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Research on an Arc Air-Lubricating Oil Radiator Equipped in Internal Surface of Air Intake for the Aero Engine

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Journal of Thermal Science 2020年第3期29卷 687-696页

作者： cai huikun WENG Zeju LIAO Yidai GU Kaixuan WANG Junjie Department of Mechanical and Electronic Engineering of Xiamen University Xiamen UniversityXiamen 361102China CAS Key Laboratory of Cryogenics Technical Institute of Physics and Chemistry of the Chinese Acadermy of SciencesBejing 100190China

Due to huge-power aircraft development and more electronic devices applied onboard,high heat flow density and uneven thermal distribution are becoming new *** new try is adding an air-lubricating oil radiator as the secondary cooling component but there are still few reports on its ***,this paper proposes a newly-design plate-fin air-lubricating oil radiator different from tube-fin or shell-tube conventionally used in previous engine *** radiator is arc,and equipped in internal surface of air *** and experimental analyses were carried out on fin *** results agreed well with average error of 13%on thermal *** heat and flow behaviors of oil side were presented with different structures and sizes of flowing *** to all research,optimized radiator is gained with fin spacing of 3.76 mm,fin thickness of 2 mm,single flowing path with width of 13 mm and gradient inlet and *** heat dissipation of 28.35 k W and pressure loss of 2.2 MPa can meet actual working *** research proves an air-lubricating oil radiator with arc structure and layout mode of internal surface to be feasible,which is a new but efficient cooling scheme and can lead to an innovative but wide use in modern aircrafts.

关键词： aero engine air-lubricating oil radiator arc plate-fin radiator oil flowing path internal surface of air intake

Virtual design and analysis with multi-dimension coupling for engineering machinery cooling system

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Science China(Technological Sciences) 2015年第1期58卷 117-122页

作者： cai huikun QIAN YaoYi HOU Liang WANG WenWu ZHANG EnLai YANG WeiPing Department of Mechanical and Electrical Engineering Xiamen University Shenzhen Research Institute of Xiamen University

A good cooling circle should ensure that the system can work at an appropriate temperature in the requirements of power increase,engine compartment constraint and working demands for modern engineering machinery,which asks for a thorough understanding of system thermal loads before practical ***,traditional experiment method spends a long time,costs a huge resource but lacks efficiency,whereas virtual design can avoid the shortcomings of traditional method and can analyze operating states adequately with variable loads on engine,generator,drives,battery pack and HVAC ***,this paper focuses on a new virtual design method based on multi-dimension coupled simulation adopting Flowmaster software for initial prediction and CFX tool for further *** simulation results in different operating conditions are compared and validated with *** experiment and range analysis are used to explore key parameters of cooling *** research will be helpful in guiding future design and optimization of engineering machinery.

关键词： engineering machinery cooling system virtual design multi-dimension coupled simulation radiator air inlet temperature

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新加坡的华文合唱活动

福建艺术 2006年第5期 50-51页

作者：蔡慧琨新加坡南洋理工大学国立教育学院视觉与表演艺术系

早期的合唱活动英国在1819年把新加坡开拓为商港，合唱便随着欧洲人士带来的宗教和音乐习俗而传人。合唱活动今天在新加坡非常蓬勃，盛行于学校、教会和社区，全国多达三百个合唱团，经常举行例常练习和演唱会。

关键词：合唱活动新加坡华文欧洲人合唱团演唱会学校练习

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带内流道的板翅式换热器散热特性

华南理工大学学报（自然科学版） 2019年第1期47卷 120-126,144页

作者：蔡惠坤翁泽钜廖亦戴苏丽君厦门大学航空航天学院福建厦门361102 中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室北京100190

针对目前对带内流道的板翅式换热器研究较少及其散热量计算误差较大等问题,基于空气、热流体及散热器三者耦合的基础,构建了带内流道的板翅式换热器散热特性的仿真分析模型以及小型风洞实验系统;结果表明,构建的仿真分析模型在空气速度... 详细信息

针对目前对带内流道的板翅式换热器研究较少及其散热量计算误差较大等问题,基于空气、热流体及散热器三者耦合的基础,构建了带内流道的板翅式换热器散热特性的仿真分析模型以及小型风洞实验系统;结果表明,构建的仿真分析模型在空气速度为1 m/s、入口温度为25℃的冷却条件下,其散热量随热流体流量的增大而增加,直至流量为3 L/min后趋于稳定,该模型的数值分析结果与实验结果最大偏差在5%以内.实验验证之后,探索了换热器的散热性能与流道分级数的作用关系;结果显示,采用4级结构内流道的散热器散热性能最好,温度均匀性最佳,但其内流道的最高温度仍低于热流体的入口温度22 K,这表明了在仿真分析中同时考虑空气、热流体及散热器三者耦合作用的必要性.

