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基于改进虚拟单元浸没边界法的椭圆气动噪声问题数值研究

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航空学报 2023年

作者：张阳罗佳奇曾先浙江大学航空航天学院

气动噪声的准确数值模拟对于研究航空发动机中叶片绕流噪声和涡声共振现象具有重要的意义。本文提出了一种基于局部边界加密的改进虚拟单元浸没边界法，将其与高精度有限差分算法相结合，成功实现了对低雷诺数气动声场问题的直接数值求... 详细信息

气动噪声的准确数值模拟对于研究航空发动机中叶片绕流噪声和涡声共振现象具有重要的意义。本文提出了一种基于局部边界加密的改进虚拟单元浸没边界法，将其与高精度有限差分算法相结合，成功实现了对低雷诺数气动声场问题的直接数值求解。该浸没边界法的改进之处在于通过在虚拟点之间构造多个中间节点，并依据边界条件建立流体域内镜像点与固体域内中间点之间关系，使得固壁边界的离散程度相比原来大为增加，这样起到对固壁边界局部加密的作用，从而使得边界的描述更为准确。通过对低雷诺数下圆柱绕流气动噪声问题的数值验证，本文提出方法所得到的升阻力特性、尾迹脱落涡演化以及近远场噪声传播特性与文献结果吻合较好，气动声场的计算精度得到了提高。对比研究了不同纵横比对椭圆绕流气动声源产生和噪声传播规律的影响，发现尾迹脱落涡交替排列并向下游演化，所形成的噪声场关于长轴线呈对称分布，其流动模式与声场特征与圆柱绕流类似，但其升阻力脉动以及噪声强度明显小于圆柱算例。进一步地，通过声压分解发现偶极子声源对整体噪声强度的贡献比重随着纵横比减小而下降，进而尾迹中单极子和四极子声源的贡献比重上升，直接导致了噪声传播方向性向上游偏转。

关键词：浸没边界法直接数值模拟椭圆尾迹涡噪声

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基于伴随方法的单级低速压气机气动设计优化

航空学报 2020年第5期41卷 134-143页

作者：罗佳奇杨婧浙江大学航空航天学院杭州310027 德州农工大学机械工程系 College Station TX 77843

采用梯度方法对某型4.5级压气机最后级进行气动设计优化研究,梯度由连续伴随方法计算确定,多排伴随方程采用伴随掺混面模型进行数值求解。首先,采用基于经验修正的初步设计方法设计带进口导叶的4.5级低速、低压缩比压气机的原始气动外... 详细信息

采用梯度方法对某型4.5级压气机最后级进行气动设计优化研究,梯度由连续伴随方法计算确定,多排伴随方程采用伴随掺混面模型进行数值求解。首先,采用基于经验修正的初步设计方法设计带进口导叶的4.5级低速、低压缩比压气机的原始气动外形。之后,在压气机近失速工况对最后级静子叶片进行伴随气动设计优化,通过优化叶型和安装角降低流动损失,目标函数定义为加权求和形式的熵增和流量偏差,优化中对流量进行约束。最后,开展基于伴随方法的多工况气动设计优化研究,改善两个不同转速条件下最后级的气动性能。优化结果表明,基于伴随方法的多排气动设计优化可以通过改变叶片气动外形提升多排全工况气动性能。

关键词：气动设计优化伴随方法多排多工况掺混面流动分离压气机

盾构法重叠隧道施工过程中施工顺序及施工间隔对土体变形的影响研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2022年第12期55卷 1318-1328页

作者：范奇张天奇天津大学建筑工程学院天津300350

随着我国地下工程的持续开发建设,城市地下空间变得愈发拥挤.城市地铁上下行双线隧道在面对狭窄的地下空间环境限制时,有时需要采取重叠隧道的形式进行施工.由于双线隧道重叠布置,施工引发的土体变形产生叠加效应,因此重叠隧道施工引发... 详细信息

随着我国地下工程的持续开发建设,城市地下空间变得愈发拥挤.城市地铁上下行双线隧道在面对狭窄的地下空间环境限制时,有时需要采取重叠隧道的形式进行施工.由于双线隧道重叠布置,施工引发的土体变形产生叠加效应,因此重叠隧道施工引发的地表沉降更难控制和预测.同时,由于双线隧道重叠一般是为了应对狭窄的空间,因此重叠隧道通常会临近其他结构物施工,如建筑基础、管线和其他隧道.本文以天津地铁5号线程津段重叠隧道工程为背景,建立了精细化模拟的有限元数值模型,考虑了盾构掘进过程中掌子面支撑、盾构摩擦、盾构推力、盾尾注浆和台车重量等施工因素.计算结果与实测数据行了对比验证,证明了数值模型的可靠性.借助该数值模型对重叠隧道施工顺序与盾构施工参数的关系展开研究,优化了已有研究得出的简单定性结论.对重叠隧道双线隧道同步施工时不同施工间隔进行评估,从地表沉降、沉降发展速率、隧道位移和收敛等方面进行了分析,结合统计学方法和施工实际情况给出了推荐的重叠隧道施工间隔方案,应用该结论可以帮助重叠隧道施工节省近一半工期成本.

