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变构型飞行器多刚体非定常仿真技术

航空学报 2023年第S2期44卷 67-76页

作者：张贺刘清扬李留刚许靖尧空间物理重点实验室北京100076

变构型飞行器能够根据飞行环境与飞行任务相应改变外形,在气动、控制、应用场景方面具有明显优势。为了设计合理的变构型飞行器分离/变形机构,需要依赖仿真工具识别设计风险、优化机构设计。针对各类变构型飞行器多刚体非定常问题的仿... 详细信息

变构型飞行器能够根据飞行环境与飞行任务相应改变外形,在气动、控制、应用场景方面具有明显优势。为了设计合理的变构型飞行器分离/变形机构,需要依赖仿真工具识别设计风险、优化机构设计。针对各类变构型飞行器多刚体非定常问题的仿真需求,基于Udwadia-Kalaba方法构建了适用于各类约束问题的多刚体动力学模型,并开发了轻量化的多刚体动力学开源仿真软件MUSE。MUSE采用了面向对象的编程方式,使得用户使用时不必了解多刚体动力学方程的具体表达式,而只需根据实际的机械系统创建相应刚体对象与约束对象并指定对象间的连接关系。构建了MUSE与CFD求解器耦合计算框架,实现了变构型飞行器分离/变形过程的多刚体非定常仿真。验证算例表明,MUSE能够精确求解多刚体动力学问题,且MUSE与CFD的耦合计算能够很好地解决各类变构型飞行器变形/分离过程中面临的多刚体非定常仿真难题。

关键词：变构型飞行器非定常多刚体动力学分离耦合计算

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河毓牧野——新乡黄河历史文化综述

黄河．黄土．黄种人 2022年第19期 28-34页

作者：李留刚不详

在巍峨的太行山下,源远流长的黄河之滨,富饶美丽的华北平原上,有这样一个地方,她北依太行,南临黄河,横跨黄河、海河两大流域:她历史悠久,文化灿烂,有着仰韶、龙山文化遗址。诸侯会盟、张良刺秦发生在这里,牧野大战、官渡之战发生在这里... 详细信息

在巍峨的太行山下,源远流长的黄河之滨,富饶美丽的华北平原上,有这样一个地方,她北依太行,南临黄河,横跨黄河、海河两大流域:她历史悠久,文化灿烂,有着仰韶、龙山文化遗址。诸侯会盟、张良刺秦发生在这里,牧野大战、官渡之战发生在这里,比干剖心忠速、孔子讲学杏坛也曾发生在这里,她就是新乡。新中国成立之初,新乡曾是平原省的省会,现为河南省的省辖市。她兴于黄河、昌于黄河,黄河曾在这片沃土孕育了千年的灿烂文明。今天,让我们踏着历史的足迹、穿越千年的时空,去拨开烟锁尘封的历史,寻找古黄河的印记……

关键词：仰韶官渡之战牧野大战古黄河黄河之滨龙山文化遗址诸侯会盟

“幸福河”建设:让黄河名片越来越亮--新乡黄河流域生态保护和高质量发展侧记

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黄河．黄土．黄种人 2022年第28期 52-53页

作者：李留刚不详

2019年9月18日,习近平总书记在郑州主持召开黄河流域生态保护和高质量发展座谈会并发表重要讲话,将黄河流域生态保护和高质量发展上升为重大国家战略,发出了"让黄河成为造福人民的幸福河的伟大号召。3年来,面对总书记的殷殷嘱托,新乡黄... 详细信息

2019年9月18日,习近平总书记在郑州主持召开黄河流域生态保护和高质量发展座谈会并发表重要讲话,将黄河流域生态保护和高质量发展上升为重大国家战略,发出了"让黄河成为造福人民的幸福河的伟大号召。3年来,面对总书记的殷殷嘱托,新乡黄河交出了怎样的答卷呢?工程名片愈加亮丽巍峨的大堤,壮观的黄河,顺直的道路,多彩的树木……

关键词：高质量发展名片造福人民新乡黄河

鏖战,我们众志成城——新乡黄河河务局防御2021年秋汛纪实

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黄河．黄土．黄种人 2022年第1期 36-37页

作者：李留刚不详

渭河上涨、伊河上涨、泌河上涨……受黄河中游大范围持续降雨和干支流水库调度影响,2021年9月24日以来,黄河中下游经历了大水量、高水位、长历时秋汛,黄河干流先后出现3次编号洪水,至10月底秋汛结束,花园口水文站4000立方米每秒流量以... 详细信息

