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Enhanced quasi-three-dimensional transient simulation technique incorporating component volume effects for aero engine

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Chinese Journal of Aeronautics 2024年第12期37卷 325-346页

作者： Yuchen DAI manxiang song Donghai JIN Xingmin GUI Aeroengine Simulation Research Center School of Energy and Power EngineeringBeihang UniversityBeijing 100191China Jiangxi Research Institute of Beihang University Nanchang 330096China

Current transient analysis predominantly relies on zero-dimensional/one-dimensional tools,proficient at capturing aerothermodynamic variations across critical engine stations but insufficient for analyzing the internal flow field evolution during *** this gap,the study presents an enhanced quasi-three dimensional(quasi-3D)transient simulation technique that integrates component volume effects,offering a significant leap from the preceding quasi-3D transient simulation method based on quasi-steady *** embedding the component volume effects on density,momentum,and energy within the physical temporal dimension of the Navier-Stokes equations,the refined quasi-3D transient model achieves a closer representation of physical *** against a single-shaft turbofan engine’s experimental data confirms the model’s *** errors for key performance indicators,including shaft speed,thrust,mass flow rate,and critical component exit temperature and pressure,remain below 0.41%,5.69%,2.55%,3.18%and 0.67%,***,the model exposes a discernible temporal lag in the compressor outlet pressure and temperature response due to volume effects—previously unquantified in quasi-3D transient *** further exploration of the meridional flow field emphasizes the consequential role of volumes in transient flow field *** volume effects within quasi-3D transient simulations enhances engine modeling and is pivotal for precise transient analysis in engine design and optimization.

关键词： Engines Transient simulation Quasi-3D modeling Component volume effects Flow field evolution Transient performance analysis

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基于通流方法的某涡喷发动机整机数值仿真

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航空学报 2020年第1期41卷 80-90页

作者：刘晓恒周成华宋满祥金东海桂幸民北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100083 北京航空航天大学先进航空发动机协同创新中心北京100083

采用轴对称方法对带有黏性力的三维Euler方程组进行降维,利用时间推进方法求解,得到适用于航空发动机整机计算的准三维数值仿真软件,并对某涡喷发动机整机进行设计点和非设计点数值模拟。首先,对地面静止状态节流特性进行研究,将计算结... 详细信息

采用轴对称方法对带有黏性力的三维Euler方程组进行降维,利用时间推进方法求解,得到适用于航空发动机整机计算的准三维数值仿真软件,并对某涡喷发动机整机进行设计点和非设计点数值模拟。首先,对地面静止状态节流特性进行研究,将计算结果与试验数据对比可知:推力的最大相对误差为-5.1%,单位燃油消耗率的最大相对误差为+4.8%,相对转速为95%时,单位燃油消耗率最低;其次,获取了飞行马赫数为0.7工况下的高度特性以及飞行高度为3km工况下的速度特性,将计算结果与设计参数对比可知:对于高度特性,推力的最大相对误差为-4.61%,单位燃油消耗率的最大相对误差为+5%,对于速度特性,推力的最大相对误差为-5.83%,单位燃油消耗率的最大相对误差为+5.92%;再次,分别对压气机/涡轮进行部件模拟,预测了发动机的共同工作线;最后,对发动机设计工况下的流场以及气动参数的展向分布进行了分析。

关键词：叶轮机械整机仿真涡喷发动机通流方法地面节流特性高度/速度特性

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计及叶片前缘周向不均匀源项的弯掠叶片流动机理

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航空学报 2022年第10期43卷 115-136页

作者：桂幸民金东海张健成宋满祥赵洋胡大权北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 北京航空航天大学江西研究院南昌330096 绍兴上虞中隧风机有限公司绍兴312375

目前弯掠叶片被广泛应用于现代叶轮机设计,以协调高负荷、高通流、高效率和喘振裕度之间的矛盾,但同时也会引发应力、振动和稳定性等问题。因此,为更好地发挥弯掠叶片的气动优势,同时减少其空间结构复杂性,需要对弯掠空气动力学有更深... 详细信息

