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环形电极等离子体激励控制透平叶顶间隙泄漏流动研究

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西安交通大学学报 2024年第6期58卷 128-138页

作者：周祚弘黄明晏鑫李志刚李军西安交通大学叶轮机械研究所西安710049

为探究等离子体激励对叶顶泄漏流动的影响,基于非对称阻挡介质放电等离子体激励的数值模型,提出了环形电极的阻挡介质放电等离子体激励模型。将等离子体激励产生的体积力耦合至雷诺平均Navier-Stokes (RANS)方程组的动量方程中,数值研究... 详细信息

为探究等离子体激励对叶顶泄漏流动的影响,基于非对称阻挡介质放电等离子体激励的数值模型,提出了环形电极的阻挡介质放电等离子体激励模型。将等离子体激励产生的体积力耦合至雷诺平均Navier-Stokes (RANS)方程组的动量方程中,数值研究了3种等离子体激励电压(9、13、17 kV)和3种激励频率(8、10、12 kHz)的透平叶顶泄漏流动特征。结果表明:环形电极等离子体激励显著改变了叶顶间隙的压力分布,在叶顶间隙内部和叶顶的两侧诱导形成大尺寸涡系结构,阻碍压力侧的主流进入叶顶间隙,有效抑制了动叶叶顶泄漏流动;在激励频率一定时,随着激励电压的增加,叶顶泄漏流动引起的总压损失减弱,但过高的激励电压会造成额外的诱导涡损失;激励电压保持不变,激励频率的增大对叶顶间隙的高压区域无明显影响,而叶顶两侧的诱导涡得到增强并挤压相邻的通道涡,叶栅通道120%轴向弦长处截面的总压损失进一步降低,13 kV激励电压、12 kHz激励频率工况具有最低的总压损失系数,相比无等离子体激励降低了16.12%。研究阐明了等离子体激励电压与激励频率对透平叶顶区域流场以及叶栅气动性能的影响规律。

关键词：透平动叶等离子体激励叶顶泄漏流气动性能

基于试验设计方法的液相孔型-迷宫密封几何参数敏感性分析

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西安交通大学学报 2024年第3期58卷 58-68页

作者：薛文松王天昊李志刚李军西安交通大学叶轮机械研究所西安710049

为了评估新型液相孔型-迷宫密封在转子偏心下的泄漏特性,提高其运行稳定性,提出了中心组合设计的试验设计方法。对新型液相密封中影响泄漏特性和静态转子动力特性的关键几何参数(迷宫腔室深度、宽度、孔深和孔径)进行敏感性分析;采用基... 详细信息

为了评估新型液相孔型-迷宫密封在转子偏心下的泄漏特性,提高其运行稳定性,提出了中心组合设计的试验设计方法。对新型液相密封中影响泄漏特性和静态转子动力特性的关键几何参数(迷宫腔室深度、宽度、孔深和孔径)进行敏感性分析;采用基于动网格技术和稳态RANS方程的数值计算方法求解25种几何参数组合的新型液相密封在2种偏心率(0.1、0.2)下的泄漏量、静态气流激振力和静态刚度系数;分别以泄漏量、静态气流激振力和静态刚度系数为响应,以4个几何参数为变量获得主效应图。结果表明:偏心率对泄漏量的大小以及其几何参数敏感性影响很小,当腔室深度、宽度、孔深和孔径分别在40%、24%、56%、44%水平时,泄漏量最小;在转子偏心下,切向力随着迷宫腔室深度与宽度的增加而单调递减,随着孔深与孔径的增加先增加后减小;径向力随着腔室深度的增加而增加,随着腔室宽度的增加先减小后增加;当偏心率增加到0.2时能找到使静态直接刚度最大的几何参数组合,此时腔室深度、宽度、孔深和孔径分别在24%、48%、40%和64%水平。在转子偏心与不偏心工况下,腔室深度与宽度的增加均会造成静态交叉刚度的单调递减;转子偏心时静态交叉刚度随着孔深与孔径的增加先增加后减小。该研究结果可为液相孔型-迷宫密封的性能分析和结构设计提供参考。

