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基于随机游走法的热特性参数重建研究

工程热物理学报 2025年第1期46卷 193-200页

作者：朱泽宇李嘉璐张志祥高包海任亚涛齐宏哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

随着航空航天事业的不断发展,对航天器温度控制的重要性日益突显,特别是需要获取航天器在轨飞行时的外热流数据。本文在利用蒙特卡罗–随机游走法求解导热正问题的基础上,利用协方差矩阵自适应进化策略对二维矩形计算域进行热特性参数... 详细信息

随着航空航天事业的不断发展,对航天器温度控制的重要性日益突显,特别是需要获取航天器在轨飞行时的外热流数据。本文在利用蒙特卡罗–随机游走法求解导热正问题的基础上,利用协方差矩阵自适应进化策略对二维矩形计算域进行热特性参数反演研究。通过给定计算域不同位置、不同数量的温度以及不同分布的内热源,并分别施加0、1%、3%的误差,研究了壁面温度和介质导热系数的反演情况,并对平均运行时间进行了统计。结果表明,对于计算域布置10个测点的情况,已知的测点温度越靠近边界且测点数量为3个时得到的反演结果较为理想,且内热源分布并不影响反演结果。

关键词：导热反问题蒙特卡罗方法随机游走法协方差矩阵自适应进化策略

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基于含晕气泡曳力模型的鼓泡床流化行为分析

哈尔滨工业大学学报 2025年第2期57卷 17-24页

作者：章凯朱垚辰李娟王帅哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

气固鼓泡流态化系统具有非平衡、非线性的多尺度特征。为研究含晕鼓泡床内复杂流动行为,利用含晕气泡多尺度曳力模型对三维鼓泡床反应器开展数值模拟,获得不同位置颗粒速度与体积分数的变化规律。对颗粒体积分数时间波动序列进行小波变... 详细信息

气固鼓泡流态化系统具有非平衡、非线性的多尺度特征。为研究含晕鼓泡床内复杂流动行为,利用含晕气泡多尺度曳力模型对三维鼓泡床反应器开展数值模拟,获得不同位置颗粒速度与体积分数的变化规律。对颗粒体积分数时间波动序列进行小波变换,分析轴向和径向位置颗粒脉动和气泡波动的变化。结果表明:基于含晕气泡的多尺度曳力模型能够较好地预测床内流动状态,床内整体呈现颗粒在中心上升而沿壁面下落的环-核流动形式;与颗粒速度波动相比,颗粒体积分数的波动频率更高且更加难以分辨;小波分析获得的颗粒相和气泡相的波动强度沿床高增加,但随着靠近壁面逐渐减弱;A类颗粒鼓泡床内气泡更强烈的破碎与聚并行为,使径向气泡分布较为均匀,能量分率径向差异较小;入口流速的增大增强了颗粒径向分布的非均匀性,且增大了颗粒相和气泡相波动信号的能量分率。

关键词：含晕气泡鼓泡流化床小波分析曳力

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旋转状态下篦齿流动换热特性研究

工程热物理学报 2025年第1期46卷 138-143页

作者：杨少昀罗磊杜巍王松涛哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

篦齿封严是一种结构简单有效的封严技术,广泛应用于航空发动机中。本文采用数值模拟的方法研究了旋转对直通型篦齿封严结构流动换热的影响。研究的参数为Ta/Re从0变化0.1。所有的结果都是在雷诺数为6000,10000和15000时获得的。结果表明... 详细信息

篦齿封严是一种结构简单有效的封严技术,广泛应用于航空发动机中。本文采用数值模拟的方法研究了旋转对直通型篦齿封严结构流动换热的影响。研究的参数为Ta/Re从0变化0.1。所有的结果都是在雷诺数为6000,10000和15000时获得的。结果表明,在研究的范围内,旋转速度的增加会降低篦齿通道内的涡流损失和节流损失,从而导致泄漏系数增大;随着转速的增加,顶部壁面的换热增强而齿腔内的换热减弱。

