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流量波动条件下的矩形通道边界层流动与换热特性研究

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流量波动条件下的矩形通道边界层流动与换热特性研究

作者：张永豪哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着“建设海洋强国”战略的提出,海上浮动核电站和核动力船舶的发展备受关注。受风浪影响核动力船舶会产生摇摆、起伏、倾斜等运动并引起堆芯冷却剂在附加惯性作用力下而产生瞬态的流量波动。当流量瞬态波动至低流量时,边界层成为冷却... 详细信息

随着“建设海洋强国”战略的提出,海上浮动核电站和核动力船舶的发展备受关注。受风浪影响核动力船舶会产生摇摆、起伏、倾斜等运动并引起堆芯冷却剂在附加惯性作用力下而产生瞬态的流量波动。当流量瞬态波动至低流量时,边界层成为冷却剂带走堆芯热量的主要热阻,冷却剂的流动换热能力恶化,直接影响反应堆的安全运行。本文通过宏观参数测量与精细化流场/温场可视化手段相结合的方式,以矩形通道稳态条件下的测量结果为基准,分析流量波动条件下矩形通道的流动换热特性。本文首先开展稳态条件下矩形通道流动特性研究,采用粒子图像测速技术(PIV)测量3 mm矩形通道窄边流场不同雷诺数工况(Re=1028～18865)的瞬时速度场分布,获得了矩形通道时均速度分布、雷诺应力分布、涡量分布等流场特性。结果表明湍流工况下,受壁面影响矩形通道内流体都处于速度边界层内层控制范围内,在速度边界层的过渡层内存在雷诺应力的峰值区,流体的湍流脉动量交换剧烈。随着Re的增加,雷诺切应力峰值区逐渐向壁面移动,对数律层占比增大。减小矩形通道间隙,将会限制近壁面速度剖面的发展,使壁面摩擦切应力增大。进一步开展单面加热矩形通道开展稳态加热条件下的流动换热特性研究,采用PIV测速技术与激光诱导荧光(LIF)测温技术相结合的方式,获得了不同雷诺数(Re=1028～18865)与不同热流密度下(q=36～398 k W/m)的流场细节信息与温度场分布特性,揭示了混合对流换热与强迫对流换热工况下浮升力对流动换热特性的影响机制。研究结果表明,层流工况下,浮升力同时促进了加热壁面附近流体微团的无规则脉动,最终使加热壁面附近流体呈现局部湍流化现象,流体换热能力增强。湍流工况下,浮升力对流体微团正向脉动的影响微弱,同时浮升力引入的扰动抑制了流体微团的横向脉动。在充分湍流工况下,增大壁面热流密度与平均流速,矩形通道速度边界层与温度边界层的结构基本不变。随后,基于单面加热矩形通道开展流量波动条件下矩形通道内流动换热特性研究表明,脉动周期的减小及脉动振幅的增大均会使瞬时摩擦阻力系数“环形曲线”的覆盖范围增加,加热壁面温度波动振幅增加,脉动流的引入具有一定的强化换热作用。最后通过连续PIV测速技术对流量波动条件下矩形通道流场分布特性开展研究,实验的周期平均雷诺数为Re=2646～10743,脉动振幅为A=0.2～1,脉动周期为t=4 s～14 s,通过不同脉动参数的实验数据从微观流场特性的角度上解释流量波动下矩形通道的流动换热特性。瞬态流场微观测量研究结果表明,增大脉动振幅与减小脉动周期,使脉动流惯性力的层流化作用增强,流场的湍流程度降低,对流换热能力减弱。流体发生跨区流动的脉动流工况下,加速半周期内脉动流的惯性力起到层流化作用,使流体由层流至湍流的转捩点滞后;减速半周期内的惯性力起到湍流化作用,使流体由湍流至湍流的转捩点提前。在湍流脉动工况,流量波动引入的惯性力抑制了流场的湍流旋涡扩散,使流场的湍流程度降低,加速状态惯性力的抑制作用较强而减速状态下的抑制作用较弱。

关键词：窄矩形通道脉动流可视化实验边界层结构流动换热特性

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曲波变换方法在提高地震信号信噪比中的应用

曲波变换方法在提高地震信号信噪比中的应用

作者：张永豪西安石油大学

学位级别：硕士

噪声压制是地震资料处理中非常重要的一个环节。受勘探区块的复杂工况和采集技术的限制,野外采集到的地震资料品质较低,夹杂多种噪声信号,严重影响地震剖面的信噪比和保真度,给接下来的地震解释带来困难。目前使用的去噪方法都有各自的... 详细信息