目前弯掠叶片被广泛应用于现代叶轮机设计,以协调高负荷、高通流、高效率和喘振裕度之间的矛盾,但同时也会引发应力、振动和稳定性等问题。因此,为更好地发挥弯掠叶片的气动优势,同时减少其空间结构复杂性,需要对弯掠空气动力学有更深的机理认识。利用周向平均降维方法,推导获得了可定量描述的周向不均匀源项,揭示出周向不均匀性会诱发叶轮机进气流场产生不同于直叶片的再平衡,进而影响弯掠叶片各基元的设计迎角,并使叶轮机内部流场和性能特性产生变化。采用数值仿真和Stereoscopic Particle Image Velocimetry(SPIV)实验的方法对弯掠叶片的这一机理进行了验证。结果表明弯掠叶片中,周向不均匀源项会打破原有的进气流场的径向平衡,导致进气流场的径向迁移,使进气流场关键参数产生展向差异,改变迎角的展向分布,进而影响整个流场性能。同时,对影响进气流场的周向不均匀源项构建解析模型及机器学习代理模型,解除叶轮机进气均匀流场的传统假设,以利于三维弯掠叶片的气动设计与分析。

关键词：叶轮机风扇/压气机弯掠准三维分析方法周向不均匀性迎角

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尾缘S3面积比梯度对涡轮后机匣的影响

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航空动力学报 2020年第2期35卷 422-431页

作者：李姝蕾金东海桂幸民李金玮闫嘉祥宋满祥北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 先进航空发动机协同创新研究中心北京100191 中国航空发动机集团有限公司中国航空发动机研究院北京101304

针对整流叶栅与支板融合设计中难以采用三维叶片造型对二次流进行控制的情况,开展对涡轮后机匣内部整流叶栅尾缘S3面积比梯度的研究。以某1.5级涡轮为例,通过数值模拟的方法,对比三种设计的内部流场和气动性能,验证了降低尾缘S3面积比... 详细信息

针对整流叶栅与支板融合设计中难以采用三维叶片造型对二次流进行控制的情况,开展对涡轮后机匣内部整流叶栅尾缘S3面积比梯度的研究。以某1.5级涡轮为例,通过数值模拟的方法,对比三种设计的内部流场和气动性能,验证了降低尾缘S3面积比梯度控制角区二次流的方法。结果显示:尾缘S3面积比梯度从0.01降低到-0.05时,整流叶栅总压恢复系数从0.979升高到0.991,5%展高处S参数从0.011降低到0.005,吸力面和轮毂端壁处的回流区消失,角区分离得到有效控制;尾缘S3面积比梯度从-0.05降低到-0.10时,吸力面角区流动速度增加,5%展高处S参数不再变化、堵塞程度降低、轴向密流比(AVDR)升高、总压恢复系数升高。

关键词：涡轮数值模拟涡轮后机匣二次流动控制角区分离尾缘S3面积比梯度

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首钢股份高炉铜冷却壁使用维护技术

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炼铁 2019年第1期38卷 22-25页

作者：张勇贾国利张海滨赵满祥宋少华首钢技术研究院北京首钢股份有限公司

简要分析了铜冷却壁的破损形式和破损机理,并结合首钢股份3座高炉操作实践,重点总结了铜冷却壁使用维护技术。铜冷却壁使用维护技术的关键是铜冷却壁热面必须要有一定厚度的渣皮,而要维持稳定且有一定厚度渣皮,一是炉外要强化冷却效果,... 详细信息

简要分析了铜冷却壁的破损形式和破损机理,并结合首钢股份3座高炉操作实践,重点总结了铜冷却壁使用维护技术。铜冷却壁使用维护技术的关键是铜冷却壁热面必须要有一定厚度的渣皮,而要维持稳定且有一定厚度渣皮,一是炉外要强化冷却效果,二是炉内要维持良好的挂渣环境。首钢股份高炉通过控制合理的冷却水进水温度、冷却水流量和边沿煤气流分布等,投产多年以来实现了铜冷却壁零损坏的良好业绩。

关键词：高炉铜冷却壁破损氢病渣皮冷却水

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IL-6–174C/G基因多态性与胃癌易感性的meta分析

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中国普外基础与临床杂志 2017年第10期24卷 1234-1245页

作者：刘满想宋春峰张宝营姜雷关泉林兰州大学第一临床医学院兰州730000 沈阳军区总医院肝胆外科沈阳110000 兰州大学第一医院肿瘤外科兰州730000

目的通过使用meta分析法综合评估白细胞介素-6(IL-6)–174C/G基因多态性与胃癌易感性的关系。方法通过计算机检索Pub Med、Embase、The Cochrane Library、Web of Science、维普中文科技期刊数据库、CNKI学术总库和万方数据库来获取全... 详细信息

