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超临界射流掺混控制中激励振幅的影响

航空动力学报 2023年

作者：原敏鹏冯岩岩向勇宋彦萍哈尔滨工业大学能源科学与工程学院中国石油大学(北京)机械与储运工程学院过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室

针对超临界氮气圆形湍流射流，采用雷诺平均数值模拟方法，研究了不同雷诺数条件下曲张激励模态的振幅对类气态射流掺混流场特性的影响。结果表明：在研究的雷诺数范围内(1.5 × 105～ 6.1 × 105，基于射流孔径)，无激励射流势核长度... 详细信息

针对超临界氮气圆形湍流射流，采用雷诺平均数值模拟方法，研究了不同雷诺数条件下曲张激励模态的振幅对类气态射流掺混流场特性的影响。结果表明：在研究的雷诺数范围内(1.5 × 105～ 6.1 × 105，基于射流孔径)，无激励射流势核长度和扩张角基本保持不变，超临界氮气射流混合受雷诺数影响较小；雷诺数较低时(小于2.3 × 105)，随激励振幅的增加，射流掺混效果增强，25%振幅控制下射流密度势核可缩短58%，扩张角增大87%，曲张激励有效提升了射流出口的传热性能并解除固壁效应；雷诺数较高时(高于3.0 × 105)，射流的湍动能升高，剪切层变薄，层内速度、密度和温度梯度更大，控制增强掺混的难度增加，当雷诺数为6.1 × 105时，射流密度势核缩短和扩张角增大程度约为较低雷诺数条件下的76%和23%，雷诺数对掺混控制效果有较大的影响。

关键词：超临界射流射流控制曲张模态激励振幅雷诺数

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翼型不确定性量化中正交匹配追踪的应用

航空学报 2023年第18期44卷 119-131页

作者：胡汉铎宋彦萍俞建阳刘瑶陈浮高文秀哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

不确定性在实际系统中广泛存在,为了研究不确定性因素影响下系统输出的随机响应特性,传统的不确定性量化方法如蒙特卡洛采样、混沌多项式展开等需要大量的样本,制约了在飞机机翼等复杂系统中的应用。近年来,在信号处理领域发展迅速的压... 详细信息

不确定性在实际系统中广泛存在,为了研究不确定性因素影响下系统输出的随机响应特性,传统的不确定性量化方法如蒙特卡洛采样、混沌多项式展开等需要大量的样本,制约了在飞机机翼等复杂系统中的应用。近年来,在信号处理领域发展迅速的压缩感知技术,利用原始信号的稀疏性可以用少量的样本精确重构信号。这一特性促使研究人员探索将压缩感知技术应用于不确定性量化研究中。以RAE2822实际翼型为研究对象,使用类函数/形函数变换将原始翼型参数化,考虑加工、装配过程和实际飞行工况下的几何不确定性,将压缩感知技术与混沌多项式展开相结合,利用正交匹配追踪算法实现多项式系数的稀疏重构,获得翼型气动力系数和流场参数在考虑几何不确定性影响下的均值和标准差,并与蒙特卡洛采样和满秩概率配点法获得的结果进行对比。通过对收敛性能、样本数需求和重构精度等方面的对比分析表明,正交匹配追踪算法能够利用相对较少的样本获得与传统不确定性量化方法相近的精度。考虑到实际系统的随机响应在混沌多项式基底上大多具有稀疏的展开形式,因此将压缩感知技术应用到不确定性量化中可以显著降低样本数需求,从而降低时间成本,提高计算效率。

关键词：压缩感知正交匹配追踪混沌多项式展开不确定性量化翼型不确定性类函数/形函数变换

基于Kriging模型的CW型原表面换热单元体优化设计

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工程热物理学报 2022年第12期43卷 3244-3251页

作者：杨燕昭汪思航陈浮尹世龙宋彦萍俞建阳哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

CW型原表面换热器作为可应用于微型涡轮动力装置的一种换热器型式,目前还没有公认的设计准则。代理模型优化设计是一种效率高、应用广泛的设计方法,本文引入该方法开展原表面换热器的设计工作。本文采用拉丁超立方试验设计方法在设计空... 详细信息

