通气条件下带栅格翼水下航行体数值仿真研究

栅格翼可通过自身受到的流体力改善水下航行体姿态,通气技术可以通过改善水下航行体表面流体载荷稳定其姿态,将通气技术应用于带栅格翼航行体有望大幅提高航行体水下垂直运动的稳定性.文中采用重叠网格技术和六自由度求解器对水下航行体运动和流场演化进行了数值模拟,通过与实验结果对比验证了所采用数值计算方法的准确性,分别探究了航行体安装栅格翼和通气以及不同通气率对带栅格翼水下航行体运动稳定性的影响.结果表明:通气和安装栅格翼可以降低航行体水下运动时的偏转角,有利于提高其运动稳定性,其中栅格翼的作用更明显.带栅格翼航行体随着通气率的增加,偏转角减小,当通气空泡长度发展到航行体质心位置以下时,产生与偏转角方向相反的回正力矩,当通气空泡将栅格翼包裹,栅格翼对航行体稳定作用失效,这对通气条件下水下航行体加装栅格翼具有重要的指导意义.

水陆两栖车辆水上运动特性实时仿真系统研究

为解决水陆两栖车辆水动力性能参数获取难度大、运动姿态预测慢等问题,设计一种两栖车辆水上运动特性实时仿真系统,实现仿真模型的驱动、运动姿态预测以及数据的监测和输出,通过动态流体-物体相互作用数值计算方法对车体动力学系数进行修正,提升了实时仿真系统的精度。在此基础上研制试验样车,对不同工况下实时仿真系统的准确性进行验证。试验结果表明:所构建的两栖车辆水上运动特性实时仿真系统兼具计算精度和计算效率,可以快速准确地预测车辆的运动姿态,适用于多种复杂工况,具有姿态预测的泛用性。新系统在两栖车辆研制阶段、驾驶员培训、半实物仿真演练、复杂环境模拟等方面具有较强的应用价值和应用前景。

激光雷迪尔级帆船水动力特性试验与数值计算研究

采用试验观测和数值计算的方法研究了六自由度激光雷迪尔级帆船的水动力特性.设计了一套帆船六元力试验测量方法,通过拖曳水池试验获得帆船的水动力特性.采用雷诺时均计算方法和重叠网格技术,通过对试验和仿真的六元力结果进行对比,验证了数值计算方法的准确性.对不同航行姿态下的帆船水动力性能进行了模拟,分析了船体航速、迎角、侧倾角、漂角四个因素对帆船六元水动力的影响规律.研究结果表明:对纵向力影响权重较高的因子是航速和迎角,纵向力与航速呈非线性关系;对横向力影响较大的因子是漂角且两者呈线性关系;侧倾力矩主要受侧倾角和漂角的影响,随侧倾角的增加先减小后增大,在侧倾角为15°附近出现拐点;俯仰力矩受航速和迎角影响较大,随迎角的增大呈线性增大关系;转首力矩对漂角变化响应最大,随漂角增大线性增大.文中获得的六元水动力特性和数据可为提高帆船的操纵性提供重要数据支撑.

喷水推进两栖车辆水面航行特性试验与数值计算研究

兼具陆上机动、水面航行及水陆交界地带作业能力的特种水陆两栖车辆,是未来多域协同系统中重要组成部分。以喷水推进两栖车辆为研究对象,基于船模拖曳水池试验,获得了弱约束条件下喷水推进两栖车辆的航行特性,建立了喷水推进器与两栖车辆一体化操控的数值计算方法,对喷水推进两栖车辆水动力性能展开研究并充分验证了数值计算方法的准确性,对比分析了两栖车辆设计航速下拖曳与约束自航条件下的航行特性。相比于常规的“船-泵”一体化研究,从两栖车的角度丰富了喷水推进器和水面航行体相互影响的研究。结果表明,约束自航条件下车体阻力相比无喷水推进条件下阻力增加17.6%,喷水推进器运行导致的车辆姿态变化是造成增阻的主要因素。约束自航条件与拖曳条件相比,虚长度延伸长度从-0.864 X/L(X为距车辆重心长度,L为两栖车总长)增加至-1.513 X/L。与此同时,鸡尾流波高高度与发散波面积显著增加,从0.037 H/L(H为波面高度)增加至0.061 H/L,增加了尾流场附近能量损失。