目的通过使用meta分析法综合评估白细胞介素-6(IL-6)–174C/G基因多态性与胃癌易感性的关系。方法通过计算机检索Pub Med、Embase、The Cochrane Library、Web of Science、维普中文科技期刊数据库、CNKI学术总库和万方数据库来获取全部符合该meta分析纳入和排除标准的文献。检索均从各数据库建库开始至2017年1月。分析IL-6–174C/G基因多态性(CC ***、GC ***、CC+CG ***、CG+GG ***及C vs.G)与胃癌易感性的关系,采用Stata 12.0软件进行异质性检验和meta分析。结果共有13个病例对照研究最终纳入本meta分析,共2 062例胃癌患者和3 152例对照者。meta分析结果显示,在各基因遗传模型下,IL-6–174C/G基因多态性与胃癌易感性均无关[CC ***:OR=1.33,95%CI(0.92,1.94);GC ***:OR=1.32,95%CI(0.96,1.82);CC+CG ***:OR=1.32,95%CI(0.97,1.80);CG+GG ***:OR=0.89,95%CI(0.67,1.17);C vs.G:OR=1.22,95%CI(0.98,1.54)]。亚组分析结果显示,在亚洲人群中,IL-6–174C/G基因多态性与胃癌易感性有关[CC ***:OR=1.80,95%CI(1.29,2.50);GC ***:OR=1.51,95%CI(1.20,1.90);CC+CG ***:OR=1.60,95%CI(1.30,1.96);CG+GG ***:OR=0.60,95%CI(0.44,0.83);C vs.G:OR=1.59,95%CI(1.24,2.03)];但在欧洲人群中的各基因遗传模型下,IL-6–174C/G基因多态性与胃癌易感性均无关[CC ***:OR=1.11,95%CI(0.90,1.39);GC ***:OR=1.16,95%CI(0.98,1.37);CC+CG ***:OR=1.12,95%CI(0.96,1.32);CG+GG ***:OR=1.07,95%CI(0.88,1.30);C vs.G:OR=1.04,95%CI(0.78,1.41)]。结论在亚洲人群中,IL-6–174C/G基因多态性与胃癌的易感性存在一定的相关性,但在欧洲人群中的各基因遗传模型下,IL-6–174C/G基因多态性与胃癌易感性均无关。

关键词：胃癌基因多态性白细胞介素-6 易感性 meta分析

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铜冷却壁长寿的使用维护及结构优化浅析

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炼铁 2024年第5期43卷 17-21页

作者：赵满祥程洪全张勇宋少华张浩沈大伟陈名炯北京首钢股份有限公司河北迁安064400 汕头华兴冶金设备股份有限公司广东汕头515063

首钢股份高炉铜冷却壁的长寿使用维护经验,主要是对冷却水温、水量、水压,入炉有害元素及边沿煤气流等进行有效控制,同时对中长期休风和降料面停炉等特殊时段进行专门维护,保障铜冷却壁长期稳定安全运行。针对铜冷却壁在长期使用后可能... 详细信息

首钢股份高炉铜冷却壁的长寿使用维护经验,主要是对冷却水温、水量、水压,入炉有害元素及边沿煤气流等进行有效控制,同时对中长期休风和降料面停炉等特殊时段进行专门维护,保障铜冷却壁长期稳定安全运行。针对铜冷却壁在长期使用后可能存在的热面磨损和累积变形,采用热面镶嵌钢砖、本体加强等结构优化设计,能大幅度提高耐磨和挂渣性能,增强抗变形能力,延长在异常工况条件下的使用寿命。认为,只要铜冷却壁设计合理、使用维护得当,就完全能在保障高炉高水平稳定顺行的基础上,实现超过一代炉役的长寿目标。

关键词：高炉铜冷却壁使用维护耐磨性能挂渣性能抗变形能力

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术前TSH水平与甲状腺结节恶性风险的相关性

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中国普外基础与临床杂志 2018年第9期25卷 1060-1064页

作者：宋春峰刘满想倪传斗杨明军邢鹏张巍沈阳军区总医院肝胆外科沈阳110000 兰州大学第一临床医学院兰州730000

目的探究术前TSH水平与甲状腺结节恶性风险的相关性。方法回顾性分析959例甲状腺结节患者的病例资料,通过SPSS 17.0软件进行统计学分析。结果 959例患者中,良性结节组746例,甲状腺乳头状癌(PTC)组213例。PTC患者术前的血清TSH水平高于... 详细信息

