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基于单液滴蒸发的离心喷雾干燥数值模拟

化工进展 2024年第4期43卷 1700-1710页

作者：祝妍妮王维孙闫晨昊魏岗张大为大连理工大学化工学院辽宁大连116024

为了分析离心式喷雾干燥塔内物理场分布和液滴运动规律,采用欧拉-拉格朗日法,耦合单液滴干燥模型,建立了喷雾干燥过程的三维稳态数学模型。以70%(湿基)麦芽糊精溶液为原料液,在中试喷雾干燥系统上进行实验,测定了塔内温度分布。结果表明... 详细信息

为了分析离心式喷雾干燥塔内物理场分布和液滴运动规律,采用欧拉-拉格朗日法,耦合单液滴干燥模型,建立了喷雾干燥过程的三维稳态数学模型。以70%(湿基)麦芽糊精溶液为原料液,在中试喷雾干燥系统上进行实验,测定了塔内温度分布。结果表明,模拟的塔内特征点温度与实验结果吻合良好,平均相对误差为1.84%,验证了模拟结果的准确性和可靠性。考察塔内连续相传递过程发现,三维物理场分布不是轴对称的,塔中心区域具有较高的温度、较低的水蒸气含量和较大的气流速度。分析液滴运动轨迹和干燥过程发现,较大的液滴干燥时间较长,较小的液滴干燥时间短但由于发生回旋返混停留时间较长。模拟研究了进风温度、雾化盘转速和进风角度对塔内物理场分布和液滴干燥行为的影响,分析了喷雾干燥过程的传质传热机理。

关键词：喷雾干燥数值模拟单液滴干燥动力学运动轨迹传质传热

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气流输运工况玉米淀粉爆炸火焰传播与压力特性实验研究

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化工学报 2024年第5期75卷 2072-2080页

作者：张帅喻健良丁建飞闫兴清大连理工大学化工学院辽宁大连116024

利用自主搭建的2 m长气流输运管道实验装置开展了不同气流速度下玉米淀粉爆炸实验,通过高速摄影和压力传感器获得火焰信息和压力参数。基于实验结果分析了气流输运工况气流速度对玉米淀粉爆炸火焰传播行为和爆炸特性的影响规律。结果表... 详细信息

利用自主搭建的2 m长气流输运管道实验装置开展了不同气流速度下玉米淀粉爆炸实验,通过高速摄影和压力传感器获得火焰信息和压力参数。基于实验结果分析了气流输运工况气流速度对玉米淀粉爆炸火焰传播行为和爆炸特性的影响规律。结果表明:随着气流速度的增加,粉尘爆炸火焰亮度、火焰传播速度及最大爆炸压力呈先增大后减小的趋势,存在火焰呈螺旋状向管道末端传播的现象。气流速度从5 m/s升至10 m/s,火焰最大传播速度从74.07 m/s增加到89.51 m/s,最大爆炸压力由17.08 kPa增至23.42 kPa。气流速度提高到15 m/s时,火焰最大传播速度和爆炸压力均有所下降,质量浓度为300 g/m3时受影响最大,爆炸压力降低41%,500 g/m3时受影响最小,爆炸压力下降7.4%。

关键词：气流输运粉尘爆炸气流速度火焰传播火焰传播速度爆炸压力

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类器官芯片在纳米药物递送系统研究中的应用及前景

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化工学报 2024年第4期75卷 1209-1221页

作者：杨玉维李敏要智颖孙沁林刘洋葛丹孙冰冰大连理工大学化工学院辽宁大连116081

类器官是源自人类干细胞、器官特异性祖细胞及分离肿瘤组织的自组装三维多细胞微型器官模型,可在体外重现器官的关键结构特征与生理机能。微流控芯片作为类器官的体外培养平台,为研究细胞在异质群体和微环境中的行为提供机会,因此,成为... 详细信息

类器官是源自人类干细胞、器官特异性祖细胞及分离肿瘤组织的自组装三维多细胞微型器官模型,可在体外重现器官的关键结构特征与生理机能。微流控芯片作为类器官的体外培养平台,为研究细胞在异质群体和微环境中的行为提供机会,因此,成为助力人类器官发育研究、疾病建模及药物筛选的强大工具。基于先进纳米技术构建的药物载体可以显著提升疾病治疗效果,是目前新药物研发和临床治疗的焦点。利用类器官芯片对纳米递送系统的安全性和有效性进行评估,不仅有助于了解药物递送载体与靶点微环境的相互作用机制,科学指导纳米载体的设计;也在患者个性化精准医疗领域具有应用价值。本文讨论了传统二维细胞模型以及动物模型评价纳米药物递送系统的局限性,分析了用类器官芯片作为体外评价平台的优势。在此基础上,总结了近年来类器官芯片在纳米药物递送领域的应用现状与发展方向,并对其前景进行了展望。

