翼型会受到黏性效应的影响,产生层流分离等情况,限制其气动性能,因此,从飞行能力较强的昆虫... 详细信息

微型飞行器在军事和民用领域具有广泛的应用前景,随着小型化发展的要求,微型飞行器面临低雷诺数下的空气动力学问题。低雷诺数环境中,传统光滑翼型会受到黏性效应的影响,产生层流分离等情况,限制其气动性能,因此,从飞行能力较强的昆虫翅膀形态特征中汲取灵感发展高气动性能的翼型具有一定的工程意义。蜻蜓作为自然界中飞行的佼佼者,其翅膀具有两个显著特征:横截面存在褶皱结构和前后翼的串列气动布局。褶皱结构作为蜻蜓翅膀的一个显著形态特征,可提高翅膀的强度,但其在低雷诺数下的空气动力学影响还未得到统一的结论,本文应用计算流体力学（CFD）方法,针对滑翔和拍动两种飞行状态,研究了褶皱位置分布对单翼和串列翼的非定常空气动力学性能的影响。首先,通过研究褶皱弦向位置分布对单翼气动性能的影响,揭示了褶皱翼型的流动规律,对褶皱弦向位置分布的影响进行了总结。在雷诺数为1500时,尾缘褶皱中的涡对前缘涡产生了吸附作用,使前缘涡更贴近壁面并延缓了前缘涡的脱落,增大了翼型上翼面的负压,使得褶皱位于尾缘时翼型的滑翔气动性能最优,雷诺数的改变没有对该现象产生影响;而拍动飞行时,较大的拍动攻角使绕流存在大尺度流动分离,翼型气动性能对表面褶皱结构的敏感度降低,从而使得褶皱弦向位置的改变对气动性能的影响小于滑翔飞行。其次,对单翼上、下翼面的褶皱进行了区分,揭示了上、下翼面褶皱分布对翼型气动性能的影响规律。研究表明:无论是在滑翔还是拍动飞行时,上翼面尾缘的褶皱均能提高该表面的负压,对翼型气动性能的提高是有利的;下翼面褶皱则会降低该表面的正压,对翼型的气动性能产生了不利的影响。最后,在串列翼中对褶皱弦向位置的影响进行了研究,揭示了褶皱弦向位置分布对前后翼气动相互作用机理的影响。研究表明:滑翔飞行时褶皱位于前翼尾缘的串列翼气动性能最优,前后翼以0°相位差拍动时串列翼产生的气动力最大;在两种飞行状态下,前翼褶皱结构的改变对后翼的影响并不明显;后翼的褶皱位于尾缘时,可以提高前翼的气动性能,但前后翼以180°相位差拍动时这种提高并不明显。

关键词：蜻蜓褶皱翼型滑翔飞行拍动飞行气动性能

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结核病蛋白亚单位疫苗佐剂研究进展

中华微生物学和免疫学杂志 2024年第6期44卷 489-500页

作者：周帅牛红霞浙江中医药大学基础医学院病原生物与免疫学教研室杭州310053

结核病是由结核分枝杆菌感染引起的全球传染病,是导致人类死亡的十大主要原因之一。卡介苗(BCG)是目前唯一临床应用的结核病疫苗,但其对成人结核病的保护作用不明确。在结核病新型疫苗中,蛋白亚单位疫苗因其成分明确、安全性高的特点,... 详细信息

结核病是由结核分枝杆菌感染引起的全球传染病,是导致人类死亡的十大主要原因之一。卡介苗(BCG)是目前唯一临床应用的结核病疫苗,但其对成人结核病的保护作用不明确。在结核病新型疫苗中,蛋白亚单位疫苗因其成分明确、安全性高的特点,且具有强化BCG效应的优势,近年来备受关注。然而,亚单位结核病疫苗中的蛋白抗原所诱导的免疫应答较弱,通常需要佐剂辅助以增强其免疫效果。本综述旨在关注结核病疫苗新制剂中使用的各类佐剂(包括已进入临床试验阶段和尚处于临床前开发阶段的佐剂),对各类佐剂的优缺点及可应用性进行客观评价,并指出目前佐剂研究中存在的问题及未来的研究方向。

关键词：结核病亚单位疫苗佐剂中药佐剂

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超临界地热资源地球物理勘探研究进展

地球物理学进展 2024年

作者：曾昭发周帅李静吉林大学地球探测科学与技术学院

超临界地热能够提取常规增强型地热系统(EGS)十倍以上能量，成为新兴能源发展方向，虽然我国已成为中低温地热直接利用量最大的国家，但地下深部高温地热资源的勘探与开发水平还有待提高。本文通过国内外高温高压物理实验、数值模拟、... 详细信息

