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高温强余旋非均匀来流条件试验模拟方法研究

高温强余旋非均匀来流条件试验模拟方法研究

作者：张举星南京航空航天大学

学位级别：硕士

面对新一代一体化加力燃烧室进口高温强余旋非均匀进气的设计特点,为了支持新一代一体化加力燃烧室真实燃烧性能试验验证,需要开展新一代一体化加力燃烧室进口来流条件试验模拟方法研究,从而推进现代概念航空发动机推进系统集成。本文... 详细信息

面对新一代一体化加力燃烧室进口高温强余旋非均匀进气的设计特点,为了支持新一代一体化加力燃烧室真实燃烧性能试验验证,需要开展新一代一体化加力燃烧室进口来流条件试验模拟方法研究,从而推进现代概念航空发动机推进系统集成。本文主要研究了一体化加力燃烧室进口面临的高温强余旋非均匀来流条件试验模拟方法,对高温强余旋非均匀进气流场生成装置开展了设计方法、流场计算和试验验证等研究,具体工作如下:(1)本文设计了一种用于一体化加力燃烧室燃烧性能试验的高温强余旋非均匀进口流场发生装置,该装置能够模拟真实的新一代一体化加力燃烧室进口来流条件,其中包括耦合的进口马赫数、余旋角和总温的非均匀分布,同时复现真实的湍流强度水平。该组合发生装置利用孔板生成马赫数不均匀流场,利用扭转叶栅产生余旋角度不均匀分布,并通过扭转叶片尾缘释放冷却气产生温度空间分布不均匀,具体通过研究孔板开孔率分布、扭转叶栅安装角和冷却气温度以及流量来调控,目的是复现与实际一体化加力燃烧室进口流场一致的各种进气参数的非均匀流场轮廓。(2)定义了准确统一的评价指标对一体化加力燃烧室复杂的进口流场进行量化,具体包括综合不均匀指数、马赫数和余旋角径向不均匀指数、温度周向不均匀指数,该评价指标能够满足工程需要,较为直观地反映出非均匀流场不均匀程度的强弱,根据其设计指标来判断生成装置生成流场是否达到预期目的,为后续优化设计提供评价标准。(3)为了验证本文所设计的发生装置是否能够准确模拟真实复杂的一体化加力燃烧室进口条件,利用增材制造技术对发生装置进行加工,并搭建了高温强余旋非均匀来流条件试验测量系统,进行了耦合进口马赫数、温度和余旋角度的不均匀流场数值模拟与试验测量,评估了非均匀来流生成装置设计、测量方法与评价指标的有效性,并将试验结果和相应工况数值计算结果进行分析对比,结果表明仿真分析的计算结果与试验结果吻合良好,可以准确预测高温强余旋非均匀流场轮廓,验证了非均匀发生装置的设计方法和数值计算方法。(4)对高温强余旋非均匀进气流场生成装置的流场特性进行了数值模拟,主要工作涉及各不均匀发生器进行了独立和耦合不均匀流场计算,通过改变工况的马赫数、温度和出口背压获取了生成装置在上述不同工作状态下的流场特征,分析了可调参数对生成非均匀流场结果的影响规律,对下游不同距离流场截面的不均匀指数进行了量化研究,确定了目标测量截面的最优选择,为试验应用的不均匀发生装置的设计和布置提供技术支持。上述研究成果为后续一体化加力燃烧室研制过程中燃烧性能试验提供真实复杂的进气条件发生装置,同时也为高温强余旋非均匀来流条件数值模拟提供了较为可靠的计算方法。

关键词：一体化加力燃烧室非均匀流场发生装置综合不均匀指数耦合不均匀流场增材制造

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高温强余旋非均匀来流条件模拟方法研究

航空动力学报 2024年第8期39卷 27-38页

作者：刘云鹏张举星邸东颜应文南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

针对新一代一体化加力燃烧室进口高温强余旋非均匀进气特点,设计了一种可用于模拟一体化加力燃烧室真实进气条件的高温强余旋非均匀进口流场发生装置,该装置能够模拟真实的一体化加力燃烧室进口来流条件。同时开展了耦合进口马赫数、温... 详细信息

针对新一代一体化加力燃烧室进口高温强余旋非均匀进气特点,设计了一种可用于模拟一体化加力燃烧室真实进气条件的高温强余旋非均匀进口流场发生装置,该装置能够模拟真实的一体化加力燃烧室进口来流条件。同时开展了耦合进口马赫数、温度和余旋角度的不均匀流场数值模拟研究,评估了非均匀来流生成装置设计、测量方法与评价指标的有效性,并通过试验结果验证了数值模拟的准确性。结果表明:数值计算所得余旋角误差在壁面附近约为±2°,这是由于数值计算低估了壁面的耗散作用,而在中心区域则在优于±2°;同样在马赫数不均匀模拟中,在主流区域误差在10%以内;此外在对于温度不均匀性的模拟中,数值仿真表现出了较大的误差,这是因为数值计算中未考虑壁面向外界的传热过程。综合来看,本文所提出的高温强余旋非均匀生成装置可生成用于模拟下一代一体化加力燃烧室进口所面临的真实复杂不均匀进口流场条件,所采用的数值模拟方法可以较为准确地揭示流场非均匀特性。