来流条件对轴流喷水推进器性能的影响研究

高速舰船在实际航行过程中的来流条件十分复杂,为研究不同来流条件对喷水推进器性能的影响,以轴流式喷水推进器为研究对象,基于均相流模型、Zwart空化模型和SST k-ω湍流模型,对不同来流速度和来流角度条件下的喷水推进器进行了数值模拟,通过网格不确定度分析、数值与试验结果对比及误差分析验证了数值计算方法的可靠性,最终获得了不同来流条件喷水推进器推进性能和内流特性的变化规律。结果表明:随着来流速度增大,装置流量不断增加,扬程、推力和效率先增大后减小,在来流速度为5.6m/s时性能最佳。转速为2450r/min时,叶轮空化程度较弱,当来流速度v≥8.4m/s时,流量显著增大,冲角减小,叶片工作面流动分离增强,压力面开始出现空泡。来流角度增大对低来流速度工况喷水推进器性能几乎无影响,高来流速度工况则表现出推力、扬程和效率的急剧下降,来流角度从3°增加至7°时,推力、扬程和效率降幅分别高达13.8%,13.9%与8.3%。来流角度增大,各过流部件速度不均匀性增大,叶轮和导叶区域湍流耗散增大,叶轮进口冲角减小,压力面流动分离增强,做功能力下降,推进装置性能急剧恶化。

流体力学与液压传动贯通式教学改革与实践

通过对流体力学与液压传动课程教学现状进行分析,以流体力学与液压传动研究型课程为案例,开展贯通式教学改革研究,提出贯通理论基础、强化科研导向、突出能力塑造三方面改革举措,构建研究型课程,重构课程知识体系,注重开展实践活动,调动学生自主学习、团队协作、改革创新能力,取得了良好教学效果,为新工科建设提供参考。

真实世界中氟马替尼与伊马替尼一线治疗初诊慢性髓性白血病慢性期的疗效和安全性比较

目的:比较真实世界中氟马替尼(FM)与伊马替尼(IM)一线治疗初诊慢性髓性白血病慢性期(CML-CP)患者的临床疗效和安全性。方法:回顾性分析2019年12月至2022年12月本中心新诊断的84例CML-CP患者,其中32例一线治疗使用FM,52例使用IM,比较两组患者的分子学反应、疾病进展、生存情况以及不良事件的发生情况。结果:治疗3个月时,FM组早期分子学反应(EMR)、MR2.0和MR3.0发生率分别为96.7%、70.0%和20.0%,IM组分别为77.1%、29.2%和0,FM组患者的分子学缓解情况明显优于IM组,比较差异有统计学意义(均P<0.05)。治疗6、9及12个月时,FM组的主要分子学反应(MMR)发生率分别为68.2%、85.7%和90.0%,IM组分别为22.9%、34.0%和51.1%,FM组的MMR发生率均高于IM组,比较差异有统计学意义(均P<0.01)。FM组获得MMR的中位时间为6(6-9)个月,显著短于IM组的18(12-22)个月(P<0.001)。FM组的3年无进展生存率和3年无事件生存率分别为100%和68.8%,IM组分别为98.1%和55.8%,组间差异均无统计学意义(P>0.05)。FM组3-4级血液学不良事件发生率为21.9%,略低于IM组的25.0%,但差异无统计学意义(P>0.05)。结论:在真实临床实践中,FM治疗的初诊CML-CP患者较IM能更早达到MMR,且安全性良好,从而有可能使患者获得更好的远期生存并实现无治疗缓解。

