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高超声速进气道/隔离段内流特性研究进展

推进技术 2018年第10期39卷 2252-2273页

作者：黄河峡谭慧俊庄逸盛发家孙姝南京航空航天大学能源与动力学院江苏省航空动力系统重点实验室江苏南京210016 南京航空航天大学民航/飞行学院江苏南京210016

作为超燃冲压发动机的增压部件,高超声速进气道/隔离段内部存在一系列的复杂流动现象,本文概述了该领域的相关研究进展。高超声速进气道/隔离段内存在多种激波/边界层干扰现象,并受到膨胀波系等的干扰,使其特性偏离了传统基于简化模型... 详细信息

作为超燃冲压发动机的增压部件,高超声速进气道/隔离段内部存在一系列的复杂流动现象,本文概述了该领域的相关研究进展。高超声速进气道/隔离段内存在多种激波/边界层干扰现象,并受到膨胀波系等的干扰,使其特性偏离了传统基于简化模型的研究结果,具有显著的三维干扰特征、多波组合干扰特征,并在通道内诱导出了显著的二次流,特别是角区旋涡流动。隔离段内存在复杂的激波和膨胀波结构,这些背景波系在隔离段内不断反射,形成显著的流向和横向参数间断。当出口流道发生几何或热力壅塞时,隔离段内会出现更为复杂的激波串现象。激波串和上游背景波系、角涡相干,呈现出明显的偏向性,并在前移过程中可能会出现两种特殊的动态前移过程。尽管最近对高超声速进气道/隔离段内流特性的认识得到了极大地提高,但仍然有较多的基础问题亟待解决。

关键词：高超声速进气道/隔离段激波/边界层干扰背景波系角区旋涡激波串

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不同波系配置的鼓包压缩面流动特性实验研究

推进技术 2019年第8期40卷 1752-1758页

作者：刘亚洲谭慧俊黄河峡张悦高婉宁盛发家南京航空航天大学能源与动力学院江苏省航空动力系统重点实验室

为探究波系配置对鼓包压缩面流动特性的影响,通过纹影和基于纳米粒子示踪的平面激光散射系统(NPLS)观测以及压力测量等实验手段,研究了三种不同波系配置的鼓包压缩面诱导的复杂流动,获得了鼓包压缩面上的压力分布、边界层分布特性以及... 详细信息

为探究波系配置对鼓包压缩面流动特性的影响,通过纹影和基于纳米粒子示踪的平面激光散射系统(NPLS)观测以及压力测量等实验手段,研究了三种不同波系配置的鼓包压缩面诱导的复杂流动,获得了鼓包压缩面上的压力分布、边界层分布特性以及鼓包压缩面上的精细流场结构。结果表明:三种不同波系配置的鼓包压缩面均具有边界层排移能力,在鼓包对称面上,沿流向边界层不断降低,边界层不断向两侧排移,在鼓包侧面形成堆积。尽管如此,压缩过程的不同,边界层的排移过程存在一定差异,对于单锥鼓包,其最先将低能边界层排移掉,而双锥和等熵锥鼓包略为迟缓,但三种鼓包末端的边界层厚度大体一致。此外,三种鼓包压缩面对称面上前中部压力梯度存在较大差异,但鼓包末端具有相同的压力分布。因此,在保证总偏转角一致的情况下,具体选用哪种鼓包配波方式对于边界层排移、增压能力而言没有显著的差异。

关键词：进气道边界层排移波系配置流动显示增压能力鼓包

连续双扫掠激波/湍流边界层干扰流动特性研究

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推进技术 2019年第5期40卷 1023-1031页

作者：盛发家谭慧俊黄河峡刘亚洲高婉宁王卫星南京航空航天大学能源与动力学院江苏省航空动力系统重点实验室江苏南京210016

为了探究连续双扫掠激波/湍流边界层干扰的流动特性,采用仿真方法对一双尖鳍/平板物理模型进行研究。结果表明:双扫掠激波/湍流边界层干扰形成的两个干扰区存在明显的相干现象,虽然第一道扫掠激波/边界层干扰流动仍具有典型的准锥形相... 详细信息

为了探究连续双扫掠激波/湍流边界层干扰的流动特性,采用仿真方法对一双尖鳍/平板物理模型进行研究。结果表明:双扫掠激波/湍流边界层干扰形成的两个干扰区存在明显的相干现象,虽然第一道扫掠激波/边界层干扰流动仍具有典型的准锥形相似特性,但受其干扰所形成的非均匀流的影响,第二道扫掠激波/边界层干扰却不再具有准锥形相似特性,同时第二个干扰区将影响其上游临近气流的运动甚至影响第一个干扰区的再附线和分离线等结构。两个干扰区形成各自的λ波结构,并且沿着流向两个干扰区内的激波结构相互汇聚,最终合并为单个更强的λ波结构;不仅如此,两个干扰区内还形成了复杂的旋涡结构,包括一级主旋涡和二级主旋涡,这些旋涡向下游运动,最终融合成一个尺度更大的锥形主旋涡。

