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圆环形燃烧室两相混气旋转爆震波传播过程实验研究

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推进技术 2024年第2期45卷 97-104页

作者：贾冰岳张义宁孟皓潘虎洪延姬航天工程大学激光推进及其应用国家重点实验室北京101416 北京动力机械研究所北京100074

为分析不同燃烧室结构和来流工况对两相混气旋转爆震波传播过程的影响,在圆环形燃烧室内进行了实验研究。获得了不同来流总温T、燃烧室出口堵塞比β以及混气当量比φ对旋转爆震波传播特性的影响,并对典型工况下圆环形燃烧室内旋转爆震... 详细信息

为分析不同燃烧室结构和来流工况对两相混气旋转爆震波传播过程的影响,在圆环形燃烧室内进行了实验研究。获得了不同来流总温T、燃烧室出口堵塞比β以及混气当量比φ对旋转爆震波传播特性的影响,并对典型工况下圆环形燃烧室内旋转爆震波传播频率和切向热声耦合燃烧固有频率进行了计算。结果表明,燃烧室出口堵塞比变小时有利于旋转爆震波的稳定;旋转爆震波传播速度随来流总温和当量比的提高而增加;在两相混气中获得了一种传播速度大幅低于C-J理论值的低速爆震波。

关键词：旋转爆震波两相混气传播速度低速爆震实验研究

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吸气式旋转爆震发动机进气段流动特性研究

航空学报 2024年

作者：李冬张义宁凌文辉梁国柱孟皓北京航空航天大学宇航学院北京动力机械研究所

为了分析吸气式旋转爆震发动机燃烧室内非定常高压脉动对进气段内流动特征的反向影响，指导进气段设计，考虑进气段出口压力的时空特征，采用三维非定常数值方法对进气段内的流动过程和运动激波传播过程进行了数值模拟。根据计算结果，... 详细信息

为了分析吸气式旋转爆震发动机燃烧室内非定常高压脉动对进气段内流动特征的反向影响，指导进气段设计，考虑进气段出口压力的时空特征，采用三维非定常数值方法对进气段内的流动过程和运动激波传播过程进行了数值模拟。根据计算结果，分析了运动激波的形状特征、传播速度及压力等关键参数变化过程，得到了流动损失和进气段出口脉动反压的传播角频率、峰值以及时均值对流动特征的影响规律。运动激波作用导致进气段内呈现低压气流增压减速和高压气流减压加速的流动特征，相比于定常反压，脉动反压的影响边界更靠上游；角频率越高，则周向长度越长、振荡区域宽度越窄，气流经激波作用次数越多，但不同角频率下出口气流的平均总压损失基本维持不变；保持角频率12000 rad/s和时均压力比19.1不变，峰值压力在0.5～1 MPa范围时，出口平均总压损失在43%～46%范围；保持角频率12000 rad/s和峰值压力比49.5不变，时均压力由0.22 MPa增至0.32 MPa，出口平均总压损失由52%降至40%，相比于定常反压作用下的总压损失大2%～8%。研究表明：非定常脉动反压作用下吸气式旋转爆震发动机进气段内流动特征与传统进气段存在较大差距，进气段的流动损失更大且激波影响位置更靠近上游。

关键词：吸气式非定常脉动反压进气段运动激波流动损失

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南大洋海表温度异常年际变化规律研究

中国海洋大学学报（自然科学版） 2022年第10期52卷 26-33页

作者：马旺叶彭红春吴立宗孟皓凡江苏海洋大学海洋技术与测绘学院江苏连云港222005 中国极地研究中心上海200136

基于美国国家海洋大气管理局的最佳插值(NOAA OISST)的海表温度(SST)产品数据(1982—2019年),对南大洋海域38年间海表温度异常(SSTA)的年际变化规律进行了研究,并对SSTA与南方涛动指数(SOI)、厄尔尼诺指数(ONI)进行了相关性分析。其次... 详细信息

基于美国国家海洋大气管理局的最佳插值(NOAA OISST)的海表温度(SST)产品数据(1982—2019年),对南大洋海域38年间海表温度异常(SSTA)的年际变化规律进行了研究,并对SSTA与南方涛动指数(SOI)、厄尔尼诺指数(ONI)进行了相关性分析。其次还研究了南大洋海区SST年际变化规律的空间差异特征。结果显示:在南大洋西南海域(45°S—70°S,120°W—170°W)SSTA与SOI、ONI存在较强的显著相关性,体现了南大洋海域对全球气候变化的响应。基于ONI计算原理,利用该区域SST计算得到南太平洋指数(SPI);通过SPI与厄尔尼诺、拉尼娜事件对比分析,发现该区域SSTA在厄尔尼诺/拉尼娜年份有增加/降低现象,表明该区域与厄尔尼诺/拉尼娜事件可能存在遥相关性。