关键词：类器官芯片纳米材料药物递送组织工程学细胞生物学

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液体燃料表面脉动火焰蔓延机理数值研究

推进技术 2024年第5期45卷 145-155页

作者：单聪慧张慧颖程崇律徐宝鹏赵广大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024

针对液体表面火焰蔓延提出了一种基于气液两相耦合的三维数值模拟模型,并针对低于闪点温度的液体燃料表面脉动火焰蔓延机理进行了数值研究。本文提出的数值方法成功捕捉到脉动火焰蔓延现象,预测的火焰蔓延脉动频率及传播速率与实验值吻... 详细信息

针对液体表面火焰蔓延提出了一种基于气液两相耦合的三维数值模拟模型,并针对低于闪点温度的液体燃料表面脉动火焰蔓延机理进行了数值研究。本文提出的数值方法成功捕捉到脉动火焰蔓延现象,预测的火焰蔓延脉动频率及传播速率与实验值吻合良好。本研究表明:火焰前锋后方存在显著横向对流流动,促进从慢速蔓延向快速蔓延的转变;气液两相中的回流区是成对出现的,即使在快速蔓延阶段火焰前锋下方仍然存在较小的气相回流区;火焰前锋前方的表面对流流动强度不是始终单调衰减的,在慢速蔓延阶段存在“双峰流动”特征;火焰前锋前方的液面温度是单调下降的,不存在温度“波谷”,温度“波谷”的发现是存在薄热边界层和实验手段无法分辨薄边界层中的温度梯度导致的。

关键词：火焰蔓延热毛细效应浮力效应闪点温度数值模拟

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电动汽车车内声品质评价研究进展

汽车工程 2024年第8期46卷 1431-1446页

作者：钱堃刘珂王言夫厉濠阳谭璟沈政华杜习康段继英赵剑大连理工大学机械工程学院大连116024

为全面梳理电动汽车车内声品质评价的发展现状,明确未来趋势,本文首先介绍了电动汽车车内声品质的研究进展和特点;然后详细介绍A声级对于电动汽车车内声品质评价的局限性、心理声学参量以及一些非传统参量客观评价方法;接着归纳了电动... 详细信息

为全面梳理电动汽车车内声品质评价的发展现状,明确未来趋势,本文首先介绍了电动汽车车内声品质的研究进展和特点;然后详细介绍A声级对于电动汽车车内声品质评价的局限性、心理声学参量以及一些非传统参量客观评价方法;接着归纳了电动汽车车内声品质主观评价方法及其优缺点;之后重点分类总结了国内外电动汽车车内声品质客观量化模型;最后对电动汽车声品质评价进行了总结和展望,认为在未来以高精度客观评价模型代替传统主观评价方法,缩短评价时间与成本,提高评价准确性将是电动汽车车内声品质评价发展的重要方向。

关键词：电动汽车声品质主观评价心理声学参量预测模型神经网络智能算法

AZ31B镁合金钒/硅烷复合转化膜的制备与表征

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表面技术 2024年第4期53卷 34-45页

作者：董丽惠王华李琳大连理工大学化工学院辽宁大连116024

目的改善钒酸盐转化膜表面形貌,提高单一钒酸盐转化膜的耐蚀性能。方法使用偏钒酸盐和硅烷通过两步法在镁合金表面制备钒/硅烷复合转化膜,比较不同硅烷制备的复合膜的耐蚀性能,从而确定使用硅烷的种类,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能... 详细信息

目的改善钒酸盐转化膜表面形貌,提高单一钒酸盐转化膜的耐蚀性能。方法使用偏钒酸盐和硅烷通过两步法在镁合金表面制备钒/硅烷复合转化膜,比较不同硅烷制备的复合膜的耐蚀性能,从而确定使用硅烷的种类,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外光谱(FT-IR)观察转化膜的微观形貌并分析转化膜的组成和结构,通过交流阻抗测试(EIS)、Tafel极化曲线测试和全浸腐蚀实验评价转化膜的耐蚀性能,并采用划格实验和接触角测试评价转化膜的结合力和疏水性。结果确定使用BTEPST(双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物)作为成膜组分,使用偏钒酸钠和BTESPT在镁合金表面成功制备钒/BTESPT复合膜,复合膜表面均匀平整,致密无裂纹,与基体结合力好,具有疏水性,该复合膜的组成元素为Mg、V、C、O、Si和S,且元素分布较均匀,膜层是包含Si—O—S、Si—O—Mg、Si—O—V等共价键的交联结构。交流阻抗测试结果显示,钒/BTESPT复合转化膜的膜层电阻为1.17×10^(5)Ω·cm^(2),电荷转移电阻为1.076×10^(5)Ω·cm^(2)。极化曲线测试结果表明,复合膜的腐蚀电位为-1.4570V,腐蚀电流密度为1.4980×10^(-7)A·cm^(-2),腐蚀电流密度相较于基体降低约2个数量级,对镁合金的保护效率达到99.6%。复合转化膜在3.5%(质量分数)NaCl溶液中长期浸泡10d未发生明显腐蚀,全浸实验浸泡14d腐蚀速率为0.0580 g/(m^(2)·h),未处理的镁合金腐蚀速率则为0.5186 g/(m^(2)·h)。结论钒/BTESPT复合膜能进一步提高钒酸盐转化膜对AZ31B镁合金的保护性能。