关键词：激波湍流边界层干扰流动特性主旋涡

考虑熵层效应的扫掠激波/湍流边界层干扰特性研究

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气体物理 2023年第2期8卷 1-14页

作者：李宪开盛发家李佳伟尹超何墨凡周航柳军国防科技大学湖南长沙410073 沈阳飞机设计研究所扬州协同创新研究院有限公司江苏扬州225000

为了探究熵层对扫掠激波/湍流边界层干扰特性的影响规律,采用仿真方法对尖鳍/钝板物理模型进行研究。结果表明:扫掠激波上游的熵层厚度随着平板前缘钝化半径的增大而增加,同时边界层厚度也随着熵层厚度的增加而增加。熵层的引入并不改... 详细信息

为了探究熵层对扫掠激波/湍流边界层干扰特性的影响规律,采用仿真方法对尖鳍/钝板物理模型进行研究。结果表明:扫掠激波上游的熵层厚度随着平板前缘钝化半径的增大而增加,同时边界层厚度也随着熵层厚度的增加而增加。熵层的引入并不改变扫掠激波/湍流边界层干扰固有的准锥形相似特性,也不会改变拟锥原点(virtual conical origin,VCO)的位置,仅会改变干扰形成的上游影响线和分离线的角度。扫掠激波/湍流边界层干扰形成的锥形主旋涡和角涡的尺度随着熵层厚度的增加而增大。上游熵层的引入增大了下游扫掠激波/湍流边界层干扰区的总压损失,但扫掠激波/湍流边界层干扰自身造成的相对总压损失并不受上游熵层的影响。

关键词：熵层扫掠激波/湍流边界层干扰锥形相似旋涡总压损失

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背景激波干扰下激波串自激振荡特性研究

背景激波干扰下激波串自激振荡特性研究

第九届全国流体力学学术会议

作者：盛发家黄河峡谭慧俊南京航空航天大学大学能源与动力学院

本文利用非定常的仿真方法对典型的二元高超声速进气道/隔离段内的激波串自激振荡现象进行研究。研究发现针对本文所研究的物理模型,在AR=0.886的节流状态下,激波串在隔离段内剧烈地前后振荡,振荡频率约为740Hz,振荡幅度达到了1.46倍的... 详细信息

本文利用非定常的仿真方法对典型的二元高超声速进气道/隔离段内的激波串自激振荡现象进行研究。研究发现针对本文所研究的物理模型,在AR=0.886的节流状态下,激波串在隔离段内剧烈地前后振荡,振荡频率约为740Hz,振荡幅度达到了1.46倍的管道高度,这将不利于下游燃烧室的稳定燃烧。通过对激波串振荡过程的详细分析,发现激波串的自激振荡与隔离段出口的压力扰动在亚声速区内传播有关。激波串在一个周期内的振荡过程主要分为前移和后退两个阶段,在前移阶段中,激波串从最下游向最上游移动,共经历了395μs;在后退阶段中,激波串从最上游返回到最下游,一共经历了955μs。自激振荡使隔离段壁面的压力出现大幅的脉动,脉动最大值达到了14.42倍的来流静压,这将导致隔离段壁面承受更大的气动载荷。

关键词：高超声速进气道/隔离段激波串自激振荡

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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高重合度直齿圆柱齿轮温度场分析及试验验证

机械传动 2024年第7期 101-113页

作者：潘昱杨曼鲍和云李发家中国航空发动机集团南京航空航天大学机电学院济南大学机械工程学院

直升机传动系统中的高重合度直齿圆柱齿轮多采用喷油方式进行润滑冷却，其温度特性关系到齿轮的使用寿命。基于计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD），建立了高重合度直齿圆柱齿轮喷油润滑温度场数值计算模型；采用气液两... 详细信息

直升机传动系统中的高重合度直齿圆柱齿轮多采用喷油方式进行润滑冷却，其温度特性关系到齿轮的使用寿命。基于计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD），建立了高重合度直齿圆柱齿轮喷油润滑温度场数值计算模型；采用气液两相流（Volume of Fluid,VOF）、多重参考系（Multiple Reference Frame,MRF）法获得了齿轮表面的温度和对流换热系数大小及分布；使用控制变量法分析了润滑油参数、工况参数、齿轮参数对齿面温度及对流换热的影响规律；在CL-100型齿轮试验机上开展了齿轮温度试验。结果表明，齿轮温度随载荷增加而升高的趋势与CFD仿真计算结果一致，高重合度齿轮温度高于普通重合度齿轮，而且随着载荷的增大，这种现象越明显。

