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A mesh optimization method using machine learning technique and variational mesh adaptation

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Chinese Journal of Aeronautics 2022年第3期35卷 27-41页

作者： Tingfan WU Xuejun LIU Wei AN zenghui huang Hongqiang LYU MIITKey Laboratory of Pattern Analysis and Machine Intelligence College of Computer Science and TechnologyNanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 211106China Collaborative Innovation Center of Novel Software Technology and Industrialization Nanjing 210023China College of Aerospace Engineering Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 211106China

Computational mesh is an important ingredient that affects the accuracy and efficiency of CFD numerical *** light of the introduced large amount of computational costs for many adaptive mesh methods,moving mesh methods keep the number of nodes and topology of a mesh unchanged and do not increase CFD computational *** the state-of-the-art moving mesh method,the variational mesh adaptation approach has been introduced to CFD ***,quickly estimating the flow field on the updated meshes during the iterative algorithm is challenging.A mesh optimization method,which embeds a machine learning regression model into the variational mesh adaptation,is *** regression model captures the mapping between the initial mesh nodes and the flow field,so that the variational method could move mesh nodes iteratively by solving the mesh functional which is built from the estimated flow field on the updated mesh via the regression *** the optimization,the density of the nodes in the high gradient area increases while the density in the low gradient area *** examples are first used to verify the feasibility and effectiveness of the proposed *** then we use the steady subsonic and transonic flows over cylinder and NACA0012 airfoil on unstructured triangular meshes to test our *** show that the proposed method significantly improves the accuracy of the local flow features on the adaptive *** work indicates that the proposed mesh optimization approach is promising for improving the accuracy and efficiency of CFD computation.

关键词： CFD Flow field Machine learning Moving mesh method Regression models Variational mesh adaptation

An h-Adaptivity DG Method on Locally Curved Tetrahedral Mesh for Solving Compressible Flows

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2020年第5期37卷 702-712页

作者： AN Wei huang zenghui LYU Hongqiang College of Aerospace Engineering Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016P.R.China Key Laboratory of Aerodynamic Noise Control China Aerodynamics Research and Development CenterMianyang 621000P.R.China State Key Laboratory of Aerodynamics China Aerodynamics Research and Development CenterMianyang 621000P.R.China

For the numerical simulation of compressible flows,normally different mesh sizes are expected in different *** example,smaller mesh sizes are required to improve the local numerical resolution in the regions where the physical variables vary violently(for example,near the shock waves or in the boundary layers)and larger elements are expected for the regions where the solution is smooth.h-adaptive mesh has been widely used for complex ***,there are two difficulties when employing h-adaptivity for high-order discontinuous Galerkin(DG)***,locally curved elements are required to precisely match the solid boundary,which significantly increases the difficulty to conduct the"refining"and"coarsening"operations since the curved information has to be ***,h-adaptivity could break the partition balancing,which would significantly affect the efficiency of parallel *** this paper,a robust and automatic h-adaptive method is developed for high-order DG methods on locally curved tetrahedral mesh,for which the curved geometries are maintained during the ***,the reallocating and rebalancing of the computational loads on parallel clusters are conducted to maintain the parallel *** results indicate that the introduced h-adaptive method is able to generate more reasonable mesh according to the structure of flow-fields.

关键词： h-adaptivity discontinuous Galerkin(DG)method curved mesh tetrahedral mesh compressible flows

高压调温水余热有机朗肯循环发电系统研究及工程应用

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热力发电 2022年第2期51卷 27-34页

作者：周托黄增辉丁新利清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 威海热电集团有限公司山东威海264200

以流量为130 t/h、温度为130℃的尿素装置高压调温水(高调水)为研究对象,基于有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)系统建立模型,采用R245fa、R600a和R236ea作为循环工质,分别在蒸发温度95~115℃,冷凝温度26~34℃,过热度0~20℃条件... 详细信息

以流量为130 t/h、温度为130℃的尿素装置高压调温水(高调水)为研究对象,基于有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)系统建立模型,采用R245fa、R600a和R236ea作为循环工质,分别在蒸发温度95~115℃,冷凝温度26~34℃,过热度0~20℃条件下对其系统性能进行模拟研究。结果表明:在相同的模拟条件下,R245fa的循环热效率最高,净输出功最大;R600a的净输出功最小,但是比净功最大;R236ea的循环热效率最低,比净功最小。依据模型研究结果,综合考虑了热力学性能、安全性及环保性,选择以R245fa为循环工质,设计并建设了高调水余热ORC发电机组。实际运行结果显示:机组的循环热效率和净输出功随着环境温度的影响较大,在冬季环境温度为5.4℃时,机组循环热效率达到10.78%,净输出功为221.40 kW;而夏季环境温度为30.3℃时,机组的循环热效率为9.06%,净输出功仅有190.5 kW。

