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基于真实密度比的单/三排扇形孔气膜冷却性能及流阻特性

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航空动力学报 2021年第11期36卷 2331-2343页

作者：韦宏祖迎庆复旦大学航空航天系上海200433 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

在真实密度比条件下对单排和三排的扇形气膜孔的传热和流阻特性进行了实验研究。采用压敏漆(PSP)技术对单/三排定出口宽度的扇形孔进行风洞实验,研究了在真实密度比条件下不同孔形参数的扇形气膜孔的传热和流阻特性的差异,得到了不同孔... 详细信息

在真实密度比条件下对单排和三排的扇形气膜孔的传热和流阻特性进行了实验研究。采用压敏漆(PSP)技术对单/三排定出口宽度的扇形孔进行风洞实验,研究了在真实密度比条件下不同孔形参数的扇形气膜孔的传热和流阻特性的差异,得到了不同孔形参数的扇形孔出现冷气射流吹离热侧壁面的大致临界吹风比以及实现展向平均气膜冷却效率最高的孔型结构参数。实验结果表明:在所研究的孔形参数范围内,扇形孔在吹风比小于1.5时没有出现冷气射流吹离壁面的现象,且倾斜角为20°、扩散角为15°的扇形孔的气膜冷却性能最好;而当吹风比为2.0时则出现了不同程度的吹离热侧壁面的现象,且倾斜角为25°、扩散角为10°的扇形孔的气膜冷却效率最大。此外,倾斜角为25°、扩散角为13°和倾斜角为30°、扩散角为10°的扇形孔流量系数最高。

关键词：扇形孔定出口宽度绝热气膜冷却效率吹风比流量系数

双层壁冷却结构中多排射流冲击冷却的换热和流阻特性

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航空动力学报 2021年第8期36卷 1621-1632页

作者：韦宏祖迎庆复旦大学航空航天系上海200433 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

采用稳态热敏液晶技术对双层壁冷却结构中的多排(包括顺排和叉排)射流冲击冷却结构进行了风洞实验,同时结合数值模拟的方法,对两种射流冲击冷却结构的传热和流阻特性的差异进行了研究。实验结果表明:流量系数和冲击靶板上的努塞尔数均... 详细信息

采用稳态热敏液晶技术对双层壁冷却结构中的多排(包括顺排和叉排)射流冲击冷却结构进行了风洞实验,同时结合数值模拟的方法,对两种射流冲击冷却结构的传热和流阻特性的差异进行了研究。实验结果表明:流量系数和冲击靶板上的努塞尔数均随着雷诺数的增大而增大,而冲击孔的排布方式对面平均努塞尔数的影响较小,但是叉排结构的流量系数高于顺排结构,且冲击靶板上换热更加均匀。数值结果显示冲击靶板中心区域的流量分配和换热均随着冲击距离的增大而增大;而在下游区域内恰好与之相反。

关键词：射流冲击冷却冲击距离努塞尔数雷诺数流量系数

用格子Boltzmann方法数值模拟混合层中旋涡的合并过程

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计算力学学报 2006年第4期23卷 397-400页

作者：施卫平祖迎庆吉林大学数学科学学院力学系

用格子Boltzmann方法计算混合层中的流动问题。在流场的入口处加不同频率、振幅和相位的小扰动,观察混合层中旋涡的演进机理,模拟二维混合层中旋涡合并现象。在基本扰动波的基础上,又加入频率为基本波频率一半的亚谐波,得到了两个涡合... 详细信息

用格子Boltzmann方法计算混合层中的流动问题。在流场的入口处加不同频率、振幅和相位的小扰动,观察混合层中旋涡的演进机理,模拟二维混合层中旋涡合并现象。在基本扰动波的基础上,又加入频率为基本波频率一半的亚谐波,得到了两个涡合并的计算结果,当加入的亚谐波频率为基本波频率的三分之一时,得到了三个涡合并的计算结果。这些计算结果与已有文献的结果基本一致,显示用格子Boltzmann方法模拟混合层问题是可行的。

关键词：格子Boltzmann方法混合层漩涡合并

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计算溃坝波问题的KFVS方法

吉林大学学报（工学版） 2006年第B3期36卷 62-65页

作者：施卫平祖迎庆吉林大学数学学院

浅水波方程与可压缩无黏气体方程类似,按照这两种方程的比拟关系,作者给出了用于计算浅水波方程的动力学流矢量分裂(KFVS)方法,并应用此方法计算了两个二维溃坝波问题。计算结果与已有文献结果基本一致,证明该方法有效、稳定,能够模拟... 详细信息

浅水波方程与可压缩无黏气体方程类似,按照这两种方程的比拟关系,作者给出了用于计算浅水波方程的动力学流矢量分裂(KFVS)方法,并应用此方法计算了两个二维溃坝波问题。计算结果与已有文献结果基本一致,证明该方法有效、稳定,能够模拟浅水长波方程中的间断解问题。

关键词：工程力学动力学流矢量分裂方法溃坝波浅水波方程

以Boltzmann方程为基础的流体力学数值方法

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以Boltzmann方程为基础的流体力学数值方法

作者：祖迎庆吉林大学

学位级别：硕士

本文研究了两类基于Boltzmann方程的流体力学数值计算方法—Lattice Boltzmann(LB)方法和以Boltzmann 方程为基础的流矢量分裂方法。本文对LB 方法的理论及其在复杂流场数值模拟中的应用做了进一步的研究,主要包括: 1.给出LB 方法中二... 详细信息