关键词：镁合金表面处理化学转化膜钒酸盐硅烷耐蚀性

混合算法优化的乘用车舱内噪声感知烦恼度神经网络建模

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声学学报 2024年第2期49卷 254-262页

作者：钱堃谭璟沈政华厉濠阳刘珂王言夫赵剑大连理工大学机械工程学院大连116024

针对传统乘用车舱内噪声感知烦恼度量化模型精度低的问题,提出了一种利用混合算法优化的神经网络模型预测舱内噪声感知烦恼度的评价方法。此混合算法融合麻雀搜索算法(SSA)和遗传算法(GA),对反向传播(BP)神经网络进行优化,根据声品质主... 详细信息

针对传统乘用车舱内噪声感知烦恼度量化模型精度低的问题,提出了一种利用混合算法优化的神经网络模型预测舱内噪声感知烦恼度的评价方法。此混合算法融合麻雀搜索算法(SSA)和遗传算法(GA),对反向传播(BP)神经网络进行优化,根据声品质主客观评价数据,建立SSA-GA-BP网络的乘用车舱内噪声感知烦恼度客观量化模型,与BP模型、GA-BP模型、SSA-BP模型进行对比分析。结果表明,SSA-GA-BP模型能够实现更高的预测精度,更接近主观评价数值,泛化能力更强,可替代传统的声品质主观评价实验。

关键词：舱内噪声声品质神经网络遗传算法麻雀搜索算法

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智能网联公交车出站强制换道的演化博弈机制

吉林大学学报（工学版） 2024年第1期54卷 124-135页

作者：杜筱婧姚荣涵大连理工大学交通运输学院辽宁大连116024

为缓解智能网联公交车出站强制换道时与社会车辆之间的冲突,分析了智能网联公交车与社会车辆行为决策的演化博弈机制。考虑社会车辆为人工驾驶社会车辆和智能网联社会车辆两种场景,从安全效用、时间效用和节能效用角度构建演化博弈效用... 详细信息

为缓解智能网联公交车出站强制换道时与社会车辆之间的冲突,分析了智能网联公交车与社会车辆行为决策的演化博弈机制。考虑社会车辆为人工驾驶社会车辆和智能网联社会车辆两种场景,从安全效用、时间效用和节能效用角度构建演化博弈效用函数,并以此建立演化博弈的复制动态方程。根据动态博弈系统的雅克比矩阵的行列式和迹,分析不同情况下博弈的均衡点及其稳定性,并探讨动态博弈系统对合作策略与非合作策略差值的灵敏度。结果表明,动态博弈系统可能的演化方向包括“智能网联公交车换道、社会车辆让路”“,智能网联公交车不换道、社会车辆不让路”和“智能网联公交车不换道、社会车辆让路”。从整体最优的角度看,调整社会车辆安全效用和时间效用的相关变量,能够保证更多车辆在智能网联公交车出站强制换道过程中的安全和效率。节能效用对(换道,让路)策略组合有促进作用,对(不换道,不让路)策略组合有抑制作用。

关键词：交通工程智能网联公交车强制换道演化博弈行为决策

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迎风格式在接触间断的数值耗散及其诱导误差

国防科技大学学报 2024年第1期46卷 51-62页

作者：韩芳魏雁昕刘君大连理工大学航空航天学院辽宁大连116024

在不同流场参数条件下对三种迎风格式在接触间断中的数值耗散问题进行了数值实验,并对数值耗散产生的机理进行了分析。数值计算结果和理论分析表明,矢通量分裂格式计算接触间断问题时,若流场静止或流场内存在亚声速区域,密度耗散的产生... 详细信息

在不同流场参数条件下对三种迎风格式在接触间断中的数值耗散问题进行了数值实验,并对数值耗散产生的机理进行了分析。数值计算结果和理论分析表明,矢通量分裂格式计算接触间断问题时,若流场静止或流场内存在亚声速区域,密度耗散的产生会诱导出以特征速度运动的数值扰动误差,该误差对数值耗散的大小无影响,但会影响流场的速度及压力参数分布,从而改变流场的结构。在二维问题中,诱导误差相互干扰会产生大量的复杂小尺度结构,给流场结构分析带来困难。同时,在密度参数线性分布的流场中,若空间离散格式重构的对象为对流通量,使用矢通量分裂格式计算流场会产生数值误差,使计算精度难以到达二阶。

关键词：迎风格式有限差分格式接触间断数值耗散数值误差