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铅铋合金低流量对流传热及格架效应数值研究

核动力工程 2025年第1期46卷 128-135页

作者：袁搏孙杰肖瑶丁冠群顾汉洋上海交通大学核科学与工程学院上海200240 核动力系统与装备教育部重点实验室上海200240 核电安全技术与装备全国重点实验室上海200240

铅冷快堆的冷却剂铅铋合金(LBE)的传热特性相较于水等常规介质不同,为此本文对LBE在低流量下的流动传热特性及其格架效应进行了数值研究。通过和已有实验数据对比并结合先前研究确定了合适的湍流普朗特数模型和湍流模型,基于此采用计算... 详细信息

铅冷快堆的冷却剂铅铋合金(LBE)的传热特性相较于水等常规介质不同,为此本文对LBE在低流量下的流动传热特性及其格架效应进行了数值研究。通过和已有实验数据对比并结合先前研究确定了合适的湍流普朗特数模型和湍流模型,基于此采用计算流体动力学(CFD)方法进行了LBE低流量对流传热计算,结果表明随着浮升力效应的增强,上升流传热先弱化后强化,下降流则一直表现为强化,此规律同水类似;但由于LBE普朗特数极低的特性,其整体的传热强、弱化程度相较于水大幅降低。在带有格架的管内CFD计算中发现在格架下游出现传热局部强化,该强化程度随浮升力效应增加而降低并逐渐消失,且格架下游死区强度和长度均随浮升力效应增加而呈现先增加后减少的趋势,转折点大致位于传热弱化区上升段和传热强化区的分界点。此外,在传热强化区并未出现传热振荡现象,此规律与水不同。

关键词：铅铋合金混合对流格架湍流普朗特数传热弱化

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基于数据驱动的压气机特性图代理模型构建和优化

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舰船科学技术 2025年第03期 89-94页

作者：杨启融王贺春杨传雷王银燕赵兴天牟红雨哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨东安汽车动力股份有限公司增程动力系统研究院

本文通过对某船用柴油机的匹配涡轮增压器进行研究，得到了压气机的特性曲线。分析了压气机转速、质量流量、压比和效率之间的关系。为了拟合回归和预测压气机特性曲线，使用了一些广泛使用的代理模型，包括Kriging模型、响应面法（RSM... 详细信息

本文通过对某船用柴油机的匹配涡轮增压器进行研究，得到了压气机的特性曲线。分析了压气机转速、质量流量、压比和效率之间的关系。为了拟合回归和预测压气机特性曲线，使用了一些广泛使用的代理模型，包括Kriging模型、响应面法（RSM）、人工神经网络（ANN）、径向基函数（RBF）和支持向量机（SVM）。代理模型用于精确预测涡轮增压器在特定时间的运行参数。采用代理模型对不同速度组的曲线进行拟合，研究了压力比与效率的整体预测建模方法，并通过数据分析了不同训练样本量对拟合精度的影响;通过遗传算法优化后的全转速下的代理模型的拟合精度提高，在样本数量较少时，其代理模型拟合结果的R2超过95%。

关键词：船舶发动机涡轮增压器代理模型机器学习压气机特性图

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箱装体局域共振超材料封板抑振特性研究

振动与冲击 2025年第4期44卷 118-125页

作者：王帅马炳杰童宗鹏殷长春张丽中国船舶集团有限公司第七一一研究所上海201108 先进船舶发动机技术全国重点实验室上海201108 船舶与海洋工程特种装备和动力系统国家工程研究中心上海200031

为有效解决箱装体200 Hz以下低频振动控制难题,提升箱装体底架的抑振性能,以箱装体底架封板为研究对象,建立了箱装体底架有限元模型,分析了底架振动特性。在此基础上,采用布洛赫定理与平面波展开法建立了局域共振胞元理论模型,提出了局... 详细信息

为有效解决箱装体200 Hz以下低频振动控制难题,提升箱装体底架的抑振性能,以箱装体底架封板为研究对象,建立了箱装体底架有限元模型,分析了底架振动特性。在此基础上,采用布洛赫定理与平面波展开法建立了局域共振胞元理论模型,提出了局域共振超材料封板设计方法,计算了箱装体底架封板振动响应,评估了局域共振型箱装体底架振动抑制性能,实现了200 Hz以下频段内窄带振动的有效控制。箱装体局域共振超材料封板设计方法的提出丰富了箱装体底架振动控制技术,为后续局域共振超材料技术在船舶振动控制工程应用提供了参考。

关键词：箱装体低频振动特性局域共振带隙

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基于汽车排气系统热端蚌壳体不锈钢材料冲压成形工艺研究

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锻造与冲压 2025年第4期 54-58页

作者：翟承福高佳刘玉洁杰锋汽车动力系统股份有限公司

随着双碳战略的持续推进，汽车内燃机技术取得重大技术突破以及混动技术进步创新，为燃油车市场带来新的发展潜力。在汽车技术创新与市场需求的变化下，多元化发展模式为汽车产业带来新的活力，为消费者带来更多选择。当下汽车轻量化、...

