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风沙流结构的SPH模拟研究

机械设计与制造 2022年第1期371卷 32-36,41页

作者：楚花明金阿芳闻腾腾梁岚博新疆大学机械工程学院新疆乌鲁木齐830047

风沙流结构是研究风沙流运动的重要内容,沙粒的起跳速度的分布对其有重要影响。这里使用光滑粒子流体动力学方法(Smooth Particle Hydrodynamics,简称SPH方法),建立了气体和沙粒的受力模型、沙粒之间的碰撞模型以及两相之间的耦合机制,... 详细信息

风沙流结构是研究风沙流运动的重要内容,沙粒的起跳速度的分布对其有重要影响。这里使用光滑粒子流体动力学方法(Smooth Particle Hydrodynamics,简称SPH方法),建立了气体和沙粒的受力模型、沙粒之间的碰撞模型以及两相之间的耦合机制,分别模拟了两种粒径的沙粒在单一粒径沙粒条件下,在分布均匀的沙床面上从起跳到风沙流稳定的过程。发现沙粒的起跳速度分布符合Gamma分布,输沙率在约3000步后达到稳定,稳定后输沙量沿高度的分布属于分层结构。模拟结果证明SPH方法能够进一步应用在风沙流结构的数值模拟研究中。

关键词：光滑粒子流体动力学方法(SPH) 数值模拟风沙流结构起跳速度分布

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风沙流运动特性的SPH数值研究

风沙流运动特性的SPH数值研究

作者：闻腾腾新疆大学

学位级别：硕士

风沙流运动是一种具有自组织、多尺度、复杂、且非线性的气固两相流运动,不同地表形态对沙粒运动特性以及气体流场特性有不同影响。本文基于SPH方法,采用数值计算手段从微观机理上对不同沙床下风沙流运动特性进行分析:首先对SPH方法模... 详细信息

风沙流运动是一种具有自组织、多尺度、复杂、且非线性的气固两相流运动,不同地表形态对沙粒运动特性以及气体流场特性有不同影响。本文基于SPH方法,采用数值计算手段从微观机理上对不同沙床下风沙流运动特性进行分析:首先对SPH方法模拟风沙流运动中出现局部沙粒簇聚问题进行优化以及对核函数进行最优选取,其次对平坦沙床下风沙流运动进行分析,并结合实验与研究结果进行对比,最后对非平坦沙床下风沙流运动进行分析。具体内容如下:（1）对SPH方法模拟风沙流运动过程中出现的局部粒子簇拥问题进行优化,引入张力修正项,使得粒子在拉伸或者压缩时添加了一个短暂的人工力,以此来消除原子之间产生的排斥或吸引力;对SPH方法核函数进行最优选取。（2）研究平坦沙床下沙粒运动轨迹得出,沙粒的运动轨迹呈现对称及非对称的抛物线形轨迹,随着风速的增加,沙粒的跃移高度及长度均增加,沙粒的跃移高度及长度随沙粒在沙床位置的上升呈增大趋势;对沙粒的运动速度进行分析得出,沙粒水平速度及垂向速度在风沙流起动阶段随沙粒在沙床位置的上升及摩阻风速的增加而增加,当气体中沙粒粒子达到一定程度时,沙粒粒子垂向速度则出现不同变化。（3）对平坦沙床下沙粒数进行分析得出,沙粒数在不同时刻随高度的增加呈减小趋势,随着摩阻风速的增加,沙粒数含量整体呈增大趋势,且空气中沙粒数的衰减率呈减小趋势;分析沙粒粒子对气体粒子影响得出,气体粒子首先在计算域前端以及与沙粒粒子接触部分出现局部涡流现象,并且涡流现象随着时间的推移向后运动。（4）采用高速摄像机对风洞中沙粒的运动轨迹进行分析,同时利用集沙仪测量沙床上不同位置处的输沙率,分析实验前后沙床面的变化,为SPH方法模拟风沙运动提供了实验验证。（5）对非平坦沙床下沙粒粒子运动分析可得,迎风坡坡面沙粒粒子跃移高度及长度高于背风侧沙粒粒子,且随着迎风坡位置的上升沙粒粒子跃移高度及长度均增加,随着坡面个数的增加,沙粒粒子跃移高度及长度随坡面靠后呈减小趋势;对沙粒数统计得出,迎风坡各位置处沙粒的起跳及运输整体随坡面位置的上升而增大,随着坡面个数增加,第一坡面会对之后的坡面起到一定的保护作用,故靠后的坡面各位置处沙粒数整体较小于第一坡面。（6）对非平坦沙床下气体粒子运动分析得出,不同地表形态下对气体粒子作用也不尽相同,迎风坡会对气体粒子起到抬升作用,在背风坡一侧更容易形成涡流现象。在多坡面情况下,涡流现象更容易出现在两坡面之间,这也是两坡面之间的沙粒更容易起跳的原因之一。