关键词：重叠隧道施工顺序施工间隔现场实测

进出口边界压力扰动对多级轴流压气机的气动不确定性影响研究

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航空学报 2024年

作者：李灿灿肖左利罗佳奇北京大学工学院浙江大学航空航天学院中国航发商用航空发动机有限责任公司

量化边界流动扰动的不确定性影响是压气机鲁棒性气动设计的主要研究内容之一。基于计算流体力学的多级压气机气动不确定性量化（UncertaintyQuantification,UQ）非常耗时，高效的气动预测方法有助于提高UQ的计算效率。本文采用时间推进... 详细信息

量化边界流动扰动的不确定性影响是压气机鲁棒性气动设计的主要研究内容之一。基于计算流体力学的多级压气机气动不确定性量化（UncertaintyQuantification,UQ）非常耗时，高效的气动预测方法有助于提高UQ的计算效率。本文采用时间推进欧拉通流方法（EulerThroughflowMethod,Euler-TFM）和直接蒙特卡洛模拟（MonteCarlo Simulation,MCS）研究了进出口边界压力扰动对某型4.5级轴流压气机的气动不确定性影响。首先，实现了基于EulerTFM的压气机气动性能预测，并通过与三维数值计算结果的对比验证了Euler-TFM的精度。随后采用MCS量化了不同工况下进口总压、出口背压、两者耦合的不确定性变化对压气机绝热效率、流量和压比的影响大小。基于Sobol灵敏度分析的结果表明：在近失速工况下，进口总压和出口背压扰动对性能变化的影响存在强烈的耦合作用。最后对流场进行统计分析，揭示了边界流动扰动对该压气机流场和性能变化的影响规律，并评估了气动设计的鲁棒性。

关键词：不确定性多级轴流压气机流动扰动欧拉通流方法概率统计

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涡轮叶片来流角扰动不确定性量化分析

航空动力学报 2020年第3期35卷 519-531页

作者：夏志恒罗佳奇北京大学工学院北京100871 浙江大学航空航天学院杭州310027

为了高效精确量化来流条件变化对涡轮叶片性能的影响,发展了一种基于自适应抽样技术的非嵌入式多项式混沌(NIPC)模型,并通过函数试验对自适应NIPC模型进行了验证。在不同尺度来流角变化下,用该模型量化涡轮叶栅能量损失系数的不确定性变... 详细信息

为了高效精确量化来流条件变化对涡轮叶片性能的影响,发展了一种基于自适应抽样技术的非嵌入式多项式混沌(NIPC)模型,并通过函数试验对自适应NIPC模型进行了验证。在不同尺度来流角变化下,用该模型量化涡轮叶栅能量损失系数的不确定性变化,同时与直接蒙特卡洛模拟和灵敏度分析进行对比。通过流场统计分析揭示来流角变化对气动不确定性的影响机理。结果表明:自适应NIPC在不同尺度来流角扰动下均能快速准确量化能量损失系数变化;能量损失系数不确定性变化对来流角扰动是非线性依赖关系;叶片通道内的激波对来流角变化最为敏感,是引起能量损失系数不确定性变化的主要因素。

关键词：来流角自适应气动不确定性多项式混沌模型直接蒙特卡洛模拟

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考虑来流角变化影响的叶栅稳健性优化设计

工程热物理学报 2021年第1期42卷 121-129页

作者：夏志恒罗佳奇北京大学工学院航空航天工程系北京100871 浙江大学航空航天学院航空航天系杭州310027

进、出口边界流动扰动是叶轮机械中一种典型的不确定性因素,对叶片气动性能产生重要影响。开展考虑边界流动扰动影响的叶片稳健性气动优化设计(RADO)研究,对提高叶片的平均气动性能及气动稳健性具有重要意义。首先介绍叶片RADO的基本原... 详细信息

进、出口边界流动扰动是叶轮机械中一种典型的不确定性因素,对叶片气动性能产生重要影响。开展考虑边界流动扰动影响的叶片稳健性气动优化设计(RADO)研究,对提高叶片的平均气动性能及气动稳健性具有重要意义。首先介绍叶片RADO的基本原理、实现方法及关键问题。之后开展基于自适应非嵌入式多项式混沌模型的某型跨音速涡轮叶栅来流角不确定性研究,对叶栅总压损失进行量化。最后开展叶片气动外形的RADO研究,通过与确定性气动优化设计的对比揭示RADO在提高优化叶片气动稳健性方面的优越性。

关键词：气动优化设计稳健性不确定性多项式混沌涡轮叶栅

不同约束条件下跨声速涡轮叶栅伴随气动优化设计

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航空动力学报 2021年第9期36卷 1986-1998页