噪声压制是地震资料处理中非常重要的一个环节。受勘探区块的复杂工况和采集技术的限制,野外采集到的地震资料品质较低,夹杂多种噪声信号,严重影响地震剖面的信噪比和保真度,给接下来的地震解释带来困难。目前使用的去噪方法都有各自的局限性,为了在保护有效信号的前提下最大限度的提高地震信号信噪比,应用曲波变换这一数学工具,在此基础上联合其他算法对地震噪声进行压制。本文以曲波变换理论为基础,主要研究曲波阈值算法对地震随机噪声的压制,同时对比分析小波软硬折中阈值算法和经验模态分解算法的去噪效果,针对几种算法存在的不足(噪声压制不彻底、有效信号过分扼杀),提出了曲波自适应阈值去噪算法,该算法增加了随曲波尺度变化的阈值因子,满足了曲波变换不同分解尺度的要求,改善了有效信号和噪声信号混叠的问题;为了提高计算效率,改善数据冗余问题,提出了基于曲波自适应阈值和自适应完备集合经验模态分解(CEEMDAN)的联合去噪算法,该算法对CEEMDAN分解得到的部分IMF分量进行曲波自适应阈值处理,然后将处理后的IMF分量和剩余分量进行重构,得到最终处理后的信号。对地震正演记录和实际地震资料进行随机噪声压制,对比分析去噪结果,可以看出本文提出的联合去噪算法优势明显,提高计算效率的同时也提高了计算精度,去噪后的地震记录同相轴清晰可见,边缘光滑性较好,在最大限度压制随机噪声的同时保护了有效信号,整体信噪比较高;最后应用联合去噪算法对线性干扰进行压制研究,分析去噪结果验证了本文提出联合方法的有效性和普适性。

关键词：地震资料处理曲波变换阈值 CEEMDAN 信噪比

基于miRNA相互作用的生物标志物发现方法

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基于miRNA相互作用的生物标志物发现方法

作者：张永豪北京化工大学

学位级别：硕士

miRNA是生物体内重要的信号调节因子,其功能失调被认为与癌症等人类疾病有关,已经有许多基于miRNA的诊断模型被开发出来,用以区分患病个体。然而,由于多中心数据之间的固有差异,即“批次效应”,使得在特定数据集上训练的模型,通常无法... 详细信息

miRNA是生物体内重要的信号调节因子,其功能失调被认为与癌症等人类疾病有关,已经有许多基于miRNA的诊断模型被开发出来,用以区分患病个体。然而,由于多中心数据之间的固有差异,即“批次效应”,使得在特定数据集上训练的模型,通常无法推广到外部数据集,这限制了基于miRNA的生物标志物走向临床应用。亟需一种新型的对批次不敏感的标志物,来开发具有良好泛化性能的诊断模型,用于识别患病个体。对于样本内的特征,由于受到相同的实验条件,因而其相对关系保持不变,可能是有应用潜力的新型生物标志物。因此,本论文拟进行基于miRNA相互作用的生物标志物发现的研究。主要研究结果如下:(1)通过构建转录因子介导的miRNA-miRNA间接作用网络,在此基础上生成miRNA比值特征作为新的生物标志物,紧接着证明了miRNA比值相对于传统的单个miRNA,在不同的实验条件下具有稳定的数据分布,因而可以用来作为标志物进行模型构建。(2)对NCBI系列数据库进行文本挖掘,实现了对疾病相关的miRNA表达量数据的整理汇总,来满足本研究的数据需求,以及对miRNA和疾病关联的统计等功能。在此基础上进行功能拓展,开发了miRNA知识库,以供后续研究人员使用。(3)开发了基于单因素方法和遗传算法组合的特征筛选流程,来进行特征筛选操作,并基于筛选的特征构建支持向量机分类器,在肺癌组织、肾癌组织和新冠血浆三个数据集上进行验证。结果显示,和传统的通过miRNA构建的分类器相比,基于miRNA比值的分类器具有优秀的区分性能和泛化能力。综上所述,本论文中基于相互作用构建的miRNA比值,具有对批次效应不敏感的特点,用于疾病分类具有更好的性能,是一种有广泛应用潜力的生物标志物。

关键词： miRNA 比值间接相互作用生物标志物多中心

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矩形通道速度边界层可视化实验研究

原子能科学技术 2023年第3期57卷 503-513页

作者：张永豪于晓勇刘卢果乔守旭谭思超哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室黑龙江哈尔滨150001 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室四川成都610213

板状燃料组件结构紧凑、冷却剂通道狭窄,其边界层流场特性是决定矩形通道与常规通道内单相流动和传热特性存在差异的重要因素。本文采用粒子图像测速(PIV)技术,对间隙为2 mm和3 mm的矩形通道的速度边界层进行了可视化实验研究,分析了矩... 详细信息