关键词： SPH 数值计算气固耦合风沙两相流不同地表风洞试验

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基于SPH方法的风沙流运动特性研究

干旱区资源与环境 2021年第3期35卷 109-117页

作者：闻腾腾金阿芳热依汗古丽·木沙新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830047

文中基于光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics:SPH)方法,采用五次样条光滑函数,通过调节不同类型粒子光滑因子,对风沙流运动特性进行分析:1)在风沙流起动阶段,沙粒平均水平速度随高度增加而增大,同一高度处沙粒平均水... 详细信息

文中基于光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics:SPH)方法,采用五次样条光滑函数,通过调节不同类型粒子光滑因子,对风沙流运动特性进行分析:1)在风沙流起动阶段,沙粒平均水平速度随高度增加而增大,同一高度处沙粒平均水平速度随时间推移而减小。2)风沙流稳定前后,沙粒数均随高度的增加而减少。3)风沙流形成过程中气体粒子在计算域中心位置产生涡流,并随着时间推移,涡流又出现在计算域中上及右下方位置。4)起沙前后气体脉动强度随摩阻风速增加而增加,随高度增加呈现不同变化。结果表明:该方法模拟精度较高,适用于解决风沙两相流数值模拟问题。

关键词：风沙流气固耦合光滑粒子流体动力学数值研究

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基于GPU并行计算的风沙流SPH数值分析

机床与液压 2021年第7期49卷 122-127页

作者：梁岚博金阿芳闻腾腾楚花明新疆大学机械工程学院新疆乌鲁木齐830047

在研究风沙流动方面,光滑粒子流体动力学方法(SPH)的无网格性有着独有的优势。利用SPH方法研究风沙流动时,需要将整个计算区域离散成数量庞大的单个粒子,因此计算规模大、计算效率低。为提高SPH方法的计算效率,采用支持并行计算的CUDA平... 详细信息

在研究风沙流动方面,光滑粒子流体动力学方法(SPH)的无网格性有着独有的优势。利用SPH方法研究风沙流动时,需要将整个计算区域离散成数量庞大的单个粒子,因此计算规模大、计算效率低。为提高SPH方法的计算效率,采用支持并行计算的CUDA平台,利用GPU大规模并行计算技术,实现SPH方法数值模拟时的加速运算。以二维气沙两相耦合模型作为数值算例,利用GPU并行计算详细分析颗粒群的运动规律。比较在不同粒子数下CPU与GPU的计算效率以及GPU线程数对计算效率的影响。对所得结果进行统计分析后,得到了单颗沙粒的典型抛物线形和变异的跃移轨迹。模拟结果证明:SPH-GPU并行计算技术能够应用在风沙流结构的数值模拟研究中。

关键词：光滑粒子流体动力学方法 GPU并行计算风沙流跃移轨迹数值模拟

1500 V锂离子电池簇电场分布仿真及绝缘风险分析

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中国电机工程学报 2024年第1期44卷 377-384,I0031页

作者：牛腾腾黄人杰渠展展惠东杨颖清华大学电机工程与应用电子技术系北京市海淀区100084 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