渭河上涨、伊河上涨、泌河上涨……受黄河中游大范围持续降雨和干支流水库调度影响,2021年9月24日以来,黄河中下游经历了大水量、高水位、长历时秋汛,黄河干流先后出现3次编号洪水,至10月底秋汛结束,花园口水文站4000立方米每秒流量以上洪水达25天,最高流量达4950立方米每秒,洪水总量达127.29亿立方米,为1982年大洪水期间7日洪水总量的2.53倍,黄河防汛工作面临前所未有的挑战。

关键词：洪水总量花园口水文站水库调度黄河中下游秋汛干支流黄河干流伊河

基于振荡式涡流发生器的激波/边界层干扰控制方法

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航空学报 2023年第20期44卷 198-213页

作者：王梦格何小明王娟娟张悦汪昆谭慧俊李留刚南京航空航天大学能源与动力学院南京210016 中国空气动力研究与发展中心跨流域空气动力学重点实验室绵阳621000 中国航发四川燃气涡轮研究院高空模拟技术重点实验室绵阳621000 空间物理重点实验室北京100076

激波/边界层干扰(Shock Wave/Boundary Layer Interaction, SWBLI)是高超声速进气道中常见的流动现象,当其诱导边界层发生显著分离时往往会导致进气道气动性能严重下降。为此,本文提出了一种基于新型振荡式涡流发生器阵列的SWBLI控制方... 详细信息

激波/边界层干扰(Shock Wave/Boundary Layer Interaction, SWBLI)是高超声速进气道中常见的流动现象,当其诱导边界层发生显著分离时往往会导致进气道气动性能严重下降。为此,本文提出了一种基于新型振荡式涡流发生器阵列的SWBLI控制方法,采用基于动网格技术的非定常仿真方法对该涡流发生器阵列流场进行了研究,验证了该控制方法的有效性,并研究了相关参数的影响规律。研究结果表明,振荡式涡流发生器可在超声速边界层内诱导产生振荡强度可变的涡系结构,增强了边界层流动与高速主流的掺混,同时该涡流发生器振荡过程中独特的“挤压”“抽吸”效应持续对气流进行充能,边界层内速度分布饱满程度显著增加。在控制效果方面,随着涡流发生器振荡频率增加,其对边界层低速气流充能的效果增强,对SWBLI流场的控制效果更加明显,形状因子最高可以降低28%;当激波入射在涡流发生器下游34hv时(其中hv为振荡式涡流发生器最大高度),控制效果最佳,激波诱导边界层分离区长度相比无控制时可减少25%;在涡流发生器下游x=270 mm处截取高度30 mm(z=30 mm)设置为监控面,相比于定几何涡流发生器,监控面总压恢复系数提升5%,马赫数提升2.4%。

关键词：振荡型涡流发生器激波/边界层干扰动态网格仿真旋涡流动控制

科技赋能“智”推治河——新乡黄河河务局信息化建设工作记

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黄河．黄土．黄种人 2023年第24期 12-13页

作者：李留刚王飞不详

从建设一线班组视频会商系统到完善一线监测系统,从安装工情险情全天候监测感知预警系统到架设天眼巡河智能化平台,从搭建工程实景三维模型到打造“一网通管”新乡黄河智慧平台……2022年以来,新乡黄河河务局按照“需求牵引、应用至上... 详细信息

从建设一线班组视频会商系统到完善一线监测系统,从安装工情险情全天候监测感知预警系统到架设天眼巡河智能化平台,从搭建工程实景三维模型到打造“一网通管”新乡黄河智慧平台……2022年以来,新乡黄河河务局按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”要求,坚持科技赋能,加大智慧黄河建设力度,在黄河保护治理数字化、网络化、智能化发展道路上走出了一条追求卓越、追求一流的顽强拼搏之路。

关键词：实景三维模型赋能智能化发展提升能力智能化平台保护治理一线班组监测系统

二元高超声速进气道不起动状态的信号特征及预警

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航空学报 2010年第12期31卷 2324-2331页

作者：李留刚谭慧俊孙姝张悦南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016 南京航空航天大学民航学院江苏南京210016