关键词：封严篦齿旋转放电系数换热特性

吹风比变化对篦齿通道流动性能和气膜冷却效果的影响

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工程热物理学报 2025年第03期 830-836页

作者：杨少昀罗千千罗磊杜巍王松涛哈尔滨工业大学能源科学与工程学院

在叶冠上加装篦齿结构能够有效地减少动叶叶顶处的泄漏损失。随着涡轮进口温度提高，需要采用气膜冷却技术保障叶冠结构稳定地工作。本文采用数值模拟的方法研究了吹风比变化对篦齿通道气膜覆盖效果的影响。所有结果都是在主流通道雷诺... 详细信息

在叶冠上加装篦齿结构能够有效地减少动叶叶顶处的泄漏损失。随着涡轮进口温度提高，需要采用气膜冷却技术保障叶冠结构稳定地工作。本文采用数值模拟的方法研究了吹风比变化对篦齿通道气膜覆盖效果的影响。所有结果都是在主流通道雷诺数为10000时获得的。结果表明，吹风比增大能够增强篦齿通道的封严效果。齿腔底部的气膜覆盖效果是由冷气流和回流区的相对强度决定的。冷气流相对较强，冷气更容易在腔内扩散，冷却效率更高。冷气流相对较弱，冷气则容易被回流卷吸而耗散掉，冷却效率变低。

关键词：叶冠篦齿气膜冷却吹风比泄漏流

耦合交错肋的尾缘半劈缝非定常流动与冷却机理

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工程热物理学报 2025年第2期46卷 451-459页

作者：贾乾坤杜巍罗磊闫晗哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

针对耦合交错肋通道的新型尾缘半劈缝模型,采用DES(Detached Eddy Simulation)方法,探究了五种吹风比时交错肋诱导的偏转旋流对尾缘半劈缝掺混区非定常流动特征和气膜冷却效率的影响机制。结果显示:随着吹风比增加,壁面冷却效率呈现波... 详细信息

针对耦合交错肋通道的新型尾缘半劈缝模型,采用DES(Detached Eddy Simulation)方法,探究了五种吹风比时交错肋诱导的偏转旋流对尾缘半劈缝掺混区非定常流动特征和气膜冷却效率的影响机制。结果显示:随着吹风比增加,壁面冷却效率呈现波动峰谷式分布,M=1.25时面平均冷却效率达到0.646。较高吹风比时旋流冷气主导尾缘下游的冷热掺混过程,展向截面出现大尺度反肾型涡对。此外,旋流射流诱导了下游旋转纵向涡的生成,影响了壁面高冷效气膜的分布范围。

关键词：涡轮叶片尾缘半劈缝交错肋气膜冷却旋流冷气

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基于CRECK的生物质高温热解动力学研究

工程热物理学报 2025年第2期46卷 359-365页

作者：邹旬刘冠男王同尧郭利张玉翟明哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

高温热解动力学模型的建立有助于将生物质转化为不含有焦油的高价值产品。在本文的研究中选取稻壳和秸秆作为研究对象,通过热重–质谱联用分析热解过程,使用非等温法计算了高温热解动力学参数。发现在高温时固体残留物中氧含量出现了二... 详细信息

高温热解动力学模型的建立有助于将生物质转化为不含有焦油的高价值产品。在本文的研究中选取稻壳和秸秆作为研究对象,通过热重–质谱联用分析热解过程,使用非等温法计算了高温热解动力学参数。发现在高温时固体残留物中氧含量出现了二次快速下降,至900℃后保持相对稳定。随后进一步改进了CRECK生物质热解详细动力学模型。修正了高温条件下含氧固体转化机制,通过实验结果以及收集了大量文献中的实验数据验证了模型的准确性。

关键词：高温热解 TGA-MS 详细动力学模型氧转化

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多热源系统全域温度场的实时重构策略

哈尔滨工业大学学报 2025年第2期57卷 25-32页

作者：张潞叶彧维艾青刘梦帅永沈阳航空航天大学计算机学院沈阳110136 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

在多热源系统的动态热管理中,全域热场分析与实时评估是核心要素,而传统的离散测量和重构技术难以实时获取温度场动态变化。为此,提出一种基于离散测点的全域温度场重构策略,通过引入奇异值分解提取温度场的特征基函数,并引入灰狼优化... 详细信息