关键词：板翅式换热器内流道散热特性流道分级数温度均匀性

基于3D打印技术的小儿上气道内流场特性分析

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华南理工大学学报（自然科学版） 2022年第6期50卷 137-144页

作者：蔡惠坤薛豪洋徐畅郭宇峰高兴强厦门大学航空航天学院福建厦门361102 厦门市儿童医院福建厦门361006

针对目前小儿上气道内流场特性分析较少且实验验证困难的问题,基于三维(3D)打印技术构建了小儿上气道内流场特性分析的实验平台,并将其实验结果与临床鼻阻力实验结果进行了对比分析,然后基于计算流体动力学(CFD)分析了不同程度扁桃体肥... 详细信息

针对目前小儿上气道内流场特性分析较少且实验验证困难的问题,基于三维(3D)打印技术构建了小儿上气道内流场特性分析的实验平台,并将其实验结果与临床鼻阻力实验结果进行了对比分析,然后基于计算流体动力学(CFD)分析了不同程度扁桃体肥大对内流场特性的影响。结果表明:基于3D打印的实验与临床鼻阻力实验的压强变化趋势基本相同,压强的最大误差为11.1%,验证了基于3D打印的实验研究方法的准确性和可靠性;当口咽部狭窄度达到56%以上(扁桃体肥大为临床Ⅲ度)时,上气道吸气气流将发生急剧变化,流速和流阻增大,通气量下降,内流道出现较大的逆压梯度及内外压差,与3D打印实验的压强最大误差为10.32%,速度最大误差为8.99%,研究成果可为临床的手术干预提供重要的参考。

关键词： 3D打印计算流体动力学小儿上气道流场特性扁桃体肥大

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航空发动机面式空气滑油散热器的性能分析

西南交通大学学报 2021年第1期56卷 214-220页

作者：蔡惠坤苏丽君廖亦戴翁泽钜徐晨厦门大学航空航天学院福建厦门361102

为了改进航空发动机在地面停机、起飞滑跑等工况下散热能力差的问题,利用发动机进气道作为传热表面设计了一款面式空气-滑油散热器,并基于4分块、7分块、直平面代替弧面等分区模拟的方法开展了其传热特性研究及分块模拟的等效性分析.研... 详细信息

为了改进航空发动机在地面停机、起飞滑跑等工况下散热能力差的问题,利用发动机进气道作为传热表面设计了一款面式空气-滑油散热器,并基于4分块、7分块、直平面代替弧面等分区模拟的方法开展了其传热特性研究及分块模拟的等效性分析.研究结果表明:采用4分块、7分块以及直平面代替弧面等条件下散热器和滑油温度分布及变化趋势都基本相似,且温度差都在1 K以内,通过滑油侧与空气侧计算出的单元散热器散热量偏差也都在5%以内;采用分区模拟进行大型面式散热器的散热特性分析以及采用“以直代曲”等方法模拟弧长与直径比在0.203以下的弧面具有可行性和可靠性.

关键词：航空发动机面式空气-滑油散热器散热分区模拟

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硬质合金深冷处理研究进展

材料导报 2019年第1期33卷 175-182页

作者：蔡惠坤翁泽钜顾开选王凯凯郑建朋王俊杰厦门大学航空航天学院厦门361005 中国科学院低温工程学重点实验室(理化技术研究所) 北京100190 中国科学院大学北京100049

硬质合金自1923年问世以来,人们主要通过改进其烧结工艺、制备超细WC-Co复合粉末以及表面强化等方法来不断优化它的性能。然而,由于上述方法存在设备复杂、制备成本高、技术难度大等问题,在一定程度上制约了我国硬质合金产业的转型升级... 详细信息