CW型原表面换热器作为可应用于微型涡轮动力装置的一种换热器型式,目前还没有公认的设计准则。代理模型优化设计是一种效率高、应用广泛的设计方法,本文引入该方法开展原表面换热器的设计工作。本文采用拉丁超立方试验设计方法在设计空间进行取样,结合Kriging代理模型与多目标优化遗传算法NSGA-Ⅱ进行优化设计。经验证,最终得到的原表面换热器效能可达到86.3%,通道总压恢复系数均达到96%以上,均能满足设计要求,且换热器单元体内部没有出现流动恶化,故将代理模型优化设计应用于CW型原表面换热器的设计是可行的。

关键词：优化设计 CW型原表面换热器 Kriging模型拉丁超立方试验设计数值模拟

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结构化教学：深化理解与促进学习的有效途径

数学大世界(下旬) 2023年第11期 41-43页

作者：宋彦萍兰州市城关区平凉路小学

在小学数学教育中，儿童立场、关键概念和核心元素是三位一体的教育理念。儿童立场强调以儿童为中心，关注他们的学习特点和需求，致力于提升他们的学习兴趣和能力。关键概念关注教学内容的重点要素，要求学生构建完整的知识体系，培养...

在小学数学教育中，儿童立场、关键概念和核心元素是三位一体的教育理念。儿童立场强调以儿童为中心，关注他们的学习特点和需求，致力于提升他们的学习兴趣和能力。关键概念关注教学内容的重点要素，要求学生构建完整的知识体系，培养思维能力和问题解决能力。核心元素代表着数学思想的本质，引导学生领悟数学思想的精髓，提高他们对数学的理解和运用能力。这三个方面相互关联、相互促进，构成了完整的小学数学教育体系，能够有效地促进学生数学素养和学习能力的发展。因此，教师在教学中应该充分考虑儿童立场、重视关键概念、注重核心元素，为学生提供更具针对性和实效性的教学支持。

关键词：

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翼型不确定性量化中正交匹配追踪的应用研究

航空学报 2023年

作者：胡汉铎宋彦萍俞建阳刘瑶陈浮高文秀哈尔滨工业大学能源科学与工程学院

不确定性在实际系统中广泛存在，为了研究不确定性因素影响下系统输出的随机响应特性，传统的不确定性量化方法如蒙特卡洛采样、混沌多项式展开等需要大量的样本，制约了在飞机机翼等复杂系统中的应用。近年来，在信号处理领域发展迅速... 详细信息

不确定性在实际系统中广泛存在，为了研究不确定性因素影响下系统输出的随机响应特性，传统的不确定性量化方法如蒙特卡洛采样、混沌多项式展开等需要大量的样本，制约了在飞机机翼等复杂系统中的应用。近年来，在信号处理领域发展迅速的压缩感知技术，利用原始信号的稀疏性可以用少量的样本精确重构信号。这一特性促使研究人员探索将压缩感知技术应用于不确定性量化研究中。以RAE2822实际翼型为研究对象，使用类函数/形函数变换将原始翼型参数化，考虑加工、装配过程和实际飞行工况下的几何不确定性，将压缩感知技术与混沌多项式展开相结合，利用正交匹配追踪算法实现多项式系数的稀疏重构，获得翼型气动力系数和流场参数在考虑几何不确定性影响下的均值和标准差，并与蒙特卡洛和满秩概率配点法获得的结果进行对比。通过对收敛性能、样本数需求和重构精度等方面的对比分析表明，正交匹配追踪算法能够利用相对较少的样本获得与传统不确定性量化方法相近的精度。考虑到实际系统的随机响应在混沌多项式基底上大多具有稀疏的展开形式，因此将压缩感知技术应用到不确定性量化中可以显著降低样本数需求，从而降低时间成本，提高计算效率。

关键词：压缩感知正交匹配追踪混沌多项式展开不确定性量化翼型不确定性类函数/形函数变换

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高负荷扩压叶栅中附面层吸除技术实验研究

推进技术 2012年第6期33卷 853-858页

作者：陈浮俞建阳宋彦萍哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

通过分析某高负荷压气机叶栅内部的流动状况,确定了端壁开槽吸气以及端壁与吸力面同时开槽吸气两种附面层吸除方案,并在低亚声速条件下进行了风洞吹风实验。结果表明,附面层吸除是一种提高高负荷压气机叶栅气动性能的有效措施,通过吸走... 详细信息