关键词：高重合度直齿圆柱齿轮喷油润滑温度场 CFD

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“抽象”函数“实用”策略

数理化解题研究 2024年第18期 10-12页

作者：王发家甘肃省民乐县第一中学甘肃张掖734500

高中数学试题中常常有一些没有给出解析式的抽象函数,此类函数比较特殊,具有一定的抽象性和复杂性,需要学生能够根据条件的特点灵活应对,化抽象为具体,通过函数的性质进行问题的分析和解决.本文对常见的抽象函数类型以及解题实用策略进... 详细信息

高中数学试题中常常有一些没有给出解析式的抽象函数,此类函数比较特殊,具有一定的抽象性和复杂性,需要学生能够根据条件的特点灵活应对,化抽象为具体,通过函数的性质进行问题的分析和解决.本文对常见的抽象函数类型以及解题实用策略进行论述,以期更好地解决这类复杂、抽象的函数.

关键词：抽象函数实用策略解题技巧

典型岩溶小流域碳酸盐岩风化过程及其碳汇效应

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地学前缘 2024年

作者：陈发家肖琼胡祥云郭永丽孙平安张宁广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院中国地质科学院岩溶地质研究所自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室

碳酸盐岩风化过程是一个吸收大气CO2的过程，具有碳汇效应，利用岩溶区水体的水文地球化学特征揭示碳酸盐岩风化过程、计算流域岩溶碳汇通量是全球变化研究的一个重要方面。以广西柳州官村地下河流域(GGW)为例，通过2021年四个季度的监... 详细信息

碳酸盐岩风化过程是一个吸收大气CO2的过程，具有碳汇效应，利用岩溶区水体的水文地球化学特征揭示碳酸盐岩风化过程、计算流域岩溶碳汇通量是全球变化研究的一个重要方面。以广西柳州官村地下河流域(GGW)为例，通过2021年四个季度的监测表明：(1)HCO3-和Ca2+是主要的阴阳离子，阴阳离子当量浓度和TDS反映了碳酸盐岩强烈的风化作用；(2)根据水化学时空分布特征显示，GGW的水化学类型为HCO3-Ca型；水岩作用过程除了H2CO3风化碳酸盐岩外，还有H2SO4和HNO3风化碳酸盐岩；(3)在考虑H2CO3、H2SO4和HNO3共同参与的水岩作用过程，用δ13CDIC计算H2CO3风化碳酸盐岩的CO2消耗量为2.38 mmol·L-1；CO2净消耗量用[HCO3-]mol-[Ca2++Mg2+]mol表示，平均净消耗量为1.98 mmol·L-1；用CO2净消耗量计算GGW的无机碳汇强度Cm为86.37 tCO2·km-2·a-1；(4)不考虑外源酸作用利用水化学径流法计算GGW的无机碳汇强度Cm为94.49 tCO2·km-2·a-1，CO2净消耗量是水化学径流法计算的CO2汇量的91.41%；(5)碳汇强度为2008年的1.91倍，为人工干预增加岩溶碳汇潜力评估提供一定的参考和借鉴。

关键词：碳酸盐岩风化官村地下河流域(GGW) 外源酸 CO 净消耗量无机碳汇强度

融合多特征选择和自注意力机制的LSTM燃料电池退化预测方法

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电子测量与仪器学报 2024年

作者：刘晓倩崔焕勇刘海宁付宇曾文胜李发家山东理工大学济南大学机械工程学院上海骥翀氢能科技有限公司中国航发湖南动力机械研究所

质子交换膜燃料电池的反应过程涉及多物理场、多部件、多因素的强耦合作用，其运行不可避免地伴随着长期的性能衰退及局部性能波动。然而，从多重耦合的众多监测参数中有效识别出关键特征并捕捉整体性能的衰退趋势变得异常困难。针对以... 详细信息

质子交换膜燃料电池的反应过程涉及多物理场、多部件、多因素的强耦合作用，其运行不可避免地伴随着长期的性能衰退及局部性能波动。然而，从多重耦合的众多监测参数中有效识别出关键特征并捕捉整体性能的衰退趋势变得异常困难。针对以上问题，提出一种基于XGBoost和Self-Atten-LSTM的PEMFC退化预测模型。首先，利用小波阈值去噪的方法剔除PEMFC原始数据中的噪声干扰;然后，采用XGBoost算法从众多参数中选择出对PEMFC性能影响显著的主要特征，实现关键特征的精确提取;最后，在LSTM中引入自注意力机制(Self-Attention)解决了其在处理长序列时的全局建模和多维向量间复杂交互关系不足的问题，通过自适应加权，更充分地利用了PEMFC的退化信息。与LSTM、Bi-LSTM、GRU模型相比，所提模型无论在稳态条件还是在动态条件下，都能较准确地预测燃料电池的退化，且模型平均绝对误差减小56.34%～77.04%，预测精度可达99.09%。该方法可广泛应用于制定车辆运行维护策略、提高系统可靠性等方面。

关键词： PEMFC 退化预测 XGBoost Self-Attention 深度学习