关键词：一体化加力燃烧室高温强余旋条件非均匀进口流场发生装置非均匀空间分布均匀性评价指标

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高温高压下平板预膜喷嘴初次雾化试验

航空动力学报 2022年第1期37卷 55-66页

作者：张举星邸东张萍张腾颜应文李井华南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

为了深入探究预膜喷嘴燃油初次雾化机理,试验研究了高温高压条件下不同工况参数对平板预膜喷嘴初次雾化特性的影响规律。采用高速摄影可视化技术和马尔文粒度仪获取了预膜平板液膜厚度、液膜波动形态以及索泰尔平均直径(SMD)等雾化特性... 详细信息

为了深入探究预膜喷嘴燃油初次雾化机理,试验研究了高温高压条件下不同工况参数对平板预膜喷嘴初次雾化特性的影响规律。采用高速摄影可视化技术和马尔文粒度仪获取了预膜平板液膜厚度、液膜波动形态以及索泰尔平均直径(SMD)等雾化特性。利用图像后处理技术提取液膜厚度,试验结果表明:液膜厚度随进气压力、进气温度和进口韦伯数的增加而减小,随燃油流量增加而增加。采用本征正交分解(POD)对液膜波动主要模态时间系数进行快速傅里叶变换,结果表明在相同工况下,液膜波动频率表现出和液膜厚度变化相反的结果。当进气压力改变时,进口韦伯数保持不变,试验结果表明进气压力对最终液滴平均尺寸影响不明显,证实了进口韦伯数是更适合的表征燃油雾化效果的参数,在工况范围内液滴尺寸随着进口韦伯数的增加而减小。

关键词：预膜喷嘴高温高压初次雾化雾化特性本征正交分解

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空天动力新型高性能燃料发展趋势及建议

空天技术 2023年第3期2023卷 79-87页

作者：郭建忠蒋妮程新荣张举星海军装备部北京动力机械研究所

新型高性能燃料不仅是满足未来空天时代飞行器“更高、更快、更远”的远航程、高马赫数的性能需求发展的核心能源，更是为未来空间运载、高超声速飞行器运载等动力提供支撑的核心技术。针对空天动力用新型高性能燃料技术，研究了高密度... 详细信息

新型高性能燃料不仅是满足未来空天时代飞行器“更高、更快、更远”的远航程、高马赫数的性能需求发展的核心能源，更是为未来空间运载、高超声速飞行器运载等动力提供支撑的核心技术。针对空天动力用新型高性能燃料技术，研究了高密度燃料、高能量燃料、高热沉燃料、马赫数在10及以上的飞行器动力所需新型吸热燃料以及低排放生物替代燃料等国内外研究现状，提出了空天动力用新型高性能燃料的发展趋势和建议，并从国外技术发展历程分析中，获得对我国燃料发展路线有益的启示，为新一代空天动力发展提供强有力的技术支撑。

关键词：高性能燃料高密度燃料高能量燃料高热沉燃料生物燃料

高频超声下老年女性腓肠肌形态参数与身体活动能力的相关性分析

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中国组织工程研究 2025年第5期29卷 1058-1063页

作者：温子星徐欣朱胜群上海杉达学院国际医学技术学院上海市201209 上海师范大学天华学院健康学院上海市201815

背景:高频超声技术的应用为老年人骨骼肌形态的精准评估提供了有效工具,但获取的骨骼肌形态参数与身体活动能力之间的关联性尚不明确。目的:探究高频超声成像技术下老年女性腓肠肌形态学参数与身体活动能力的相关性,进而发现老年人身体... 详细信息

背景:高频超声技术的应用为老年人骨骼肌形态的精准评估提供了有效工具,但获取的骨骼肌形态参数与身体活动能力之间的关联性尚不明确。目的:探究高频超声成像技术下老年女性腓肠肌形态学参数与身体活动能力的相关性,进而发现老年人身体活动能力的有效预测指标。方法:于上海杉达学院周边社区招募年龄>60周岁,具有独立活动能力的老年女性受试者59例,采集受试者腓肠肌高频超声图像,获取相关参数:包括肌肉厚度、肌纤维长度、羽状角和肌纤维长度/肌肉厚度(fiber length/muscle thickness,Lf/Tm)指数;并进行身体活动能力测试:包括10 m步行、计时起立行走、30 s坐站和握力的测试,对各形态参数和身体活动能力测试指标进行相关性分析。结果与结论:①各骨骼肌形态参数间均存在显著相关性(P<0.05);②羽状角与10 m步行测试结果呈负相关(r=-0.35,P<0.05),与计时起立行走测试结果呈正相关(r=0.32,P<0.05);③Lf/Tm指数与10 m步行测试、握力测试结果呈正相关(r=0.39,P<0.01;r=0.30,P<0.05),与计时起立行走测试结果呈负相关(r=-0.32,P<0.05);④结果表明:腓肠肌羽状角和Lf/Tm指数与老年女性身体活动能力表现出了较好的相关性,可作为身体活动能力预测的有效指标。

关键词：老年女性高频成像身体活动能力骨骼肌形态 10 m步行 Lf/Tm指数

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金属材料力学性能试验方法和试验设备新进展

中国科技信息 2025年第01期 44-46页

作者：张泽星乌海市包钢万腾钢铁有限责任公司

随着科技的快速发展，金属材料力学性能试验方法及试验设备也在不断创新和进步。传统的力学性能测试，如拉伸、压缩、弯曲等，已经无法满足现代工业对金属材料性能深度理解和精细化分析的需求。因此，新型的试验技术和设备应运而生，如...