关键词：有机朗肯循环高压调温水余热工质工程应用

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基于自动核构造高斯过程的导弹气动性能预测

航空学报 2021年第4期42卷 283-296页

作者：胡伟杰黄增辉刘学军吕宏强南京航空航天大学计算机科学与技术学院/人工智能学院模式分析与机器智能工业和信息化部重点实验室南京211106 软件新技术与产业化协同创新中心南京210023 南京航空航天大学航空学院南京210016

在导弹的初期设计阶段,通常需要对导弹的气动性能进行快速粗略评估。针对传统工程估算软件计算精度低和CFD方法计算代价大的缺陷,提出一种基于高斯过程回归(GPR)代理模型快速预测典型导弹气动性能的方案。以导弹外形参数和攻角作为模型... 详细信息

在导弹的初期设计阶段,通常需要对导弹的气动性能进行快速粗略评估。针对传统工程估算软件计算精度低和CFD方法计算代价大的缺陷,提出一种基于高斯过程回归(GPR)代理模型快速预测典型导弹气动性能的方案。以导弹外形参数和攻角作为模型输入,升力系数、阻力系数和力矩系数作为模型输出,对GPR模型的气动性能预测结果进行分析。首先,与其他常用代理模型的预测精度对比,GPR模型对3种系数的预测误差分别仅为0.24%、0.36%和0.36%,高于其他代理模型的预测精度。其次,考虑GPR模型核函数选择严重依赖人工先验知识的问题,采用了一种自动核构造算法,无需先验知识即可从数据中自动学习核函数。将该算法嵌入GPR框架中,与传统GPR模型比较,实验结果表明:基于该算法的GPR模型对3种系数的预测误差分别降低到0.10%、0.22%和0.17%。最后,给出导弹气动性能快速预测的应用实例,结果表明所提出的GPR模型的导弹气动性能预测方案是有效的,能够满足设计初期快速且精确的气动性能预测需求。

关键词：导弹气动性能预测代理模型高斯过程回归自动核构造核函数

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浅谈房屋建筑基坑支护施工与方法

科学之友 2012年第6期 99-100页

作者：黄增辉崇左市建设工程有限公司

在高层房屋建筑深基坑工程中,基坑支护的设计与施工是一项起关键作用的核心内容,必须给予高度的重视。

关键词：基坑支护应急处理支护类型

鼓泡床条件下石墨颗粒燃烧行为的试验与模型研究

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锅炉技术 2024年第4期55卷 38-44页

作者：赵强周托金燕黄增辉太原理工大学电气与动力工程学院山西太原030024 清华大学能源与动力工程系北京100084 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

通过鼓泡床焚烧方式可以实现对废弃石墨的大幅减容,为了探究石墨在鼓泡床内的燃烧行为,以单石墨颗粒为研究对象,利用鼓泡床试验台对其燃烧特性开展了试验研究,并结合数学模型分析了床层温度、床料粒径、石墨粒径等因素的影响关系。结果... 详细信息

通过鼓泡床焚烧方式可以实现对废弃石墨的大幅减容,为了探究石墨在鼓泡床内的燃烧行为,以单石墨颗粒为研究对象,利用鼓泡床试验台对其燃烧特性开展了试验研究,并结合数学模型分析了床层温度、床料粒径、石墨粒径等因素的影响关系。结果表明:鼓泡床层温度的降低和流化风速的增加都会使得烟气中CO浓度增加;随着床层温度由700℃增加至900℃,石墨颗粒燃烧速率逐渐加快,但增加幅度逐渐减小,显示出燃烧由化学反应控制逐渐转向传质过程控制,在900℃时的燃烧速率主要受传质过程影响;在满足了最小流化风速的前提下,提高鼓泡床内流化风速不能显著增加床层内的气相传质系数;石墨粒径的减小和床料粒径的增加均能提高床层内的传质系数,从而促进比燃烧速率的增加.

关键词：石墨燃烧行为数学模型鼓泡床燃烧

烧结烟气中成分对焦炭还原NO影响的实验研究

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煤炭转化 2022年第6期45卷 38-45页

作者：黄增辉周托王永刚赵强吕俊复中国矿业大学(北京)环境与化学工程学院北京100083 清华大学能源与动力工程系热能工程研究所北京100084 太原理工大学电气与动力工程学院太原030024

利用烧结烟气循环流化床燃烧的深度净化技术,可低成本、高效地实现烧结烟气中污染物的超低排放。为了探究该技术中循环流化床密相区内焦炭还原NO的机理,以焦作无烟煤所制焦炭为实验对象,利用高温立式管式炉实验台模拟循环流化床密相区,... 详细信息