作者：李佳星罗佳奇曹志远浙江大学航空航天学院杭州310027 西北工业大学动力与能源学院西安710129

发展了一种简化的基于无反射边界理论的伴随方程进出口边界条件确定方法,研究了考虑不同约束的叶片气动外形优化设计。研究结果表明:采用流动强耦合的简化伴随方程进出口边界条件确定方法,能够确定精度较高的伴随灵敏度,在不同类型的伴... 详细信息

发展了一种简化的基于无反射边界理论的伴随方程进出口边界条件确定方法,研究了考虑不同约束的叶片气动外形优化设计。研究结果表明:采用流动强耦合的简化伴随方程进出口边界条件确定方法,能够确定精度较高的伴随灵敏度,在不同类型的伴随气动优化设计中均具有较好适用性。无约束的出口质量熵优化后,出口质量熵降低0.253%,流道面积和出口气流角变化较大。分别考虑出口气流角气动约束、流道面积几何约束和同时考虑上述两种约束的影响,优化后出口质量熵分别降低0.176%、0.227%和0.164%,优化后叶片气动性能显著提升,且满足约束条件。改变叶型曲率能有效减弱激波强度,吸力面前段曲率降低时,流动减速、出口气流角增大,吸力面前段曲率变化较小时,出口气流角约束较好。

关键词：气动优化设计约束条件伴随方法边界条件涡轮叶栅

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五峰山长江大桥铁路二期恒载铺设技术

桥梁建设 2023年第1期53卷 130-135页

作者：刘亦奇中铁大桥局集团有限公司湖北武汉430050 桥梁结构健康与安全国家重点实验室湖北武汉430034

连镇铁路五峰山长江大桥为主跨1092 m的公铁两用悬索桥,该桥加劲梁一期恒载为501 kN/m,二期恒载为318.1 kN/m,其中二期恒载中的铁路道砟为189.4 kN/m。加劲梁采用不携带二期恒载整节段架设、合龙后铺设二期恒载的方法施工。由于二期恒... 详细信息

连镇铁路五峰山长江大桥为主跨1092 m的公铁两用悬索桥,该桥加劲梁一期恒载为501 kN/m,二期恒载为318.1 kN/m,其中二期恒载中的铁路道砟为189.4 kN/m。加劲梁采用不携带二期恒载整节段架设、合龙后铺设二期恒载的方法施工。由于二期恒载达到加劲梁恒载的38.8%,加劲梁合龙后,加劲梁线形未达到成桥线形,在铁路道砟集中摊铺过程中,面临着加劲梁桥面系局部应力分布不均的难题。针对该桥特点,通过分析,该桥有砟轨道采用分阶段对称隔断与连续摊铺相结合的方案施工,将4线铁路分4个阶段进行铺设,阶段1和阶段2采用对称隔断的方式进行底砟及预留线道砟摊铺,阶段3和阶段4采用单向连续的方式进行连镇线轨枕及面砟摊铺。该摊铺方案引起的主缆线形变化较为平缓,避免了施工过程中加劲梁桥面系局部应力集中的问题,采用所提出的方案施工后该桥线形及加劲梁内力控制均较好。

关键词：公路铁路两用桥悬索桥加劲梁有砟轨道二期恒载铁路道砟摊铺方式施工技术

《讲话》与“十七年”东北工业题材小说叙事策略——以舒群《这一代人》为例

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当代文坛 2024年第2期 197-204页

作者：李佳奇辽宁大学文学院

在《在延安文艺座谈会上的讲话》指导下,舒群等“十七年”东北作家积极探索国家意志与主体意识的融合,整合时代力量与自我经验,进行艺术构思改造与知识分子话语重置。作家依从现实真实展开对社会主义工业建设场景的典型塑造,借由时间的... 详细信息

在《在延安文艺座谈会上的讲话》指导下,舒群等“十七年”东北作家积极探索国家意志与主体意识的融合,整合时代力量与自我经验,进行艺术构思改造与知识分子话语重置。作家依从现实真实展开对社会主义工业建设场景的典型塑造,借由时间的线性发展与循环进步完成对工业发展历程的贯通式呈现,并通过深层情感诠释构画蕴蓄深厚爱国情感与集体精神的社会主义工业景观。一个时代的工业战线图景与一代人的集体建设道路,经由舒群“这一代人”的集体性想象与策略性表达,得到了丰富而鲜活的再现。“十七年”东北工业叙事也在这一过程中完成了讲述故事的“这一代人”与故事讲述的“这一代人”的深刻联结。在舒群这一代作家与一代工业建设者的同声共鸣下,“十七年”东北工业叙事就本质而言成为一种内嵌于工人集体且外显知识分子作家主体经验,融通集体与自我,勾连历史与现实,凝聚国家意志与集体共识的策略书写与话语表达。

关键词：《讲话》舒群《这一代人》 “十七年”东北工业题材小说