关键词：液相密封泄漏量静态流体激振力静态刚度系数试验设计方法

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燃气透平轮缘密封流动特性和气动性能

西安交通大学学报 2024年第5期58卷 111-123页

作者：赵欣悦雷隆李志刚李军西安交通大学叶轮机械研究所西安710049

轮缘密封是二次空气系统的重要组成部分,能有效抑制燃气入侵盘腔,但过量的封严冷气进入主流会显著影响透平气动性能。采用数值求解三维非定常雷诺时均纳维斯托克斯(URANS)方程组和剪切应力传输(SST)k-ω湍流模型的方法研究了燃气透平轮... 详细信息

轮缘密封是二次空气系统的重要组成部分,能有效抑制燃气入侵盘腔,但过量的封严冷气进入主流会显著影响透平气动性能。采用数值求解三维非定常雷诺时均纳维斯托克斯(URANS)方程组和剪切应力传输(SST)k-ω湍流模型的方法研究了燃气透平轮缘密封流动特性和气动性能。数值模拟得到的轮缘密封封严效率与实验数据吻合良好,验证了数值计算方法的可靠性。研究了3种封严冷气量下的透平轮缘密封的封严效率和气动性能,分析了透平静动盘腔的流场结构和燃气入侵与冷气出流特性。仿真结果表明:在所研究的3种封严冷气流量下,轮缘密封内腔完全封严,较小的封严冷气流量能使末级透平轮缘密封达到较高封严效率;在最小冷气流量时外腔动盘面平均封严效率比静盘面高4.4%。对于末级透平,主流周向压力不均匀分布导致的外环诱导入侵占主导,且动叶前缘附近压力场对燃气入侵的影响大于静叶尾迹压力场。封严冷气质量流量比每增大1.0%,透平级总总效率降低约1.0%,相对动盘壁面封严效率的影响,封严冷气流量对动叶气动性能的影响更大;出流冷气的流动方向相对主流在切向上滞后,使掺混气流以负攻角冲击动叶吸力面前缘,吸力面前缘压力增大。该工作可为轮缘密封流动特性及其对透平级气动性能影响的研究提供参考。

关键词：燃气透平轮缘密封燃气入侵气动性能

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贮箱内浆态低温推进剂沉降特性数值研究

西安交通大学学报 2024年第1期58卷 146-156页

作者：夏斯琦谢福寿厉彦忠郭琬西安交通大学制冷与低温工程研究所西安710049

为了揭示浆态低温推进剂在贮存时的颗粒沉积行为规律,解决沉积带来的浆态低温推进剂向火箭发动机输送时的供给问题,研究了贮箱内浆态低温推进剂的沉降特性。基于欧拉-欧拉数值模拟方法,考虑固体颗粒动力学理论建立了低温固液两相流动与... 详细信息

为了揭示浆态低温推进剂在贮存时的颗粒沉积行为规律,解决沉积带来的浆态低温推进剂向火箭发动机输送时的供给问题,研究了贮箱内浆态低温推进剂的沉降特性。基于欧拉-欧拉数值模拟方法,考虑固体颗粒动力学理论建立了低温固液两相流动与相变传热数值模型,研究了浆态低温推进剂(浆氮、浆氧、浆氢)在贮箱内两相流场动力学信息与沉降特性,并讨论了不同低温工质、不同粒径(0.02~0.5 mm)、不同固相体积分数(10%~50%)以及不同漏热率(50~200 W/m^(2))工况对浆体低温推进剂沉积和流场特性的影响。结果表明:固氧颗粒在液氧内沉降较为微弱,但固氮和固氢颗粒明显沉降,实际应用时需考虑防沉降措施;在固相粒径较小、固相初始含量较少、壁面漏热更少的情况下,浆态低温推进剂的沉积量更少;固液密度比较大的浆状流体沉降速率更快,以0.5 mm的粒径为例,浆氮、浆氢相界面的下移速率分别为15.62及12.58 mm/s,而浆氧的相界面下移速率仅为0.12 mm/s;此外,在特定条件下贮箱中存在方向相反的双涡旋。研究结果揭示了浆态低温推进剂在存储过程中的物理规律,可为浆态流体的高效储存和应用提供参考。