锂离子电池储能在辅助可再生能源并网、电网调频和调峰等方面发挥重要作用。提高锂离子电池储能系统直流侧电压等级,有利于储能系统的降本增效,却对电池系统绝缘性能产生了更高的要求。该文对锂离子电池簇在直流1500 V下场强分布进行了... 详细信息

锂离子电池储能在辅助可再生能源并网、电网调频和调峰等方面发挥重要作用。提高锂离子电池储能系统直流侧电压等级,有利于储能系统的降本增效,却对电池系统绝缘性能产生了更高的要求。该文对锂离子电池簇在直流1500 V下场强分布进行了仿真计算,并考虑了绝缘结构胶中不同规格气泡缺陷的影响。由于存在共模干扰的影响,该文对直流电压、共模电压叠加下电池簇场强分布进行了仿真计算,结果表明:1500 V直流电压下场强最大值出现在外绝缘膜和绝缘罩交界处,贯穿型气泡缺陷使局部场强最大值增大130.6%,考虑共模电压影响后一个周期内场强最大值增幅约为86%,且场强最大值点由外绝缘膜转移至空气中。该文构建的跨越4个数量级的大跨度几何尺寸(10^(1)~10^(-3)m)电池系统电场仿真模型首次建立了储能电池簇中各电池单体金属壳体表面的电场分布,首次将共模干扰引入电池单体电场分析,提出了通过降低电池系统对地寄生电容从而抑制共模干扰、增加单体电池边角处绝缘强度从而减小最大电场强度的方法,解决了高压电池系统在共模干扰下电场分布畸变、绝缘风险增大的问题,为高压电池系统绝缘设计提供理论支撑。

关键词：锂离子电池储能系统气泡缺陷直流1500 V 共模电压

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堆石料颗粒的延迟破碎时间研究

岩土工程学报 2024年

作者：迟世春王腾腾贾宇峰海岸与近海工程国家重点试验室大连理工大学工程抗震研究所建设工程学院大连理工大学

堆石料颗粒的延迟破碎是指颗粒受力一定时间后发生的破碎。给出颗粒延迟破碎时间是采用离散元法模拟堆石料流变进行定量分析的前提。本文从断裂力学出发，将颗粒内部缺陷概化为一币形裂纹，给出了颗粒瞬时破碎强度与裂纹半长的关系。将... 详细信息

堆石料颗粒的延迟破碎是指颗粒受力一定时间后发生的破碎。给出颗粒延迟破碎时间是采用离散元法模拟堆石料流变进行定量分析的前提。本文从断裂力学出发，将颗粒内部缺陷概化为一币形裂纹，给出了颗粒瞬时破碎强度与裂纹半长的关系。将颗粒瞬时强度作为随机变量，采用Logistic函数描述其分布，并运用求解随机变量函数概率分布的方法，求出裂纹半长的概率分布。然后将颗粒岩石加工成板试样，通过双扭松弛试验，测量其亚临界裂纹扩展速度。在此基础上对颗粒裂纹扩展方程进行积分，得到裂纹贯通（即颗粒延迟破碎）的时间表达式。以裂纹半长为随机变量，求出颗粒延迟破碎时间的概率分布。云南红石岩堰塞坝工程白云岩颗粒的分析结果表明，在相同应力水平下，大颗粒延迟破碎时间长且离散性大，小颗粒延迟破碎时间短且离散性小。这与堆石料室内流变试验稳定快而现场堆石坝流变持续时间长的宏观现象相吻合。颗粒延迟破碎时间的给出为采用离散元模拟堆石料流变，提升堆石料流变本构模型，解决堆石料室内流变试验的时间尺寸效应奠定了基础。

关键词：堆石料流变变形颗粒延迟破碎时间

企业参与高等工程教育教学与课程内容改革:路径与挑战

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高等工程教育研究 2024年第1期 92-98页

作者：庄腾腾孙钦涛北京师范大学教育学部高等教育研究院

基于教育部57项产学合作优秀项目案例的内容分析,发现近年来各类企业在主体、客体、工具、共同体等四大维度通过八大路径来助力高等工程教育教学与课程内容改革,初步成效包括高等工程教育“第一使命”实践主体的多元化、高等工程教育客... 详细信息