比较C反应蛋白与白蛋白比值和格拉斯哥预后评分对弥漫大B细胞淋巴瘤患者预后判断的价值

目的:探讨并比较基于C反应蛋白(CRP)和白蛋白(ALB)的两种预测模型——CRP与ALB比值(CAR)和格拉斯哥预后评分(GPS)——在新诊断弥漫大B细胞淋巴瘤(DLBCL)患者预后评估中的价值。方法:回顾性分析本院2014年5月至2022年1月收治的初诊DLBCL患者的资料,纳入至少完成4个周期R-CHOP或R-CHOP样方案化疗,且临床、实验室检查数据以及随访资料均完整的111例患者。根据患者治疗前CAR及随访截止时的生存状态绘制受试者工作特征曲线(ROC),初步判断CAR对疾病进展和生存结局的预测价值,进一步分析CAR与患者基线临床、实验室特征的关系,并比较不同CAR、GPS分组患者的无进展生存期(PFS)和总生存期(OS),采用单因素和多因素COX风险比例回归模型分析影响疾病预后的因素。结果:ROC曲线分析结果显示,CAR预测DLBCL患者PFS、OS的曲线下面积(AUC)分别为0.687(P=0.002),0.695(P=0.005),最佳截断值均为0.11;相较于低CAR(<0.11)组,高CAR(≥0.11)组患者具有更多的临床高危因素,包括年龄>60岁(P=0.025)、ECOG评分≥2分(P=0.004)、Lugano分期III-IV期(P<0.001)、non-GCB亚型(P=0.035)、乳酸脱氢酶升高(P<0.001)、结外病变数>1处(P=0.004)及IPI评分>2分(P<0.001)。对患者进行中期疗效评估,低CAR组患者的总有效率(ORR)及完全缓解率(CRR)均明显优于高CAR组(ORR:96.9%vs 80.0%,P=0.035;CRR:63.6%vs 32.5%,P=0.008)。中位随访24个月,低CAR组患者的中位PFS及OS均明显优于高CAR组(中位PFS:未达到vs 67个月,P=0.0026;中位OS:未达到vs 67个月,P=0.002),而GPS 0分、1分和2分3组患者的PFS(P=0.11)和OS(P=0.11)差异均不具有统计学意义。多因素分析显示,仅有性别为男性和IPI评分>2分是影响患者PFS和OS的独立危险因素。结论:CAR与DLBCL患者的疾病进展和生存显著相关;与GPS相比,CAR对患者的预后判断价值更大。

RP-3航空煤油不同替代模型的空化流动特性

为研究RP-3航空煤油空化流动特性,采用GERG-2004方程构建了4种RP-3航空煤油的物理替代模型并给出其主要物性参数,对收缩扩张流道内航空煤油替代模型、正十二烷(C12H26)和水体的空化流动进行了数值计算研究,计算时考虑了饱和蒸汽压修正及航空煤油物性参数随流场温度变化。结果表明:由45%正十二烷、25%正十烷、5%辛烷、5%甲基环己烷和20%甲苯(摩尔比)组成的替代模型能够较好拟合RP-3的物质属性,可用来替代RP-3进行空化流动计算。常温下航空煤油的初生空化数小于水体,相同空化数下(σ=1.5),水体的空穴长度约为航空煤油的1.4倍,航空煤油的空化强度更弱,液汽交界面较模糊。随着温度的升高,航空煤油空化热力学效应增强,但其在煤油泵工作温度区域内空化热力学效应不显著,在煤油泵空化性能预测时可以忽略煤油空化热力学效应的影响。