板状燃料组件结构紧凑、冷却剂通道狭窄,其边界层流场特性是决定矩形通道与常规通道内单相流动和传热特性存在差异的重要因素。本文采用粒子图像测速(PIV)技术,对间隙为2 mm和3 mm的矩形通道的速度边界层进行了可视化实验研究,分析了矩形通道边界层内速度分布、雷诺切应力等流场特性,探究了通道间隙对边界层的影响规律。实验结果表明,矩形通道的湍流边界层无量纲速度分布符合Spalding公式,在距离窄边壁面0.2~0.3 mm范围内存在雷诺切应力峰值区,随着雷诺数的增加,速度边界层的黏性底层逐渐减薄,对数律层占比增大,雷诺切应力峰值区向壁面方向靠近。减小矩形通道间隙,将会限制近壁面速度剖面的发展,使得近壁面速度梯度增大,湍流强度减小。

关键词：矩形通道速度边界层 PIV Spalding公式雷诺切应力

历史学科大概念提取的一般途径——以高中历史统编教材必修一第二单元为例

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华夏教师 2022年第17期 42-44页

作者：张永豪河南省漯河市第五高级中学

核心素养和大概念的提出是本次普通高中课程方案修订的重要变化之一。其中,学科核心素养是新时期我国课程改革落实立德树人根本任务的关键举措,大概念则是落实学科核心素养的重要抓手。但是,如何提取大概念以运用到课程教学中,以加快推... 详细信息

核心素养和大概念的提出是本次普通高中课程方案修订的重要变化之一。其中,学科核心素养是新时期我国课程改革落实立德树人根本任务的关键举措,大概念则是落实学科核心素养的重要抓手。但是,如何提取大概念以运用到课程教学中,以加快推进核心素养落地的路径尚未清晰。本文阐明了历史学科大概念的重要意义,围绕大概念的提取路径做了探索性尝试,通过归纳思维提取和演绎思维印证,保证大概念的科学性和有效性。

关键词：历史教学大概念单元教学

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社区健康教育对高血压的防治效果

中国城乡企业卫生 2023年第4期38卷 41-43页

作者：张永豪天津市河西区东海街社区卫生服务中心预防科天津300222

目的探讨社区健康教育对高血压的防治效果,为提高慢病管理质量提供参考借鉴。方法选取天津市河西区东海街社区卫生服务中心2019年3月—2020年7月收治的86例高血压患者作为研究对象,按照随机数字表法分为观察组和对照组,每组各43例。... 详细信息

目的探讨社区健康教育对高血压的防治效果,为提高慢病管理质量提供参考借鉴。方法选取天津市河西区东海街社区卫生服务中心2019年3月—2020年7月收治的86例高血压患者作为研究对象,按照随机数字表法分为观察组和对照组,每组各43例。对照组患者采取常规健康教育,观察组患者采取社区健康教育,包括疾病知识宣传、心理疏导、运动干预、饮食干预、用药干预等。对两组患者干预后依从率、血压控制率、护理满意度评分进行比较。结果观察组患者服药情况、合理饮食、疾病知晓度、适量运动、良好生活方式及遵医行为占比均高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。观察组血压控制率为81.39%,高于对照组的60.47%,差异有统计学意义(χ^(2)=4.568,P<0.05)。观察组护理满意度评分为(94.18±6.23)分,高于对照组的(82.65±5.64)分,差异有统计学意义(t=8.997,P<0.05)。结论社区健康教育在高血压防治中应用效果明显,能够提高患者控制血压率及护理满意度,值得临床推广应用。

关键词：高血压社区健康教育血压控制

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气量对消化污泥堆肥平均反应速率影响的研究

中国给水排水 1994年第4期10卷 25-29页

作者：张永豪天津市市政工程设计研究院

通过消化脱水污泥堆肥小试，针对气量对消化污泥堆肥平均反应速率的影响进行了研究，揭示了气量对消化污泥堆肥平均反应速率的影响，建立了气量与消化污泥堆肥平均反应速率的函数关系式，可用于消化污泥堆肥工厂的工艺设计。

关键词：消化污泥堆肥气量反应器

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乡村旅游视角下民宿设计与管理研究

艺术与设计（理论版） 2023年第2期 36-38页

作者：张永豪蔡晓玲武汉工程大学艺术设计学院武汉430205

随着乡村振兴背景下旅游业的高速发展,原有的村庄住宿情况已经不能满足新时代对高质量发展的要求,因此对于民宿的设计与管理需要进行重新思考。文章主要从乡村振兴建设视角下对乡村民宿设计和管理进行探讨,重点分析当前民宿的设计和管... 详细信息

随着乡村振兴背景下旅游业的高速发展,原有的村庄住宿情况已经不能满足新时代对高质量发展的要求,因此对于民宿的设计与管理需要进行重新思考。文章主要从乡村振兴建设视角下对乡村民宿设计和管理进行探讨,重点分析当前民宿的设计和管理出现的问题,总结出一些民宿设计的方法和管理的措施,希望能对今后民宿的发展有所帮助。

关键词：乡村振兴旅游乡村民宿品牌化设计和管理