随着双碳战略的持续推进，汽车内燃机技术取得重大技术突破以及混动技术进步创新，为燃油车市场带来新的发展潜力。在汽车技术创新与市场需求的变化下，多元化发展模式为汽车产业带来新的活力，为消费者带来更多选择。当下汽车轻量化、低排放对排气系统的要求不断提高，有研究数据显示，汽车整车重量每减少10%，燃油效率可以提高6%～8%。汽车排气系统要求热端蚌壳体具有耐高温性能、优良的焊接性能、热疲劳性能、抗氧化性能、耐腐蚀性能等，因此不锈钢材料成为首选，本文以不锈钢441材料为例浅析汽车排气系统热端蚌壳体不锈钢材料冲压拉深工艺。

关键词：

基于丝网传感器的两相流相场与浓度场同步测量方法

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原子能科学技术 2025年第2期59卷 383-393页

作者：夏馨语闫旭傅俊森肖瑶顾汉洋上海交通大学智慧能源创新学院上海200240 核动力系统与装备教育部重点实验室上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

准确认识核反应堆燃料组件内交混行为对其优化设计与安全分析极为关键。丝网传感器可对流道截面进行高时空分辨率相分布成像,结合示踪剂质量平衡法已可实现燃料组件单相交混精细测量。但因缺乏两相下浓度场后处理算法,尚无法应用于两相... 详细信息

准确认识核反应堆燃料组件内交混行为对其优化设计与安全分析极为关键。丝网传感器可对流道截面进行高时空分辨率相分布成像,结合示踪剂质量平衡法已可实现燃料组件单相交混精细测量。但因缺乏两相下浓度场后处理算法,尚无法应用于两相交混研究。本文考虑到相同空泡份额下液相电导率对丝网敏感体的影响特性,提出了一种两相浓度反演算法,实现了两相流动空泡份额场、液相浓度场同步测量。基于电势场数值模拟与实验确认了算法的正确性与精确度。结果显示算法可适用于各类复杂的两相流工况,典型工况下两相浓度反演算法获得的浓度分布平均相对偏差为3.6%。基于本文实验结果表明,该算法计算获得的浓度矩阵平均相对偏差小于3%,进一步验证了同步测量方法的良好的适用性与精确度。

关键词：丝网传感器空泡份额场液相浓度场同步测量两相浓度反演算法

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全金属可溶桥塞卡瓦结构锚定性能优化

润滑与密封 2025年第03期 118-127页

作者：崔璐常文权王澎邹方赵景辉王航程嘉瑞西安石油大学西安市油气井完整性评价重点实验室蜂巢动力系统(江苏)有限公司

全金属可溶桥塞由于具有良好的可控自溶解性，逐渐被用于储层压裂改造作业中。桥塞卡瓦结构锚定过程中，卡瓦牙与套管的不均匀咬合所引起的桥塞承载能力不足，是影响压裂效率的关键。为提升桥塞卡瓦结构的锚定性能，以影响套管咬合深度... 详细信息

全金属可溶桥塞由于具有良好的可控自溶解性，逐渐被用于储层压裂改造作业中。桥塞卡瓦结构锚定过程中，卡瓦牙与套管的不均匀咬合所引起的桥塞承载能力不足，是影响压裂效率的关键。为提升桥塞卡瓦结构的锚定性能，以影响套管咬合深度和接触应力的4个主要参数齿槽轴心角、齿槽深度、齿端距和齿槽倾角为对象，分析不同参数下前后排卡瓦牙对套管的咬合深度及接触应力的变化趋势。结果表明：随着齿槽轴心角增大，套管咬合深度差值先减小后增大，套管接触应力差值逐渐减小，齿槽轴心角为28°时咬合较为均匀；随着齿槽深度的增大，套管咬合深度差值逐渐增大，套管接触应力差值出现上下波动，齿槽深度为6.7 mm时咬合较为均匀；随着齿端距的增大，套管咬合深度差值不断增加，套管接触应力差值先逐渐增大最后保持稳定，齿端距为13 mm时咬合较为均匀；随着齿槽倾角的增加，套管咬合深度差值和套管接触应力差值逐渐增大，齿槽倾角为65°或67°时咬合较为均匀。以齿槽轴心角、齿槽深度、齿端距和齿槽倾角的变化作为输入层，以套管接触应力和咬合深度作为输出层，应用多目标优化方法确定出卡瓦基座最优结构参数为：齿槽轴心角为27.9°,齿槽深度为6.7 mm,齿端距为13 mm,齿槽倾角66°。在最优参数下套管的接触应力和咬合深度在轴向更加均匀。