关键词：南大洋海表温度异常(SSTA) 南方涛动指数(SOI) 厄尔尼诺指数(ONI) 全球气候变化

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负泊松比内凹六边形蜂窝夹层板的吸声性能

复合材料学报 2024年第4期41卷 2157-2166页

作者：孔维凡付涛昆明理工大学机电工程学院昆明650500

为了改善传统蜂窝夹层板结构的吸声特性,提出了一种负泊松比内凹六边形蜂窝夹层板结构,该结构上面板为微穿孔板,夹芯层为负泊松比内凹六边形蜂窝,其由19个具有内延伸管的单元腔体谐振器构成。采用COMSOL仿真软件对负泊松比内凹六边形蜂... 详细信息

为了改善传统蜂窝夹层板结构的吸声特性,提出了一种负泊松比内凹六边形蜂窝夹层板结构,该结构上面板为微穿孔板,夹芯层为负泊松比内凹六边形蜂窝,其由19个具有内延伸管的单元腔体谐振器构成。采用COMSOL仿真软件对负泊松比内凹六边形蜂窝夹层板结构在500~950 Hz频率范围内进行吸声系数的计算,并运用B&K驻波管测量系统对仿真结果的有效性进行了验证。在保持负泊松比内凹六边形蜂窝胞元结构不变的前提下,研究了胞元参数对蜂窝夹层板结构吸声系数的影响,研究结果表明:当胞元倾角增大、内延伸管孔隙率减小、腔体壁厚减小时,结构的吸声性能增强;此外,腔体深度的增加和内延伸管管长的增加都会导致共振频率向更低频方向移动,其中腔体深度的改变更明显。在500~950 Hz频率范围内,该结构比传统蜂窝夹层板结构的平均吸声系数提升了5.64%,表明负泊松比内凹六边形蜂窝夹层板结构在低频范围内具有更优的吸声性能。

关键词：负泊松比吸声结构吸声系数夹层板腔体谐振器

超燃冲压发动机磁流体发电通道数值模拟研究(英文)

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推进技术 2024年

作者：凌文辉武劭恂张义宁刘琛源孟皓北京动力机械研究所

磁流体动力学（MHD）反向能量旁路技术是超燃冲压发动机系统中一种很有前途的能量再分配技术，它与发电设备相结合，为长距离飞行提供必要的机身动力。本文通过使用商业软件Fluent建立并验证了超燃冲压发动机磁流体发电通道的计算模型... 详细信息

磁流体动力学（MHD）反向能量旁路技术是超燃冲压发动机系统中一种很有前途的能量再分配技术，它与发电设备相结合，为长距离飞行提供必要的机身动力。本文通过使用商业软件Fluent建立并验证了超燃冲压发动机磁流体发电通道的计算模型。研究发现，当磁感应强度为1、2、3、4 T时，发电效率分别为22.5%、22.3%、22.0%、21.5%，且随磁感应强度的增加而降低，焓提取率分别为0.026%、0.1%、0.21%、0.34%，随磁感应强度的增加而增加。电磁作用对发电通道内气流的减速能力随着磁感应强度的增大而增大。磁场强度越强，马赫数的降低效果越明显。发电效率会随着磁感应强度增大而降低，焓提取率则会随着磁感应强度增大而增大。由于局部电流聚集在发电区域进出口，沿程方向的总温、总焓并非呈线性变化，在进出口存在极大值与极小值。增加电极数量可以有效调节焦耳热耗散的占比，从而可提高发电效率。

关键词：超燃冲压发动机磁流体力学发电通道电离种子数值模拟

高维数据最优划分聚类的k-Fermat算法研究

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系统工程理论与实践 2024年第2期44卷 752-772页

作者：李彤翟永南华英凡大连理工大学经济管理学院大连116024 大连理工大学商学院盘锦124221

将数论中的二维数据最优集结点(广义Fermat点)向高维空间拓展,提出以高维广义Fermat点作为最优聚类中心点的划分聚类算法——k-Fermat算法.首先对Fermat点作为聚类中心点的最优性、唯一性进行理论分析,其次建立了模拟植物生长算法(PGSA... 详细信息

将数论中的二维数据最优集结点(广义Fermat点)向高维空间拓展,提出以高维广义Fermat点作为最优聚类中心点的划分聚类算法——k-Fermat算法.首先对Fermat点作为聚类中心点的最优性、唯一性进行理论分析,其次建立了模拟植物生长算法(PGSA)求解高维数据的Fermat点并指导聚类过程的算法体系,最后对算法复杂性进行了严格证明.为验证算法性能,采用国际公布的经典数据集,将k-Fermat算法与近年来国际重要期刊和顶级会议发表的几十种主流聚类算法进行比较,验证了本文算法的精确性和稳定性.本文改进了目前划分聚类算法中没有最优聚类中心点的理论不足,为非监督学习探索了一个新方法.