本文研究了两类基于Boltzmann方程的流体力学数值计算方法—Lattice Boltzmann(LB)方法和以Boltzmann 方程为基础的流矢量分裂方法。本文对LB 方法的理论及其在复杂流场数值模拟中的应用做了进一步的研究,主要包括: 1.给出LB 方法中二阶精度的任意曲线边界处理方法,进而得到二阶精度的任意曲线边界受力求解方法。 2.推广LB 方法在复杂流场数值模拟中的应用,先后用LB 方法计算了圆柱绕流问题、凹坑表面阻力求解问题、空间和时间模式混合层问题、椭圆柱绕流问题、旋转圆柱周围的流场以及流场中柔性膜的运动。动力学的流矢量分裂(Kinetic Flux Vector Splitting , KFVS) 方法和离散速度方法同属于流矢量分裂方法。它们都以描述粒子微观运动的Boltzmann 方程为基础,用于计算无粘可压缩气体方程已经得到了令人满意的结果。本文通过对浅水波方程与无粘可压缩气体方程的比拟,给出了用于计算浅水波方程的KFVS 方法和离散速度方法,并计算了两个二维溃坝波问题。

关键词：格子Boltzmann 方法 Boltzmann 方程动量转换法动力学的流矢量分裂法离散速度法浅水波

同方学位论文库评论

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计算溃坝波问题的离散速度模型

吉林大学学报（理学版） 2005年第1期43卷 24-28页

作者：祖迎庆施卫平吉林大学数学学院力学与工程科学系长春130012

采用离散速度模型计算二维溃坝波问题.按照浅水波方程与气体动力学方程的比拟关系,给出用于计算浅水波方程的离散速度方法.计算了两个二维溃坝波问题:圆形溃坝波问题和部分水坝倒塌后的水流问题.计算结果显示,此模型计算程序比较简单、... 详细信息

采用离散速度模型计算二维溃坝波问题.按照浅水波方程与气体动力学方程的比拟关系,给出用于计算浅水波方程的离散速度方法.计算了两个二维溃坝波问题:圆形溃坝波问题和部分水坝倒塌后的水流问题.计算结果显示,此模型计算程序比较简单、有效,且稳定.

关键词：溃坝波浅水波方程离散速度模型

用格子Boltzmann方法模拟流场中可变形膜的运动

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力学学报 2005年第2期37卷 164-168页

作者：祖迎庆施卫平吉林大学数学科学学院力学与工程科学系长春130012

采用格子Boltzmann方法模拟可变形膜与周围流体的相互作用.分析了格子Boltzmann方法中的边界处理方法和边界受力的计算方法,并且用此方法计算流场中可变形膜的受力.可将离散化后的膜看作一系列的质点,从而得到膜的动力学方程.将可变形... 详细信息

采用格子Boltzmann方法模拟可变形膜与周围流体的相互作用.分析了格子Boltzmann方法中的边界处理方法和边界受力的计算方法,并且用此方法计算流场中可变形膜的受力.可将离散化后的膜看作一系列的质点,从而得到膜的动力学方程.将可变形膜在流场中受到的力引入方程中,可以计算膜的变形.求解了几种不同情况下,膜的形状随时间的变化.发现,如果可变形膜非常软或者非常硬,经过足够长的时间后,膜的形状会接近一条直线,即回到初始状态.模拟过程是二阶精度的.

关键词：格子Boltzmann法动量转换法可变形膜样条函数插值 leap-frog格式边界受力

用Lattice Boltzmann方法计算流体对曲线边界的作用力

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吉林大学学报（理学版） 2005年第2期43卷 132-136页

作者：施卫平祖迎庆吉林大学数学学院力学与工程科学系长春130012

通过分析格子Boltzmann方法中边界受力的计算方法,研究了两种用LB方法计算边界受力的方法———动量转换法和应力积分法,其中动量转换法较为可靠、准确,且易于执行.应用LB方法模拟了圆柱绕流问题,并计算出圆柱的阻力系数.通过模拟凹坑... 详细信息

通过分析格子Boltzmann方法中边界受力的计算方法,研究了两种用LB方法计算边界受力的方法———动量转换法和应力积分法,其中动量转换法较为可靠、准确,且易于执行.应用LB方法模拟了圆柱绕流问题,并计算出圆柱的阻力系数.通过模拟凹坑表面的层流流动,发现随着Re数的增大,凹坑表面的阻力系数逐渐接近平板的阻力系数.

关键词： Lattice Boltzmann方法动量转换法应力积分法阻力系数

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气冷涡轮叶片元件级气热耦合实验研究

复旦学报（自然科学版） 2019年第4期58卷 506-514页

作者：陈毅韦宏祖迎庆丁亮复旦大学航空航天系上海200433 中国航发商用航空发动机有限责任公司上海200241

涡轮叶片具有超高热负荷、复杂几何外形以及对结构强度要求严格的特点.因此,对其进行高效冷却结构设计成为航空推进领域最具挑战性的问题之一.本实验主要对带有冲击孔和气膜孔的平板实验件进行测量.试验件采用3种不同材料进行加工,分别... 详细信息

涡轮叶片具有超高热负荷、复杂几何外形以及对结构强度要求严格的特点.因此,对其进行高效冷却结构设计成为航空推进领域最具挑战性的问题之一.本实验主要对带有冲击孔和气膜孔的平板实验件进行测量.试验件采用3种不同材料进行加工,分别为不锈钢(SS304)、铝(AL6061)和聚四氟乙烯(PTFE).实验中气膜冷气入射角度(α)为45°,吹风比(λBR)在0.25~1.00范围内变化,气膜孔板热侧面温度通过稳态液晶热成像技术进行测量.本文围绕吹风比和毕渥数对冷却效率及流量系数的影响展开了详细的分析与讨论.

关键词：涡轮叶片气热耦合冷却效率毕渥数吹风比