对高超声速进气道的不起动进行了研究,首先给出了某二元高超声速进气道由起动到不起动全过程的壁面压强信号历程,并利用短时傅里叶变换(STFT)和小波变换(WT)方法对不起动过程中壁面压强信号的时-频特性进行了分析,然后采用累积和(CUSUM... 详细信息

对高超声速进气道的不起动进行了研究,首先给出了某二元高超声速进气道由起动到不起动全过程的壁面压强信号历程,并利用短时傅里叶变换(STFT)和小波变换(WT)方法对不起动过程中壁面压强信号的时-频特性进行了分析,然后采用累积和(CUSUM)和最大似然比(GLR)变化检测算法,对高超声速进气道的喘振现象进行了预测。研究结果表明,高超声速进气道喘振发生时,壁面压强信号的时-频特性存在显著改变,能量谱密度(PSD)分布出现了有规律的集中,其基频在200～340Hz范围,并随着堵塞度(TR)的增加而增加。另外,在喘振发生前,进气道收敛段的下壁面附近存在大尺度的分离包,其有规律的尺度变化和前后移动导致了明显的壁面压强脉动特征,因此可作为一种前兆来预测喘振现象的出现。在本文条件下,两种变化检测算法均可在大喘发生前约220ms发出警报,表明了该喘振预警思路的可行性。

关键词：高超声速进气道不起动喘振时-频分析傅里叶变换小波变换

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典型高超声速进气道的不起动特征研究

典型高超声速进气道的不起动特征研究

作者：李留刚南京航空航天大学

学位级别：硕士

进气道是吸气式高超声速冲压发动机的关键气动部件之一,起动是其正常、高效工作的前提。当高超声速进气道处于不起动状态时,对发动机和飞行器而言是非常不利的。然而,由于导致进气道不起动的原因相当复杂,实际应用中进气道的不起动状态... 详细信息

进气道是吸气式高超声速冲压发动机的关键气动部件之一,起动是其正常、高效工作的前提。当高超声速进气道处于不起动状态时,对发动机和飞行器而言是非常不利的。然而,由于导致进气道不起动的原因相当复杂,实际应用中进气道的不起动状态(喘振)往往难以避免。因此,有必要对高超声速进气道的不起动状态进行深入研究,掌握相关流动和信号特征,并探索进气道不起动状态的预测方法。本文首先对二元高超声速进气道起动和不起动状态进行了仿真研究,并和相关的实验结果进行了对比。结果表明,两者在流态及壁面静压沿程分布方面有着较好的一致性,证明了本文所采用的仿真方法是可行的。而后,采用同样的仿真设置方法对二元和侧压式高超声速进气道不起动过程进行了非定常仿真研究,获得了两类进气道不起动状态的非定常流动特征。其次,针对某具体的二元高超声速进气道,仿真研究了不同的几何参数和来流参数,如堵塞度、突扩通道长度、后台阶高度、来流总温及来流马赫数等,对该进气道喘振特性的影响规律,并试着分析了其原因。最后,给出了实验获得的某二元高超声速进气道由起动到不起动全过程的壁面压强信号,利用短时傅立叶变换及小波变换等时‐频分析方法对其进行了信号特征分析,获得了信号的时‐频特性,并利用CUSUM和GLR变化检测算法对进气道的喘振进行了预测,发现两种算法均可在大喘发生前约220ms发出警报,初步表明了该喘振预警思路的可行性。?

关键词：高超声速进气道不起动喘振时‐频分析小波变换预警变化检测算法

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新乡沿黄生态廊道建设经验及建议

人民黄河 2020年第S2期42卷 112-113页

作者：申杭李留刚新乡黄河河务局河南新乡453003

新乡黄河段位于黄河下游左岸上首,新乡河务局全力推进黄河生态廊道建设,生态建设卓有成效,但存在对区域内黄河文化、景观等发掘不足,沿黄滩区基础设施薄弱,沿黄地区生态保护协调联动机制仍需进一步加强等问题。针对这些问题提出,融入地... 详细信息

新乡黄河段位于黄河下游左岸上首,新乡河务局全力推进黄河生态廊道建设,生态建设卓有成效,但存在对区域内黄河文化、景观等发掘不足,沿黄滩区基础设施薄弱,沿黄地区生态保护协调联动机制仍需进一步加强等问题。针对这些问题提出,融入地方发展,打造完整的沿黄生态系统,加大滩区生态治理与修复力度,完善防洪工程体系等建议。

关键词：生态廊道滩区生态系统新乡黄河段