关键词：划分聚类最优聚类中心广义Fermat点模拟植物生长算法(PGSA) k-Fermat算法

仿蝴蝶弧形共振腔型声学超材料的低频宽带吸声性能

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复合材料学报 2024年第6期41卷 3290-3299页

作者：孔维凡付涛昆明理工大学机电工程学院昆明650500

针对目前亥姆霍兹共振器低频吸声效果不理想的问题,提出了一种仿蝴蝶弧形共振腔型声学超材料结构,将阶梯式圆孔引入亥姆霍兹共振器的颈管,同时改变传统的负泊松比内凹夹芯结构,使结构在不改变整体尺寸的前提下,有效地为吸声器提供低频... 详细信息

针对目前亥姆霍兹共振器低频吸声效果不理想的问题,提出了一种仿蝴蝶弧形共振腔型声学超材料结构,将阶梯式圆孔引入亥姆霍兹共振器的颈管,同时改变传统的负泊松比内凹夹芯结构,使结构在不改变整体尺寸的前提下,有效地为吸声器提供低频吸声所需的声阻抗,从而降低共振频率。利用有限元软件COMSOL 6.1对结构进行了仿真并通过驻波管吸声测试实验进行了验证,实验与仿真的结果具有较高的一致性。结果表明:仿蝴蝶弧形共振腔型声学超材料结构可以有效降低亥姆霍兹共振器的吸收峰值频率,使该结构在650~1050 Hz频率范围内有着优秀的吸声性能,平均吸声系数大于0.9,实现了对声波的准完美吸收。吸声结构在740 Hz共振吸收系数峰值为0.962509,此时结构的厚度仅为吸收峰频率对应波长的1/15,体现了其深亚波长尺寸的特征。当结构的高度为30 mm时,仍有一个较宽的吸声频带,带宽比为62%(吸声系数>0.5)。不同仿蝴蝶弧形负泊松比的胞元参数对吸声性能也有一定的影响,当弧形胞元的圆弧半径r为11.8 mm、阶梯式圆孔的阶梯数n为4及阶梯式圆孔管径da和管长la为试件尺寸时,可以使亥姆霍兹共振器在低频宽带条件下有着优秀的吸声性能。

关键词：阶梯式圆孔亥姆霍兹共振器仿蝴蝶弧形低频宽带吸声结构夹层板

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基于关系的函数题目自动解析和解答方法

计算机应用与软件 2024年第2期41卷 257-263页

作者：孙慧慧余新国孟皓吕小攀华中师范大学国家数字化学习工程技术研究中心湖北武汉430079

关系表示作为数学题目解答的基本问题而广受关注,而对于含有函数的题目解答,由于函数关系本身的复杂性以及表达方式的多样性,使得该问题超出了现有解题范围,为解答提出了新的挑战。针对这一问题,提出一种基于关系的自动解析和解答算法... 详细信息

关系表示作为数学题目解答的基本问题而广受关注,而对于含有函数的题目解答,由于函数关系本身的复杂性以及表达方式的多样性,使得该问题超出了现有解题范围,为解答提出了新的挑战。针对这一问题,提出一种基于关系的自动解析和解答算法。扩展关系表示方式使其满足函数关系表示与计算的需要;通过改进句法语义模型和提出图形关系模式分别从文字和图形中提取关系;根据函数的模型化定义识别和提取函数关系;利用函数关系与数量关系进行等量代入,消除参数得到解答结果。对采集的数据集进行验证,与基于框架的基线方法相比较,该算法能够获得较好的结果,有效完成了83%的题目理解和66%的正确解答率。

关键词：数学题目解答关系解答函数关系句法语义模型自动解答

激光选区熔化过程声发射信号的降噪与分类预测方法

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机械工程学报 2024年第6期60卷 163-176页

作者：张赛凡李博轩福贞华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)中激光工艺参数显著影响成形件质量,而现行的工艺优化路径大多是基于激光能量密度经验性公式的“盲摸”工艺试验,难以全面反映影响成形件质量的诸多环境因素,且在SLM过程中,熔池失稳、激光辐... 详细信息

激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)中激光工艺参数显著影响成形件质量,而现行的工艺优化路径大多是基于激光能量密度经验性公式的“盲摸”工艺试验,难以全面反映影响成形件质量的诸多环境因素,且在SLM过程中,熔池失稳、激光辐照不连续的情况时有发生,因此亟需开发SLM过程中工艺参数在线动态调控及质量监测技术,以保障制造工艺的可靠性和成形件质量的稳定性。通过声发射信号处理与神经网络算法,实现对采用不同激光工艺参数的熔道SLM成形过程的声发射信号分类预测。在降噪模块中,为确定经验模态分解的分解层数从而将其作为神经网络输入神经元的数量,提出一种基于序列间相关性和反双曲正切函数的直观评判方法。在分类预测模块中,对比基于经验模态分解和小波包变换两种声信号特征提取方法所设计的神经网络性能。研究结果表明神经网络模型对于不同激光参数产生的声发射信号进行分类预测的可行性,从而可直接指导SLM工艺参数的在线调控优化或优选,并为SLM过程的成形质量在线监测系统奠定理论方法基础。

关键词：声发射监测机器学习激光选区熔化小波包分析经验模态分解