在多热源系统的动态热管理中,全域热场分析与实时评估是核心要素,而传统的离散测量和重构技术难以实时获取温度场动态变化。为此,提出一种基于离散测点的全域温度场重构策略,通过引入奇异值分解提取温度场的特征基函数,并引入灰狼优化算法对重构离散测点的布局进行优化,通过与离散测点值结合,建立全域温度场的关联系数矩阵。采用数值实验,基于4种类型热源系统验证了该方法的可靠性。结果表明:测点布局优化后,4种温度模型的理论重构误差水平显著降低了至少3个数量级。采用该方法对某多芯片PCB的温度场进行重构,与数值实验结果对比显示温度场平均误差为0.12℃,均方根百分比误差低于1%,验证了该策略在实际应用中的可靠性,为电子设备热控热分析提供了参考依据。

关键词：模型降阶最小二乘温度场重构布局优化

高超声速飞行器内流道燃料超声速气膜防热/减阻协同技术研究进展

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推进技术 2025年第1期46卷 1-19页

作者：左婧滢章思龙韦健飞李欣鲍文哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

燃料超声速气膜防热/减阻协同技术是能够同时实现高超声速飞行器内流道防热和减阻的重要手段。本文首先论述了高超声速飞行器内流道面临的防热减阻需求和挑战,在此基础上进一步介绍了高超声速飞行器内流道热防护技术、高超声速飞行器内... 详细信息

燃料超声速气膜防热/减阻协同技术是能够同时实现高超声速飞行器内流道防热和减阻的重要手段。本文首先论述了高超声速飞行器内流道面临的防热减阻需求和挑战,在此基础上进一步介绍了高超声速飞行器内流道热防护技术、高超声速飞行器内流道减阻技术、燃料超声速气膜防热/减阻协同技术的提出及基本原理,进而针对高超声速飞行器内流道燃料超声速气膜防热/减阻协同技术梳理了相关研究进展和结论。目前,相关研究已经证实了燃料超声速气膜防热和减阻协同的可行性,并且揭示了燃料超声速气膜防热减阻机理及防热/减阻协同特性,但总体而言,国内外对于燃料超声速气膜防热/减阻协同技术的研究相对较少,仍存在许多方面值得深入的探讨和研究,文章最后就未来的研究提出了几点建议。

关键词：超燃冲压发动机氢燃料碳氢燃料超声速气膜防热减阻综述

基于传输公平性的多无人机通感一体化空间部署与波束成形设计

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电子与信息学报 2025年第1期47卷 57-65页

作者：时统志李博杨洪娟张桐王钢哈尔滨工业大学电子与信息工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(威海)信息科学与工程学院威海264209

针对农村偏远地区通信不畅的临时突发性问题,该文提出一种自适应的多无人机(UAV)辅助通感一体化(ISAC)机制,在地面用户和感测目标呈簇状随机分布的情况下,通过合理调度多无人机实现覆盖式通信保障,为无人机使能的通感一体系统提供了一... 详细信息

针对农村偏远地区通信不畅的临时突发性问题,该文提出一种自适应的多无人机(UAV)辅助通感一体化(ISAC)机制,在地面用户和感测目标呈簇状随机分布的情况下,通过合理调度多无人机实现覆盖式通信保障,为无人机使能的通感一体系统提供了一种新的解决思路和方案。该文主要研究了无人机空间部署及其对地面设备的波束成形等问题,在空地关联约束条件下,系统可通过优化无人机的通信和感知波束成形变量组,最大限度地提高用户传输可达速率的下限,同时保证基本的通感需求。为了有效解决所考虑的非凸优化问题,该文借助基于高斯核的均值漂移算法(MS),用以处理关联策略中的混合整型线性问题,此外,结合2次变换与连续凸逼近(SCA)的相关技巧,采用块坐标下降(BCD)的方式优化波束成形,以获取次优解。数值结果验证了自适应机制的有效性。

关键词：无人机通信感知一体化空间部署波束成形