基于教育部57项产学合作优秀项目案例的内容分析,发现近年来各类企业在主体、客体、工具、共同体等四大维度通过八大路径来助力高等工程教育教学与课程内容改革,初步成效包括高等工程教育“第一使命”实践主体的多元化、高等工程教育客体的多维化、高等工程教育实施工具的前沿化以及高等工程教育教学共同体的机制化。既有的产学合作模式仍面临着校企双方主导规则的模糊性、产学合作内容分工的不明确性以及企业参与高校人才培养的资源可持续性等挑战。未来以教学与课程内容改革为目标的产学合作应逐步打造多主体共生同构的高等教育创新生态系统,不断完善各利益主体之间资源共享、同步共进的多方共赢机制。

关键词：产学合作协同育人高等工程教育教学与课程体系改革优秀项目案例

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亨廷顿病基因治疗的进展

重庆医科大学学报 2024年第5期49卷 552-557页

作者：裴中吴腾腾中山大学附属第一医院神经科广州510080 广州医科大学附属第一医院神经内科广州510080

亨廷顿病是一种常染色体显性遗传病,近年来多项针对mRNA水平的干预策略相继开展临床试验,同时随着聚集的规律性间隔短回文重复序列(clustered regularly interspersed short palindromic repeats,CRISPR)/CRISPR关联基因(CRISPR associated gene,Cas)系统的日渐成熟,针对致病基因组的基因编辑策略也屡有报道。本文将围绕亨廷顿病基因治疗的临床现状、研究进展、临床评估的改进做简要综述。

关键词：亨廷顿病基因治疗反义寡核苷酸基因编辑

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涂料用苯丙乳液的制备、复配及性能

精细化工 2024年

作者：陈阳芳白阳段仪豪高腾腾费贵强陕西省轻化工助剂重点实验室陕西科技大学化学化工学院

以硬单体苯乙烯（St）、软单体丙烯酸丁酯（BA）和丙烯酸异辛酯（EHA）、功能单体丙烯酸（AA）为原料，通过调整硬软单体质量比值（记为h/s）、乳化剂（十二烷基二苯醚二磺酸钠）用量和合成工艺制备了一系列不同h/s、不同粒径的苯丙乳... 详细信息

以硬单体苯乙烯（St）、软单体丙烯酸丁酯（BA）和丙烯酸异辛酯（EHA）、功能单体丙烯酸（AA）为原料，通过调整硬软单体质量比值（记为h/s）、乳化剂（十二烷基二苯醚二磺酸钠）用量和合成工艺制备了一系列不同h/s、不同粒径的苯丙乳液，考察了h/s和不同粒径比对复配乳液、乳液胶膜和涂膜性能的影响，并构建了不同粒径比复配乳液模型。采用FTIR、AFM、SEM、TG、DSC对样品进行了表征，对样品的黏度、稳定性、粒径、吸水率、水接触角及力学性能进行了测试。结果表明，硬相占比（即硬相苯丙乳液质量占复配苯丙乳液总质量的百分数，下同）均为50%的苯丙乳液与复配乳液的特性存在明显差异，复配乳液平均粒径更小（91.79 nm），体系更稳定，乳液胶膜吸水率更低；复配乳液中，当硬相占比从30%增至60%时，乳液胶膜的吸水率从3.95%降至2.65%，水接触角从75.45°升至104.15°，拉伸强度随着硬相占比的增加而增加，但当硬相占比>60%时，乳液胶膜变脆；复配乳液的粒径比越大，其在室温下越难成膜，硬相占比50%的复配乳液胶膜的耐水性和机械性能更好；将复配乳液应用于水性涂料中，当硬相占比为30%时，涂膜的光泽度最高，达到81.4°，抗冲击性最高，为100 cm，硬相占比从30%增至50%时，涂膜铅笔硬度从B增至H。

关键词：苯丙乳液乳液复配硬相占比粒径比机械性能丙烯酸化学品