利用烧结烟气循环流化床燃烧的深度净化技术,可低成本、高效地实现烧结烟气中污染物的超低排放。为了探究该技术中循环流化床密相区内焦炭还原NO的机理,以焦作无烟煤所制焦炭为实验对象,利用高温立式管式炉实验台模拟循环流化床密相区,在750℃~950℃温度下,研究烧结烟气中分别加入组分CO,CO_(2),O_(2)时,焦炭还原NO的转化率随时间变化规律。结果表明:在无O_(2)通入的反应条件下,随着反应温度的提高,焦炭对NO的还原率逐渐增加;CO的加入提升了焦炭对NO的还原率,在反应温度为900℃时,加入体积分数为0.4%的CO可最大提升17%的NO还原率;CO_(2)的加入则抑制了焦炭对NO的还原率,在反应温度为950℃时,加入体积分数为10%的CO_(2)使得NO还原率最大降低了21%;O_(2)的加入明显抑制了焦炭对NO的还原效果,在反应温度为950℃,通入气体中体积分数为13%的O_(2)时,NO的还原率下降至31%,且明显缩短了焦炭的还原时间。研究结果可为烧结烟气循环流化床燃烧技术的脱硝工艺提供参考。

关键词：烧结烟气循环流化床焦炭 NO 还原

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喷射电沉积Ni及Ni-ZrO_2复合镀层的表面形貌和硬度

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材料导报 2014年第16期28卷 111-116页

作者：兰龙谭俊吴迪黄曾辉曾其彬装甲兵工程学院再制造技术重点实验室北京100072 装甲兵工程学院表面工程重点实验室北京100072

采用喷射电沉积技术在45钢基体上制备了Ni及Ni-ZrO2复合镀层,并对各种镀层进行扫描电子显微镜(SEM)表面形貌观察、能谱分析(EDS)、X射线衍射仪(XRD)晶粒尺寸测定以及镀层显微硬度测定。比较了不同电流密度、温度和纳米颗粒浓度对镀层表... 详细信息

采用喷射电沉积技术在45钢基体上制备了Ni及Ni-ZrO2复合镀层,并对各种镀层进行扫描电子显微镜(SEM)表面形貌观察、能谱分析(EDS)、X射线衍射仪(XRD)晶粒尺寸测定以及镀层显微硬度测定。比较了不同电流密度、温度和纳米颗粒浓度对镀层表面形貌和硬度的影响规律。结果表明:电流密度由0.55A/cm2提高到1.00A/cm2后,镀层表面越粗糙,晶粒尺寸由15nm增大到23nm,显微硬度由571HV降低到364HV;温度由20℃升高到50℃后,表面呈现先变粗糙后变平整趋势,且镀层中Ni含量上升,Fe含量下降,镀层硬度由551HV降低到364HV;ZrO2纳米颗粒质量浓度由0g/L提高到25g/L时,表面仍呈现先变平整后变粗糙趋势,镀层晶粒尺寸由22nm降低到13nm,硬度由384HV提高到521HV。

关键词：喷射电沉积 Ni-ZrO2复合镀层表面形貌硬度

肝素联合肝干细胞经脾移植治疗SD大鼠急性肝损伤

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中南大学学报（医学版） 2011年第5期36卷 411-416页

作者：黄增辉曾珊欧阳淼董娟娟申竑中南大学湘雅医院医学实验研究中心长沙410008 中南大学湘雅医院肿瘤科长沙410008 中南大学湘雅医院消化内科长沙410008

目的:探讨肝素联合肝干细胞(WB-F344细胞)经脾移植对大鼠急性肝损伤的治疗作用。方法:构建携带绿色荧光蛋白(GFP)基因的慢病毒载体,体外培养、扩增WB-F344细胞,携带GFP基因的慢病毒转染WB-F344细胞。通过腹腔注射四氯化碳(CC l4)建立大... 详细信息

目的:探讨肝素联合肝干细胞(WB-F344细胞)经脾移植对大鼠急性肝损伤的治疗作用。方法:构建携带绿色荧光蛋白(GFP)基因的慢病毒载体,体外培养、扩增WB-F344细胞,携带GFP基因的慢病毒转染WB-F344细胞。通过腹腔注射四氯化碳(CC l4)建立大鼠急性肝损伤模型,造模后24 h分别将1 mL含2×107个肝干细胞和8μL肝素的悬液经脾注入大鼠体内。移植术后1 d获取肝脏和脾脏标本进行荧光检测,分别于术后3,7,14和28 d尾静脉抽血送肝功能检测,获取肝脏组织行病理学检测。结果:经慢病毒转染3 d后,WB-F344细胞表达GFP;GFP阳性细胞经脾移植1 d后到达肝脏;实验组大鼠的肝功能和肝脏损伤修复明显优于对照组(P<0.05)。结论:经脾联合肝素和WB-F344细胞移植对CC l4所导致的大鼠急性肝损伤有明显的治疗作用。

关键词：肝素肝干细胞经脾移植急性肝损伤