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超声速旋流器内气相流场的数值模拟

航空动力学报 2023年第1期38卷 134-143页

作者：刘仪丁畅孙万林姜克建黄言理浙江理工大学机械与自动控制学院杭州310018

为了研究旋流对超声速喷管内流场的影响,在现有旋流器的基础上,通过简化模型而设计出一套前置式超声速旋流器装置,并建立不同旋流器下的三维几何模型,利用计算流体动力学(CFD)软件Fluent,结合realizable k-ε湍流模型对气相流场进行数... 详细信息

为了研究旋流对超声速喷管内流场的影响,在现有旋流器的基础上,通过简化模型而设计出一套前置式超声速旋流器装置,并建立不同旋流器下的三维几何模型,利用计算流体动力学(CFD)软件Fluent,结合realizable k-ε湍流模型对气相流场进行数值模拟。结果表明:在保持入口总压恒定时,随着进气道数量的减少,气体在旋流器中产生的最大切向速度会增大,但不会改变喷管流动具有组合螺旋涡的特性;由于气体的角动量是以减小轴向动量为代价,切向速度的增大,导致出口截面处的平均轴向速度减小;入口总压增大时,气体速度与静温在收缩段的分布接近,在扩张段,气体速度和马赫数增大,而静温减小,并且切向速度在出口截面沿径向方向上呈现出几乎相同的分布。

关键词：前置式旋流器超声速喷管进气道螺旋涡角动量

多孔生物质碳材料的制备及其在超级电容器中的应用研究进展

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过程工程学报 2024年第2期24卷 127-138页

作者：张学民贺冠宇尹绍奇黄婷婷李金平郑健兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 甘肃省生物质能与太阳能互补供能系统重点实验室甘肃兰州730050 西北低碳城镇支撑技术协同创新中心甘肃兰州730050

生物质碳材料是一种绿色环保可再生的能源材料,对其高效利用对实现能源环境的可持续发展和能源绿色低碳转型具有重要意义。生物质碳材料具有多孔性、官能团丰富、比表面积大、电化学性能优异、成本低廉和可再生的特点,广泛应用于能源存... 详细信息

生物质碳材料是一种绿色环保可再生的能源材料,对其高效利用对实现能源环境的可持续发展和能源绿色低碳转型具有重要意义。生物质碳材料具有多孔性、官能团丰富、比表面积大、电化学性能优异、成本低廉和可再生的特点,广泛应用于能源存储与转化、催化、吸附等诸多领域。然而,生物质碳材料的性质不仅与微观结构密切相关,而且杂原子掺杂对生物质碳材料的结构及电化学性能具有重要影响。实现生物质碳材料结构的精准调控是提高其电化学性能的有效途径。本工作全面综述了生物质碳材料的制备方法及其在超级电容器中的应用研究进展,讨论了多孔生物质碳材料结构与性能之间的关系。在此基础上,深入分析了不同条件、不同制备工艺(如材料的选择、材料的处理和活化方式)等因素对多孔生物质碳材料结构特性的影响机理及其规律;详述了多孔生物质碳材料结构特性对电化学性能的影响机制及其规律,分析了多孔生物质碳材料制备过程及其性能调控尚待完善和改进的地方。最后,指出了未来多孔生物质碳材料制备工艺及其电化学性能研究的主要发展方向。

关键词：生物质碳材料制备工艺电极材料结构特性电化学性能

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运动内衣承托及其动态舒适性能的有限元分析

纺织学报 2023年第9期44卷 180-187页

作者：孙玥周凌芳周祺旋张诗晨易洁伦浙江理工大学服装学院浙江杭州310018 浙江省服装工程技术研究中心浙江杭州310018 服装数字化技术浙江省工程实验室浙江杭州310018 广州美术学院工业设计学院广东广州510000 香港理工大学时装及纺织学院中国香港999077

为对运动内衣的功能性和舒适性进行可量化预测及评估,缩短内衣行业的产品设计开发流程,对人体和运动内衣的动态接触关系建立有限元模型,并研究乳房在运动过程中与运动内衣的复杂相互作用机制。首先通过三维人体扫描获得人体点云数据,运... 详细信息

为对运动内衣的功能性和舒适性进行可量化预测及评估,缩短内衣行业的产品设计开发流程,对人体和运动内衣的动态接触关系建立有限元模型,并研究乳房在运动过程中与运动内衣的复杂相互作用机制。首先通过三维人体扫描获得人体点云数据,运用逆向工程软件进行处理,得到胸部、身体躯干和运动内衣的几何模型。利用过盈配合方法模拟人体穿着运动内衣的预紧力状态,并在重力场中加入三维运动系统捕捉的躯干动态位移作为边界条件来驱动有限元模型,从而模拟人体穿着运动内衣时的乳房运动形态。模拟结果与真实测量值的相对误差为5.15%,验证了此模型的准确性。在此模型的基础上进一步对运动内衣面料的力学属性进行参数化设计,研究了5倍初始弹性模量的运动内衣对乳房的控制性能和动态压力舒适性。结果表明,使用高弹性模量材料的运动内衣虽然能轻微增加对胸部位移的控制效果,但相应增加的人体服装压已经高于人体舒适的服装压力范围。本文提出的研究方法和结果可从功能性和舒适性角度综合指导运动内衣的面料选择,优化运动内衣的设计并缩短开发时间。