目的探究术前TSH水平与甲状腺结节恶性风险的相关性。方法回顾性分析959例甲状腺结节患者的病例资料,通过SPSS 17.0软件进行统计学分析。结果 959例患者中,良性结节组746例,甲状腺乳头状癌(PTC)组213例。PTC患者术前的血清TSH水平高于良性结节患者[(2.32±1.65)mU/L比(1.76±1.20)mU/L,P0.05)。logistic回归分析结果显示,术前TSH水平是PTC发生的独立影响因素[OR=1.315,95%CI为(1.171,1.477),P<0.001]。TSH诊断PTC的最佳临界值为1.575 mU/L,此时灵敏度为62.0%,特异度为53.4%,受试者工作特征(ROC)曲线下面积为0.602(P<0.001)。结论术前TSH水平与甲状腺结节恶性风险有一定的相关性,随TSH水平的上升PTC的患病风险增加。

关键词：甲状腺结节促甲状腺激素甲状腺乳头状癌

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慢性阻塞性肺疾病急性加重期血浆脂联素的变化

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中华肺部疾病杂志（电子版） 2016年第4期9卷 386-390页

作者：朱燕亭刘璐蒋昊翔兀小娟宋旸杨岚李满祥西安交通大学第一附属医院呼吸与危重症医学科西安710061

目的探讨血浆脂联素(ADPN)在慢性阻塞性肺疾病急性加重期和临床缓解期的变化及其临床意义。方法选择西安交通大学第一附属医院呼吸与危重症医学科2012年12月至2014年4月期间收治的慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者44例,入院后予以吸氧、... 详细信息

目的探讨血浆脂联素(ADPN)在慢性阻塞性肺疾病急性加重期和临床缓解期的变化及其临床意义。方法选择西安交通大学第一附属医院呼吸与危重症医学科2012年12月至2014年4月期间收治的慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者44例,入院后予以吸氧、抗感染、化痰及平喘等常规治疗。比较治疗前后血浆ADPN的变化,并探讨其与体重指数、肺功能、吸烟状态的相关性。结果慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者血浆ADPN水平较临床缓解期显著增高(P=0.005);血浆ADPN水平与体重指数显著负相关(P0.05);与吸烟状态密切相关,长期持续吸烟患者血浆ADPN水平高于非吸烟组患者(P<0.05)。结论 ADPN在慢性阻塞性肺疾病急性加重期的发生、发展中起重要作用,且可作为评价慢性阻塞性肺疾病患者系统炎症程度的血清学指标;可在一定程度上反映慢性阻塞性肺疾病患者的营养状况。

关键词：肺疾病,慢性阻塞性急性加重脂联素血清学指标

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哮喘患者吸入性糖皮质激素治疗依从性的决定因素分析

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中华肺部疾病杂志（电子版） 2020年第3期13卷 302-306页

作者：翟翠宋旸苏小凡王青婷史文花李满祥西安交通大学第一附属医院呼吸与危重症医学科西安710061

目的探讨支气管哮喘患者吸入性糖皮质激素治疗依从性不佳时关键的因素,明确患者自身对于治疗依从性的理解。方法选择西安交通大学第一附属医院呼吸与危重症医学科2017年4月至2018年1月期间门诊年龄>18岁的哮喘患者350例,对选取的患者采... 详细信息

目的探讨支气管哮喘患者吸入性糖皮质激素治疗依从性不佳时关键的因素,明确患者自身对于治疗依从性的理解。方法选择西安交通大学第一附属医院呼吸与危重症医学科2017年4月至2018年1月期间门诊年龄>18岁的哮喘患者350例,对选取的患者采用结构化面谈和横断面调查,进行相应的统计分析。结果Logistic回归结果显示,使用糖皮质激素治疗有效,认为病情已控制或痊愈[OR=0.28,95%CI(0.16,0.48),P<0.01],哮喘症状加重或急性发作时才用药[OR=0.26,95%CI(0.15,0.46),P<0.01],费用较高难以承受经济负担[OR=0.36,95%CI(0.17,0.75),P<0.01],使用ICS出现不良反应而停用[OR=0.26,95%CI(0.08,0.81),P=0.02],担心药物不良反应[OR=1.59,95%CI(0.49,0.95),P=0.04]对哮喘患者吸入糖皮质激素治疗依从性的影响有显著性差异。结论门诊成人哮喘患者吸入糖皮质激素治疗的依从性不佳与多种因素相关,需采用多种形式的患者教育,提高患者及其家属对哮喘本质及其规范治疗的认识,进而改善患者的哮喘控制水平和临床结局。

关键词：支气管哮喘糖皮质激素治疗依从性

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