随着科技的快速发展，金属材料力学性能试验方法及试验设备也在不断创新和进步。传统的力学性能测试，如拉伸、压缩、弯曲等，已经无法满足现代工业对金属材料性能深度理解和精细化分析的需求。因此，新型的试验技术和设备应运而生，如高精度的电子万能试验机、动态力学分析仪、微观力学测试系统等。试验准备在制备试样时，首要任务是选择合适的尺寸和形状。这并非随意之举，而是需要根据待测试的力学性能（如拉伸、压缩、弯曲、剪切等）以及实验设备的要求来确定，以确保试样能够真实反映材料的内在特性。

关键词：

具有边界记忆阻尼的Euler-Bernoulli梁模型的指数稳定性

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南宁师范大学学报(自然科学版) 2025年第01期 102-108页

作者：靳鲲鹏郭澳星叶宇南宁师范大学数学与统计学院南宁师范大学广西人机交互与智能决策重点实验室

该文研究了具有混合边界条件的Euler-Bernoulli梁模型，其中仅一端边界条件具有黏弹性记忆阻尼，而内部无其他阻尼影响。通过选择合适的乘子构造Lyapunov辅助函数，并利用能量估计方法，证明了此模型在其记忆核函数满足适当的假设条件... 详细信息

该文研究了具有混合边界条件的Euler-Bernoulli梁模型，其中仅一端边界条件具有黏弹性记忆阻尼，而内部无其他阻尼影响。通过选择合适的乘子构造Lyapunov辅助函数，并利用能量估计方法，证明了此模型在其记忆核函数满足适当的假设条件时具有指数形式的衰减率。该结论表明，对于混合边界条件欧拉-伯努利梁模型，一个部分边界黏弹性记忆阻尼也足以产生一个整体的耗散机制，并且确保与全局内部摩擦/记忆效应的情况同样具有指数型衰减率。

关键词： Euler-Bernoulli梁模型黏弹性记忆边界条件松弛函数稳定性指数衰减

电感电流伪连续模式下分数阶Boost变换器的非线性控制

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物理学报 2014年第20期63卷 85-90页

作者：谭程梁志珊张举丘中国石油大学(北京)地球物理与信息工程学院北京102249

基于电容和电感都是分数阶的事实,采用分数阶微积分理论,建立了电感电流伪连续模式下Boost变换器的分数阶状态空间平均模型.针对其分数阶模型具有仿射非线性系统的特点,根据分数阶的类Lyapunov稳定性理论,设计了适用于分数阶电感电流伪... 详细信息

基于电容和电感都是分数阶的事实,采用分数阶微积分理论,建立了电感电流伪连续模式下Boost变换器的分数阶状态空间平均模型.针对其分数阶模型具有仿射非线性系统的特点,根据分数阶的类Lyapunov稳定性理论,设计了适用于分数阶电感电流伪连续模式下Boost变换器的一种分数阶非线性控制器.依据分抗链及改进的Oustaloup分数阶近似算法,得到了分数阶电感和电容的等效电路模型,用Matlab/Simulink软件对所设计的控制器进行了仿真验证.结果表明:所设计的分数阶非线性控制器对分数阶电感电流伪连续模式下的Boost变换器的动态和稳态性能有显著的提高,并且在输入电压和负载大幅度波动的情况下,仍然能够确保系统具有良好的稳定性和动态性能.

关键词：分数阶 Boost变换器伪连续模式(三态模式) 非线性控制

应用模糊集理论识别电力系统振荡中不对称故障的新方法

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电网技术 2004年第12期28卷 25-29页

作者：鲍小鹏张举华北电力大学电力工程系河北省保定市071003

根据电力系统振荡和短路所呈现出的不同特征,以模分量、三相及零序电流大小为依据,提出了一种基于模糊集理论的识别振荡中发生不对称故障的新方法,并给出了相应的模糊数学模型。动模实验和Matlab仿真计算结果验证了该方法的有效性和可... 详细信息

根据电力系统振荡和短路所呈现出的不同特征,以模分量、三相及零序电流大小为依据,提出了一种基于模糊集理论的识别振荡中发生不对称故障的新方法,并给出了相应的模糊数学模型。动模实验和Matlab仿真计算结果验证了该方法的有效性和可靠性。

关键词：电力系统振荡故障模糊集理论数学模型继电保护装置