关键词：运动内衣承托性能动态舒适性乳房位移接触压力有限元模型

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柔性淹没植被的排列方式对水流特性的影响

华中科技大学学报（自然科学版） 2020年第3期48卷 127-132页

作者：樊新建雷鹏王成刘光耀兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050

采用塑料草模拟河道中的柔性淹没植被,通过室内高精度水槽试验,用三维声学多普勒流速仪对同种淹没度、不同排列方式下柔性淹没植被的水流特性进行测量研究,得到柔性淹没植被时均纵向流速、垂向紊动强度、雷诺应力沿相对水深的分布特征.... 详细信息

采用塑料草模拟河道中的柔性淹没植被,通过室内高精度水槽试验,用三维声学多普勒流速仪对同种淹没度、不同排列方式下柔性淹没植被的水流特性进行测量研究,得到柔性淹没植被时均纵向流速、垂向紊动强度、雷诺应力沿相对水深的分布特征.结果表明:在植被层外部,两种排列方式下时均纵向流速符合"J"形分布,垂向紊动强度、雷诺应力呈递增趋势,近似线性分布;在植被层内部,梅花形排列方式下阻水效应及雷诺应力较之矩形排列明显,矩形排列方式下垂向紊动强度较之梅花形排列剧烈.

关键词：植被排列方式柔性植被流速分布紊动强度雷诺应力

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平面激波诱导斜界面失稳的大涡模拟

过程工程学报 2022年第1期22卷 41-49页

作者：管永康刘仪章利特浙江理工大学机械与自动控制学院浙江杭州310018

近年来国内外学者从多个角度深入地研究了经典平面激波与相界面之间的相互作用规律,但针对平面激波与气-液斜界面的研究仍不够系统和全面,探究平面激波驱动气-液斜界面失稳过程的演化规律在超声速燃烧和惯性约束聚变等工程应用中具有重... 详细信息

近年来国内外学者从多个角度深入地研究了经典平面激波与相界面之间的相互作用规律,但针对平面激波与气-液斜界面的研究仍不够系统和全面,探究平面激波驱动气-液斜界面失稳过程的演化规律在超声速燃烧和惯性约束聚变等工程应用中具有重要的实际意义。本工作结合VOF模型和大涡数值模拟方法,研究了平面激波诱导气-液两相斜界面变形和湍流混合的现象,分析了入射激波马赫数、入射激波初始倾角和斜界面倾角等因素对界面失稳的影响规律。结果表明,入射激波马赫数大小是界面失稳现象发展的主要影响因素,增大激波马赫数可明显地增强界面变形和湍流混合现象的发展程度。入射激波初始倾角和斜界面倾角对界面失稳发展也有一定影响。随着入射激波和斜界面倾角增大,相同时刻时的湍流混合区宽度相应增加。

关键词：大涡模拟界面变形湍流混合气-液斜界面

多孔生物质碳材料的制备及其在超级电容器中的应用研究进展

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过程工程学报 2023年

作者：张学民贺冠宇尹绍奇黄婷婷李金平郑健甘肃省生物质能与太阳能互补供能系统重点实验室兰州理工大学能源与动力工程学院西北低碳城镇支撑技术协同创新中心

生物质碳材料是一种绿色环保可再生的能源材料，其高效利用对于实现能源环境的可持续发展和能源绿色低碳转型具有重要意义。生物质碳材料具有多孔性、官能团丰富、比表面积大、电化学性能优异、成本低廉和可再生的特点，广泛应用于能源... 详细信息

生物质碳材料是一种绿色环保可再生的能源材料，其高效利用对于实现能源环境的可持续发展和能源绿色低碳转型具有重要意义。生物质碳材料具有多孔性、官能团丰富、比表面积大、电化学性能优异、成本低廉和可再生的特点，广泛应用于能源存储与转化、催化、吸附等诸多领域。然而，生物质碳材料的性质不仅与微观结构密切相关，而且杂原子掺杂对生物质碳材料的结构及电化学性能具有重要影响。实现生物质碳材料结构的精准调控是提高其电化学性能的有效途径。本文全面综述了生物质碳材料的制备方法及其在超级电容器中的应用研究进展，讨论了多孔碳材料结构与性能之间的关系。在此基础上，深入分析了不同条件、不同制备工艺(如材料的选择、材料的处理和活化方式)等因素对生物质碳材料结构特性的影响机理及其规律；详述了多孔生物质碳材料结构特性对电化学性能的影响机制及其规律，分析了生物质碳材料制备过程及其性能调控尚待完善和改进的地方。最后，指出了未来多孔生物质碳材料制备工艺及其电化学性能研究的主要发展方向。