关键词：浆氮浆氧浆氢低温推进剂数值模拟

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纳米酶在疾病治疗中的研究与应用

生物化学与生物物理进展 2024年第3期51卷 575-589页

作者：刘行李奕璇秦梓通赵佳雯周悦捷刘晓菲西安交通大学第一附属医院MED-X研究院再生与重建医学研究所西安710061 西安交通大学医学部西安710061

纳米酶是一种新型的具有类酶活性的纳米颗粒人工酶,在生物检测、抗炎、抗氧化损伤和癌症治疗等疾病诊断和治疗领域展现出良好的应用前景。本文总结了具有不同类酶活性的纳米酶在疾病诊治中的应用,并对影响纳米酶活性的主要影响因素进行... 详细信息

纳米酶是一种新型的具有类酶活性的纳米颗粒人工酶,在生物检测、抗炎、抗氧化损伤和癌症治疗等疾病诊断和治疗领域展现出良好的应用前景。本文总结了具有不同类酶活性的纳米酶在疾病诊治中的应用,并对影响纳米酶活性的主要影响因素进行了阐述,将使相关研究人员更好地了解纳米酶的发展现状,并提供后续研究的相关线索。

关键词：纳米酶疾病治疗生物检测

高速公路无人驾驶的分层抽样多动态窗口轨迹规划算法

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自动化学报 2024年第7期50卷 1315-1332页

作者：张琳薛建儒马超李庚欣李勇强西安交通大学人工智能与机器人研究所西安710049

高速公路无人驾驶轨迹规划面临着实时性强、安全性高的挑战.为此,提出一种分层抽样多动态窗口的轨迹规划算法(Stratified sampling based multi-dynamic window trajectory planner,SMWTP).首先,用多动态窗口表征可行轨迹的搜索空间,并... 详细信息

高速公路无人驾驶轨迹规划面临着实时性强、安全性高的挑战.为此,提出一种分层抽样多动态窗口的轨迹规划算法(Stratified sampling based multi-dynamic window trajectory planner,SMWTP).首先,用多动态窗口表征可行轨迹的搜索空间,并基于贝叶斯网络构建轨迹概率分布模型.其次,采用先速度后路径的分层抽样策略生成符合动态场景约束的候选轨迹集合.最后,利用引入障碍车辆速度估计不确定性的责任敏感安全模型(Responsibility sensitive safety,RSS)从中选择最优轨迹.大量仿真实验和实际交通场景测试验证了算法的有效性,对比实验结果表明,所提算法性能显著优于人工势场最优轨迹规划算法和多动态窗口模拟退火轨迹规划算法.

关键词：无人驾驶轨迹规划运动规划贝叶斯网络

透平双重径向轮缘密封非定常燃气入侵特性研究

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西安交通大学学报 2024年第10期58卷 95-107页

作者：郭粲白波雷隆李志刚李军西安交通大学叶轮机械研究所西安710049

针对燃气入侵导致部件热疲劳和涡轮气热性能降低问题,提出了一种双重径向轮缘密封结构。采用数值求解三维非定常雷诺平均湍流模型(URANS)和SST k-ω湍流模型的方法,研究了4种封严冷气量下双重径向轮缘密封的时均封严效率和非定常流动特... 详细信息

针对燃气入侵导致部件热疲劳和涡轮气热性能降低问题,提出了一种双重径向轮缘密封结构。采用数值求解三维非定常雷诺平均湍流模型(URANS)和SST k-ω湍流模型的方法,研究了4种封严冷气量下双重径向轮缘密封的时均封严效率和非定常流动特性,对燃气入侵和冷气出流特性进行了分析。研究表明:所提结构的内腔可以达到封严状态,外腔时均封严效率随封严冷气量的增加而增加;密封间隙内的非定常流动特性受较大Kelvin-Helmholtz不稳定旋涡影响,高温燃气直接冲击转盘壁面的过渡圆弧结构,并在该位置与冷气掺混形成顺时针旋涡阻止冷气出流,呈现左侧封严效率的高封严效率区和右侧的低封严效率区;受高动量封严冷气作用,入侵燃气向静盘侧偏移形成大尺度逆时针旋涡,进一步阻止燃气入侵。封严冷气流出后沿动叶端壁向下游流动,同时受叶栅通道旋涡卷吸作用逐渐脱离壁面,使得对端壁的冷却效果降低,在动叶尾缘处冷却效率降低至0.03以下。该研究为燃气透平双重径向轮缘密封的非定常燃气入侵和封严机理,以及封严冷气对下游端壁影响的研究提供了一定的参考。