通过分析某高负荷压气机叶栅内部的流动状况,确定了端壁开槽吸气以及端壁与吸力面同时开槽吸气两种附面层吸除方案,并在低亚声速条件下进行了风洞吹风实验。结果表明,附面层吸除是一种提高高负荷压气机叶栅气动性能的有效措施,通过吸走附面层流体可以改善壁面附近流动状况,角区分离减弱,流道内高损失区范围减小。随着吸气量的增加,改善压气机叶栅性能的效果越显著。吸气方案不同,其作用机理也不一样。

关键词：压气机扩压叶栅边界层附面层吸除流动分离实验研究

端壁附面层抽吸对大转角扩压叶栅旋涡影响的实验研究

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推进技术 2013年第11期34卷 1466-1473页

作者：郭爽陆华伟宋彦萍吴锤结大连理工大学航空航天学院/工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024 大连海事大学轮机学院辽宁大连116026 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

为探明附面层抽吸技术对压气机叶栅气动性能的影响及其与栅内旋涡结构的关联,通过十个横截面的实验测量结果研究了高负荷压气机叶栅抽吸端壁附面层前后的主要旋涡结构以其对应损失的演变过程。研究对象为矩形低速扩压叶栅,来流马赫数约... 详细信息

为探明附面层抽吸技术对压气机叶栅气动性能的影响及其与栅内旋涡结构的关联,通过十个横截面的实验测量结果研究了高负荷压气机叶栅抽吸端壁附面层前后的主要旋涡结构以其对应损失的演变过程。研究对象为矩形低速扩压叶栅,来流马赫数约为0.23。研究结果表明,端壁附面层的变化对叶栅端区的主要旋涡发展过程影响显著。在原型方案中,壁面涡、尾缘脱落涡的演变过程对应着较高的流动损失,通道涡自身产生的损失较小,主要起到向远离端壁的方向输运低能流体的作用;在流向槽吸气方案中,壁面涡和尾缘脱落涡因端壁附面层径向迁移及角区分离受到抑制而被明显削弱;而来流附面层抽吸方案则最为有效地控制了通道涡的演变过程。

关键词：大转角扩压叶栅附面层抽吸二次流动旋涡结构流动损失抽吸位置

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非对向法和混合编程在叶栅流场测量中的应用

哈尔滨工业大学学报 2003年第12期35卷 1426-1428页

作者：陈浮宋彦萍陆华伟哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

基于气动探针非对向测量原理,给出了求解叶栅流场气动参数的凸四边形插值计算方法,并通过VB与Fortran混合编程,利用动态链接库技术在不同语言间实现数据交换,开发了集计算、显示及分析为一体的叶栅风洞实验数据可视化处理系统。不同计... 详细信息

基于气动探针非对向测量原理,给出了求解叶栅流场气动参数的凸四边形插值计算方法,并通过VB与Fortran混合编程,利用动态链接库技术在不同语言间实现数据交换,开发了集计算、显示及分析为一体的叶栅风洞实验数据可视化处理系统。不同计算方法的对比分析表明:该方法提高了计算精确度和工作效率,其原理对采用非对向测量方法的其他气动测量仪器(如热线风速仪)也是适用的。

关键词：非对向法叶栅流场测量动态链接库数据交换混合编程法叶轮机械

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半埋入式S弯进气道设计及其优化

推进技术 2014年第10期35卷 1303-1309页

作者：刘雷宋彦萍陈焕龙陈浮崔可哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

为了减小大量附面层(δ=20%入口截面高度)吸入的半埋入式S弯进气道出口畸变,在完成其设计的基础上,以ISIGHT优化软件为平台,应用非支配排序遗传算法对其扩压器部分进行优化,并将优化前后结果进行对比。结果表明:优化后,进气道总压恢复... 详细信息

为了减小大量附面层(δ=20%入口截面高度)吸入的半埋入式S弯进气道出口畸变,在完成其设计的基础上,以ISIGHT优化软件为平台,应用非支配排序遗传算法对其扩压器部分进行优化,并将优化前后结果进行对比。结果表明:优化后,进气道总压恢复系数略有提高,旋流畸变改善最为明显,降低约49.31%;几何结构相对原型改变较大,中心线趋于前后缓急相当,截面面积开始缓慢递增,靠近出口时急剧增加,呈现出"后发力"的特点;不同马赫数下,优化后进气道出口截面总压恢复、周向总压畸变、旋流畸变都有所改善,但优化前后各参数随马赫数的变化趋势不尽相同。

关键词：进气道设计及优化附面层周向总压畸变旋流畸变