关键词：生物质碳材料制备工艺电极材料结构特性电化学性能

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新型双风轮合成增速箱的设计与仿真分析

太阳能学报 2019年第4期40卷 1133-1141页

作者：高刚刚韦尧兵剡昌锋张荣康喜生兰州理工大学机电工程学院兰州730050 浙江吉利控股集团有限公司杭州310051

针对将置于塔顶机舱的大型增速箱及发电机部分装置放置在地面和高效利用风能的问题,提出一种新型双风轮风力发电机组合成增速箱的设计方案,利用虚拟样机技术建立该双风轮合成增速箱的三维模型,并运用Romax Designer仿真软件,在模拟随机... 详细信息

针对将置于塔顶机舱的大型增速箱及发电机部分装置放置在地面和高效利用风能的问题,提出一种新型双风轮风力发电机组合成增速箱的设计方案,利用虚拟样机技术建立该双风轮合成增速箱的三维模型,并运用Romax Designer仿真软件,在模拟随机载荷工况下对该双风轮合成增速箱进行了仿真,仿真结果与理论计算值基本吻合,依据仿真结果对某些部件进行优化设计,说明了虚拟样机模型构建的合理性。该方法极大缩短了齿轮增速箱的设计周期,可提高产品设计质量及降低设计费用。

关键词：风力机设计仿真分析双风轮合成增速箱

聚氨酯/相变蜡蓄热调温功能整理剂的制备及其在棉织物上的应用

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纺织学报 2020年第7期41卷 129-134页

作者：刘国金石峰陈新祥张国庆周岚浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室浙江杭州310018

针对传统相变微胶囊后整理法制备蓄热调温纺织品时存在制备工序繁杂、效率低等难点,开发了一种简便快捷的后整理法。选用相变蜡、聚氧乙烯辛基苯酚醚-10(OP-10)乳化剂和水性聚氨酯为主要组分,经高剪切乳化制备蓄热调温功能整理剂,利用... 详细信息

针对传统相变微胶囊后整理法制备蓄热调温纺织品时存在制备工序繁杂、效率低等难点,开发了一种简便快捷的后整理法。选用相变蜡、聚氧乙烯辛基苯酚醚-10(OP-10)乳化剂和水性聚氨酯为主要组分,经高剪切乳化制备蓄热调温功能整理剂,利用浸轧—焙烘方式对棉织物进行整理。优化乳化剂用量、相变蜡与聚氨酯配比及焙烘温度,并测定整理后棉织物及背心的蓄热调温性能。结果表明:当OP-10质量分数为5%,相变蜡与聚氨酯的质量比为1.5∶1,焙烘温度150℃时,整理剂在纤维表面原位成膜形成包裹纤维的蓄热调温薄膜,从而赋予棉织物蓄热调温功能;整理后棉织物具备蓄热调温功能,由其所制作的背心具有显著的蓄热调温功能。

关键词：相变蜡聚氨酯整理剂蓄热调温纺织品棉织物相变材料

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云模型和集成分类结合的故障数据不平衡学习

振动．测试与诊断 2023年第6期43卷 1114-1120,1243页

作者：马森财赵荣珍吴耀春兰州理工大学机电工程学院兰州730050

针对故障数据集不平衡而导致的误分类问题,在分析了不平衡数据对传统分类器影响的基础上,提出了一种基于高斯云模型正向、逆向云发生算法的样本再生成技术。首先,针对样本较少的类别,以现有样本特征值为逆向云算法的输入,计算出特征云... 详细信息

针对故障数据集不平衡而导致的误分类问题,在分析了不平衡数据对传统分类器影响的基础上,提出了一种基于高斯云模型正向、逆向云发生算法的样本再生成技术。首先,针对样本较少的类别,以现有样本特征值为逆向云算法的输入,计算出特征云模型的期望E_(x)、熵E_(n)和超熵H_(e)这3个指标;其次,以E_(x),E_(n)和H_(e)为正向云发生算法的输入,衍生出数据量远大于原有样本的云滴(x_(i),y_(i)),采集若干云滴的x值作为新的样本特征值,补充了样本数量较少的类,在数据层面解决了不平衡问题;然后,借助集成极限学习机(ensemble extreme learning machine,简称E-ELM)对补充后的平衡数据集进行分类学习,在算法层面提高了最终的分类精度;最后,在一个滚动轴承故障数据集上验证了所提方法的有效性。

关键词：滚动轴承分类不平衡学习集成学习