超临界地热能够提取常规增强型地热系统(EGS)十倍以上能量，成为新兴能源发展方向，虽然我国已成为中低温地热直接利用量最大的国家，但地下深部高温地热资源的勘探与开发水平还有待提高。本文通过国内外高温高压物理实验、数值模拟、地球物理探测与监测方法四个方面的研究进展对超临界情况下岩石-流体-气体三相介质的地球物理性质进行了总结和分析，对我国典型的高温地热区进行超临界地热资源勘探潜力评价初步讨论，基于地球物理综合探测结果预测了我国潜在的超临界深部地热资源勘探区，为我国超临界地热资源的商业化利用提供支持。

关键词：超临界地热资源地球物理勘探岩石地球物理高温高压研究进展

小球藻和牛粪微波催化共热解的特性研究和生物油组分分析

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小球藻和牛粪微波催化共热解的特性研究和生物油组分分析

作者：周帅广西大学

学位级别：硕士

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多孔介质中的铁磁流体模型及解耦算法研究

多孔介质中的铁磁流体模型及解耦算法研究

作者：周帅烟台大学

学位级别：硕士

本文建立了一种基于Cahn-Hilliard方程的两相多孔介质铁磁流体数学模型,同时建立了其能量定律.为了高效地求解非线性、耦合、鞍点结构的多孔介质铁磁流体系统,我们通过等价变换消除了磁化磁场与磁势之间的线性耦合,通过压力投影方法消... 详细信息

本文建立了一种基于Cahn-Hilliard方程的两相多孔介质铁磁流体数学模型,同时建立了其能量定律.为了高效地求解非线性、耦合、鞍点结构的多孔介质铁磁流体系统,我们通过等价变换消除了磁化磁场与磁势之间的线性耦合,通过压力投影方法消除了速度与压力的线性耦合.进一步,为了处理模型中的非线性耦合,我们发展了辅助标量法(SAV方法)和零能量法(ZEC方法)的一个统一框架.我们还巧妙地利用L2投影将间断有限元空间投影到连续有限元空间以此来处理计算过程中有效磁场在内部边界跳跃问题.综合上述方法,我们提出了线性、时间一阶/二阶精度、完全解耦、质量守恒和无条件能量稳定的格式.通过我们的格式可以将原来的复杂系统转化为几个独立的、易解决的椭圆问题.我们还进一步证明了格式的质量守恒、无条件能量稳定性和适定性.最后,通过几组数值算例(包括:收敛性实验、能量稳定性实验以及Saffman Taylor finger不稳定性实验)验证了本文所建立的数学模型以及格式的有效性、收敛性和稳定性.

关键词：两相多孔介质铁磁流体 SAV-ZEC统一框架解耦格式无条件稳定

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镶拼式汽车冲压模具方案设计与仿真研究

镶拼式汽车冲压模具方案设计与仿真研究

作者：周帅烟台大学

学位级别：硕士

冲压模具是汽车产业链的重要组成部分。但大中型汽车冲压模具加工过程复杂,需要大型数控加工设备支持,且后期热处理要求较高。针对大中型汽车冲压模具,采用镶拼式结构,不但能有效解决中小模具企业无法加工大中型模具、热处理困难等问题... 详细信息

冲压模具是汽车产业链的重要组成部分。但大中型汽车冲压模具加工过程复杂,需要大型数控加工设备支持,且后期热处理要求较高。针对大中型汽车冲压模具,采用镶拼式结构,不但能有效解决中小模具企业无法加工大中型模具、热处理困难等问题,还可以确保不会因局部损坏而造成整个模具的报废。目前,镶拼式汽车冲压模具,无论是前期的模具分割制造还是后期的模具镶拼块夹紧装配,主要依靠工人的经验来完成,缺少相关理论与技术指导。为提高镶拼式汽车冲压模具分割制造的可行性,保证模具使用过程中的整体可靠性,本文对镶拼式汽车冲压模具的分割技术及其夹紧固定方法进行了研究。具体研究工作包括以下内容:(1)对国内外关于模具分割制造技术以及模具镶拼块夹紧固定方法的研究现状进行综合分析,确定本文的研究路线。基于模具的结构静力学分析,介绍相关静力学理论,为本文后续的研究奠定理论基础。(2)镶拼式汽车冲压模具分块影响因素及仿真分析。介绍目前镶拼式汽车冲压模具行业应用较多的模具镶拼块分割方法,根据相应的分割方法建立不同模具三维模型,通过仿真分析验证模具镶拼块分割方法的准确性。(3)镶拼式汽车冲压模具夹紧方案设计及仿真分析。介绍目前镶拼式汽车冲压模具行业应用较多的模具镶拼块夹紧固定方法,根据不同夹紧方案建立不同模具三维模型,通过仿真分析验证模具镶拼块夹紧固定方法的可靠性。(4)某汽车悬架支撑件修边模具实例研究。应用前文的研究进行模具的分割以及相应夹紧方案的设计,建立镶拼式汽车悬架支撑件修边模具三维模型,进行模具的强度分析以及疲劳分析,并进行上述模具的实例分析。本文研究成果揭示了镶拼式汽车冲压模具的可行性,降低模具制造对大型精密机床的要求,使模具易受损部位更换方便,具有重要的研究意义。