关键词：燃气透平双重径向轮缘密封非定常流动燃气入侵冷却效率

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耐高温聚合物基储能电介质材料的研究进展

高电压技术 2024年第6期50卷 2309-2318页

作者：张志成张美荣西安交通大学化学学院西安710049 西安交通大学第二附属医院西安710049

聚合物基电介质材料因其击穿强度高、加工性能优异和成本低廉等优点而被广泛应用于金属化薄膜电容器。目前使用最普遍的储能电介质材料为双向拉伸聚丙烯,但是其存在放电能量密度低、耐温性能差等缺陷,已经无法满足现代电力电子系统微型... 详细信息

聚合物基电介质材料因其击穿强度高、加工性能优异和成本低廉等优点而被广泛应用于金属化薄膜电容器。目前使用最普遍的储能电介质材料为双向拉伸聚丙烯,但是其存在放电能量密度低、耐温性能差等缺陷,已经无法满足现代电力电子系统微型化和集成化的发展要求。因此提高聚合物基电介质材料的储能密度和耐高温性能是储能电介质材料领域的主要挑战。该文综述了近年来新型耐高温聚合物基电介质材料在介电储能领域中的应用进展。首先,介绍了电介质材料的充放电原理,以及决定电介质材料储能密度的关键物理参数;其次,从高玻璃化转变温度、交联作用、电荷陷阱引入及带隙调控3个方面分类介绍了聚合物基耐高温储能电介质的最新研究进展;最后,对耐高温聚合物基储能电介质的发展进行了总结与展望。

关键词：聚合物基电介质储能密度放电效率介电损耗耐高温

基于FAERS数据库的儿童实体器官移植受者应用他克莫司相关药物不良事件的研究

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器官移植 2024年第4期15卷 581-590页

作者：董博清王婧雯毕焕京陈祖涵路翠楠薛武军李杨丁小明西安交通大学第一附属医院肾移植科西安交通大学器官移植研究所西安710061

目的探讨他克莫司(Tac)在儿童实体器官移植受者中的不良药物事件(ADE)特征。方法研究数据来源于美国食品与药品监督管理局不良事件报告系统数据库,时间覆盖2004年第1季度至2023年第2季度,提取了以Tac为首要怀疑药物的儿童器官移植受者的... 详细信息

目的探讨他克莫司(Tac)在儿童实体器官移植受者中的不良药物事件(ADE)特征。方法研究数据来源于美国食品与药品监督管理局不良事件报告系统数据库,时间覆盖2004年第1季度至2023年第2季度,提取了以Tac为首要怀疑药物的儿童器官移植受者的ADE数据,运用比例失衡法对Tac与ADE之间的关联进行定量分析。分析Tac相关ADE的基本特征及信号强度。探究不同年龄儿童及不同移植器官类型的Tac相关ADE。结果共筛选出1443份涉及Tac的儿童ADE报告,其中心脏移植188例(13.0%)、肝移植668例(46.3%)、肾移植531例(36.8%)、肺移植56例(3.9%),儿童的中位年龄为10岁,ADE上报国家的前3位分别是美国、法国及英国,中国上报为26例,占比为1.8%。感染及侵染类疾病在Tac相关ADE报告中占比最高(20.96%),包括EB病毒及巨细胞病毒感染等。不同年龄段儿童的Tac相关ADE中感染及侵染类疾病均占据最大比例,但病原体种类存在差异。排斥反应、免疫抑制水平不稳定以及肾功能损伤也是各年龄段儿童常见的Tac相关ADE。心脏移植受者中以神经系统疾病的ADE为主,而肝移植和肾移植受者中感染及侵染类疾病更为常见,肺移植受者中的ADE以排斥反应最为常见。结论Tac相关ADE在不同器官移植类型中呈现出不同的分布特点,需重视在儿童器官移植中进行个性化药物监测和风险评估,以优化Tac治疗并降低ADE风险。

关键词：实体器官移植儿童他克莫司不良药物事件感染排斥反应食物过敏神经系统疾病