关键词：全金属可溶桥塞卡瓦结构锚定性能多目标优化井下压裂工具

热斑在船用燃气轮机高低压涡轮中迁移路径分析

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推进技术 2025年第3期46卷 85-95页

作者：牛夕莹郑群林枫李国强高春祥高杰李翔宇哈尔滨工程大学动力与能源学院中国船舶集团有限公司第七〇三研究所船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室-海洋工程燃气轮机实验室

为了探索船用燃气轮机燃烧室出口热斑在涡轮叶栅内的迁移路径和规律，并为叶片冷却设计、热防护和温度测量提供参考，本研究分析了某船用燃气轮机高、低压涡轮中热斑的迁移路径，并考虑了冷却空气的影响，揭示了高低压涡轮导叶和动叶通... 详细信息

为了探索船用燃气轮机燃烧室出口热斑在涡轮叶栅内的迁移路径和规律，并为叶片冷却设计、热防护和温度测量提供参考，本研究分析了某船用燃气轮机高、低压涡轮中热斑的迁移路径，并考虑了冷却空气的影响，揭示了高低压涡轮导叶和动叶通道内热斑的演变过程。结果表明，燃烧室出口的热斑在通过高低压涡轮导叶和动叶通道时逐渐被“切割”，其强度也随之减弱。虽然热斑核心的径向位置基本保持在35%叶高处不变，但其周向沿旋转方向的偏移逐渐增加，在通过高、低压涡轮后，偏移角度约为37°。高、低压涡轮动叶进口最大温差分别达到200℃，150℃，叶片设计时应留有一定的温度裕度。本文的结果不仅为确定燃气发生器涡轮出口处总温热电偶的周向和径向位置提供了依据，也为监测燃烧室的工作情况、评估燃气轮机的总体性能和涡轮叶片冷却设计提供了参考。

关键词：船用燃气轮机高低压涡轮热斑迁移路径三维非定常

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知识数据双驱动的感潮河网水动力智能模拟方法

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水科学进展 2025年第01期 28-38页

作者：袁赛瑜陈逸鸿罗霄张汇明唐洪武河海大学水灾害防御全国重点实验室河海大学水利部水循环与水动力系统重点实验室

感潮河网地区大量水闸、泵站智慧高效的联合调度是实现河网活水提质的重要保障，但以往的智能模拟方法缺乏物理可解释性，难以准确描述感潮河网复杂的水动力过程。本文提出了一种知识数据双驱动的感潮河网水动力智能模拟方法，应用于概... 详细信息

感潮河网地区大量水闸、泵站智慧高效的联合调度是实现河网活水提质的重要保障，但以往的智能模拟方法缺乏物理可解释性，难以准确描述感潮河网复杂的水动力过程。本文提出了一种知识数据双驱动的感潮河网水动力智能模拟方法，应用于概化感潮河网和上海蕰南片感潮河网的水动力模拟。结果表明：以人工神经网络为主干、以河网水流控制方程作为物理约束，构建包含控制方程残差的人工神经网络损失函数，不断迭代优化神经网络权重集直至损失函数满足要求，从而实现同时具备物理可解释性和高效计算效率的感潮河网水动力智能模拟；该方法区别于传统人工神经网络，表现在所需的训练数据大幅度减少，还可以得到没有训练数据断面的水动力过程；该方法具有良好的模拟精度、计算效率以及鲁棒性。

关键词：水动力模拟感潮河网智能模拟知识驱动数据驱动

基于一种改进鲸鱼优化算法的机器人逆运动学求解

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机械传动 2025年第2期49卷 89-92,169页

作者：王婷吴全君潍坊学院机械与自动化学院(潍柴产业学院) 潍坊261061 内燃机与动力系统全国重点实验室潍坊261061 潍柴动力股份有限公司潍坊261061

【目的】机器人逆运动学求解在轨迹规划与控制中起到至关重要的作用。传统的机器人逆运动学根据运动学方程和数学理论进行求解,计算效率较低,对控制精度也会产生一定的影响。为了克服这些问题,采用一种改进的鲸鱼优化算法进行机器人逆... 详细信息

【目的】机器人逆运动学求解在轨迹规划与控制中起到至关重要的作用。传统的机器人逆运动学根据运动学方程和数学理论进行求解,计算效率较低,对控制精度也会产生一定的影响。为了克服这些问题,采用一种改进的鲸鱼优化算法进行机器人逆运动学求解。【方法】改进的鲸鱼优化算法是将差分进化算法的变异和选择操作融合到鲸鱼优化算法中提出的,改进后的算法具有较好的全局搜索性能和快速收敛特性。以一款6自由度串联机器人为研究对象,运用改进的鲸鱼优化算法求其逆运动学解。【结果】结果表明,运用改进的鲸鱼优化算法进行机器人逆运动学求解,可以简化求解步骤,同时保证求解精度。

关键词：优化算法机器人逆运动学

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