关键词：镶拼式模具分割制造夹紧固定仿真分析

基于驾驶人视觉特性的高速公路养护作业路段安全评价研究

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基于驾驶人视觉特性的高速公路养护作业路段安全评价研究

作者：周帅山东交通学院

学位级别：硕士

高速公路养护作业因占据车道,布设大量的警示信息牌和防撞设施等,改变了原本的动态交通系统环境,形成了行车安全风险较大的区域。在复杂的养护作业路段环境下,加大了养护作业的组织管理难度,增加了驾驶人的视觉负荷和行车危险性,驾驶人... 详细信息

高速公路养护作业因占据车道,布设大量的警示信息牌和防撞设施等,改变了原本的动态交通系统环境,形成了行车安全风险较大的区域。在复杂的养护作业路段环境下,加大了养护作业的组织管理难度,增加了驾驶人的视觉负荷和行车危险性,驾驶人的视觉认知错误和作业路段特殊的交通环境是造成交通事故的重要原因。因此,开展驾驶人在高速公路养护作业路段条件下行车安全的视觉特性研究很具有必要性。本文以驾驶人的动态视觉行为为基础,分析在养护作业路段行车时的视觉变化规律,从驾驶人视觉特性方面来评估养护作业路段行车安全程度,对加强养护作业区的合理布设性和行车安全性,减少和防止交通安全事故的发生具有重要的理论意义,也为养护作业路段的安全评价提供新的借鉴。首先,分析高速公路养护作业路段基本特性以及该路段对驾驶人视觉行为的影响因素特性,针对驾驶人在养护作业区路段的行车环境特殊性,设计实车视觉采集试验方案,确定试验目的和试验过程,使用眼动仪采集驾驶人在高速公路养护作业路段行车时的视觉行为数据作为本文的研究基础,并选取适合研究养护作业路段行车安全的视觉表征指标。其次,基于试验获取的驾驶人视觉行为数据,分析各视觉行为特性的变化规律,并对各视觉特性进行单因素方差分析和非参数检验。使用K-means聚类算法将驾驶人视觉划分为六个兴趣区域,将注视行为作为指标进行注视点转移研究,建立高速公路养护作业路段驾驶人注视行为转移模型,进一步研究驾驶人在高速公路养护作业路段的视觉特性变化和影响行车安全的因素。最后,分析行车安全评价指标之间的相关性,构建基于驾驶人视觉特性的高速公路养护作业路段行车安全评价指标体系,从主客观方面运用组合赋权方法确定最终权重,建立基于驾驶人视觉特性的高速公路养护作业路段行车安全评价模型。本文以某改扩建作业路段为例,应用模糊综合评价模型对高速公路作业区路段行车安全性进行综合评价,最终评价结果为一般安全等级,车辆行车环境较为理想,验证了行车安全评价模型的适用性。

关键词：高速公路养护施工安全视觉特性注视转移安全评价

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高强钢丝编织菱形网的静压试验和理论分析

工程力学 2024年

作者：黄祺临汪敏蒋伟周帅陆军勤务学院军事设施系

为了解高强钢丝编织的菱形网在垂直面内荷载作用下的力学性能，充分发挥其在锚杆支护金属网系统中的作用，设计了四周约束条件下菱形网垂直面内静压试验的加载方案，开展了不同厚度和内切圆直径的菱形网静压试验，结果表明：菱形网在静... 详细信息

为了解高强钢丝编织的菱形网在垂直面内荷载作用下的力学性能，充分发挥其在锚杆支护金属网系统中的作用，设计了四周约束条件下菱形网垂直面内静压试验的加载方案，开展了不同厚度和内切圆直径的菱形网静压试验，结果表明：菱形网在静压荷载作用下面内两个方向的变形均较为均匀；菱形网厚度对其竖向承载力、刚度等有影响，厚度越小，竖向极限荷载越大，近似线性段刚度越大；菱形网内切圆直径减小，菱形网的竖向极限荷载和近似线性段刚度均增大。结合试验现象和菱形网侧限面内拉伸力学性能的均质化简化方法，推导了菱形网静压荷载的理论计算公式，依据理论计算公式和计算流程图可以较好的预测菱形网在不同区域静压荷载作用下竖向荷载—位移之间的关系，给锚杆支护金属网系统中高强钢丝编织菱形网的工程应用提供参考依据。

关键词：高强钢丝锚杆支护菱形网静压试验理论分析