硬质合金自1923年问世以来,人们主要通过改进其烧结工艺、制备超细WC-Co复合粉末以及表面强化等方法来不断优化它的性能。然而,由于上述方法存在设备复杂、制备成本高、技术难度大等问题,在一定程度上制约了我国硬质合金产业的转型升级。深冷处理作为一种低能耗、无污染、操作便捷的新型材料改性技术,能够有效提高材料的力学性能、耐磨性、尺寸稳定性、耐腐蚀性以及导电/导热性等多种性能,并在多种材料的产业化方面得到了成熟的应用。因此,将深冷处理用于优化硬质合金的性能,能够有效避免传统改性方法的不足,为高效、低成本地改善硬质合金性能提供了新的工艺路线。然而,由于硬质合金的深冷处理研究起步较晚,因此其深冷处理工艺和改性机理两方面依然面临诸多问题。近年来,人们在实验室研究了硬质合金经深冷处理后各方面性能的变化,同时对深冷处理工艺参数与宏观性能变化的影响规律,以及宏观性能发生变化的微观机制开展了深入的研究,并取得了一定的成果。大量试验表明,深冷处理能够显著改善硬质合金的抗弯强度、耐磨性和切削性能,可有效延长硬质合金工具的使用寿命,而对其硬度和韧性影响不大。硬质合金性能的改善效果与深冷处理工艺参数密切相关,较低的深冷处理温度与较长的保温时间有利于其性能的提高,但是硬质合金性能并不随深冷处理温度的降低和保温时间的延长而呈线性变化。一般而言,对于特定成分的硬质合金,存在最佳的深冷处理工艺参数。深冷处理对硬质合金服役性能的强化机制主要是黏结相Co的马氏体相变、η相的弥散析出以及材料表面残余应力状态的改变等方面。本文归纳了硬质合金深冷处理的研究进展,并结合本团队的研究工作,分别介绍了深冷处理对硬质合金的力学性能、服役性能、微观组织、残余应力等方面的影响,分析了深冷处理工艺参数对硬质合金的性能的影响规律,探索了微观组织、残余应力与性能之间的相互关系及作用机理。本文基于目前硬质合金深冷处理的研究现状及当前研究中存在的不足,对其未来的研究方向与产业化前景进行了展望。

关键词：深冷处理硬质合金力学性能耐磨性微观组织残余应力

Correlation between the rock mass properties and maximum horizontal stress:A case study of overcoring stress measurements

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International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials 2025年第1期32卷 39-48页

作者： Peng Li Meifeng cai Shengjun Miao Yuan Li Yu Wang Key Laboratory of Ministry of Education for Efficient Mining and Safety of Metal Mines University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining China University of Mining and TechnologyXuzhou 221116China

Understanding the mechanical properties of the lithologies is crucial to accurately determine the horizontal stress *** investigate the correlation between the rock mass properties and maximum horizontal stress,the three-dimensional(3D)stress tensors at 89 measuring points determined using an improved overcoring technique in nine mines in China were adopted,a newly defined characteristic parameter C_(ERP)was proposed as an indicator for evaluating the structural properties of rock masses,and a fuzzy relation matrix was established using the information distribution *** results indicate that both the vertical stress and horizontal stress exhibit a good linear growth relationship with *** is no remarkable correlation between the elastic modulus,Poisson's ratio and depth,and the distribution of data points is scattered and ***,there is no obvious relationship between the rock quality designation(RQD)and *** maximum horizontal stress σ_(H) is a function of rock properties,showing a certain linear relationship with the C_(ERP)at the same *** addition,the overall change trend of σ_(H) determined by the established fuzzy identification method is to increase with the increase of C_(ERP).The fuzzy identification method also demonstrates a relatively detailed local relationship betweenσ_H and C_(ERP),and the predicted curve rises in a fluctuating way,which is in accord well with the measured stress data.

关键词： overcoring stress measurements elastic modulus Poisson's ratio rock quality designation maximum horizontal stress fuzzy identification

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基于模态分析的挖掘机发动机罩结构优化

机械强度 2016年第3期38卷 537-542页

作者：杨维平侯亮蔡惠坤李胜玉张恩来王文武厦门大学物理与机电工程学院厦门361005 厦门厦工机械股份有限公司厦门361023

挖掘机发动机罩通常由薄板件与加强筋通过焊接而成。在发动机和路面的激励作用下,其薄板结构容易产生严重的振动响应,直接导致结构某些薄弱位置的变形、开裂等问题。利用HyperWorks软件建立了某型挖掘机发动机罩有限元模型,对其进行了... 详细信息

挖掘机发动机罩通常由薄板件与加强筋通过焊接而成。在发动机和路面的激励作用下,其薄板结构容易产生严重的振动响应,直接导致结构某些薄弱位置的变形、开裂等问题。利用HyperWorks软件建立了某型挖掘机发动机罩有限元模型,对其进行了模态分析,得到了其在自由状态下的前四阶固有频率及振型,并通过模态实验验证了仿真结果的准确性。依据实验与数值模态分析结果,对该发动机罩进行了结构优化。与原结构相比,优化后发动机罩刚度有所提高,典型振型的最大变形量大幅降低,其动态性能得到明显改善。

关键词：模态分析发动机罩 HyperWorks 结构优化