RP-3航空燃油非定常空化流动特性研究

采用GERG-2004方程构建了4种RP-3航空燃油的物理替代模型,并给出其主要物性参数,基于雷诺时均方法(RANS)对室温下(298K)航空燃油绕Clark-Y型水翼非定常空化流动进行了数值计算研究,并与同温度下水体空化进行了比较。研究结果表明,由45%正十二烷,25%正十烷,5%辛烷,5%甲基环己烷和20%甲苯(摩尔比)组成的替代模型能够较好拟合RP-3的物质属性,可用来替代RP-3进行空化流动计算。在相同雷诺数下,RP-3较水体更容易发生空化,其初生空化数为2.5。两种流体介质空化的非定常特征基本相同,RP-3空化更为显著,空穴内部含汽量更高,在云状空化阶段(Re=7×105,σ∞=0.8),空化流动非定常准周期变化频率对应的斯特劳哈尔数St小于水体。

液氢空化流动特性研究

对液氢空化流动的实验数据进行了统计分析,数值计算了大范围温度变化下液氢空化流动的变化特征。结果表明采用的数值计算方法计算结果与实验数据吻合良好。随着温度变化,液氢空化流动存在两种空化行为。当温度低于转捩温度时,空化行为的变化受液/汽密度比控制,空穴面积随温度的增加而增加;当温度高于转捩温度时,空化行为的变化热力学效应控制,空穴面积随温度的增加而减小。空化数和来流速度越大,转捩温度越高。

风载荷下变电站可移动式伸缩围栏的抗倾覆稳定性分析及加固措施

变电站可移动式伸缩围栏底座较小、受风面积较大、质量较轻且分布均匀,易受风力影响而失稳倾覆。根据其结构特点和倾覆模式,选取围栏正面受风起倾作为临界稳定边界,进行了抗倾覆稳定性分析计算,并设计了加固措施。动力学仿真和图解结果表明:在静态风载荷下,以围栏起倾作为临界稳定边界较为准确;安装防风支架后围栏稳定性较好,在8级及以下大风下不会发生倾覆。分析计算得到的临界倾覆力矩和加固措施可为变电站临时围栏的结构设计提供技术借鉴和工程经验。

轴流式喷水推进器启动过程的瞬态特性

为分析轴流式喷水推进器启动过程的瞬态特性和自吸性能,提高启动过程轴流式喷水推进器的推进性能,开展了推进器启动过程的数值计算研究。在雷诺时均Navier-Stokes方程框架下采用SST k-ω湍流模型、Zwart空化模型和Free Surface模型对轴流式喷水推进器的启动过程进行数值计算,分析启动时间和水线高度对喷水推进器启动过程的瞬态特性影响;基于推进泵的试验数据对稳态数值计算方法进行验证,数值结果与试验数据吻合良好。研究结果表明:喷水推进器启动过程存在明显的瞬态特性,流量、扬程都迟滞于转速到达稳定状态,并且启动时间越短,滞后程度越严重;当转速达到0.6倍设计转速时,叶片前缘吸力面开始发生空化,无量纲空穴面积随着转速的增加而增加;在达到相同转速时,启动时间越长,无量纲空穴面积越小,叶片做功能力越强;以泵轴中心线为零基准线,当水线高度大于等于0.15倍叶轮直径时,喷水推进器可以在较短时间内将内部气体完全排出,水线高度越小,扬程和流量滞后越严重。

“奶油小生”的军校进化史

相信在很多人心目中,军人都有一种神秘感,成为一名军人,也是很多高中生的共同愿望,每年高考时,也总是会有一些好男儿抱着赳赳雄心选择军校。而对于真实的军校生活,他们之前却多半是＂道听途说＂,既好奇又担心：军人到底是什么样子？军校到底是什么样子？今天,我就以＂班长＂的身份,给即将跨入军校大门的同学,讲讲军校生活开始的三件基本事。说话：进校第一天就挨了班长的拳头＂你会说话吗？＂估计你看到这问题多半就直接晕倒了：＂说话？我我我……谁不会!＂确实,说话谁都会,但是到了军校,你就会发现你不会!进入空大的第一天,我就直接挨了班长两拳。为什么呢？

喷水推进舰艇自航运动数值计算研究

喷水推进舰艇因具备快速性和高机动性等特点而备受国内外研究人员的关注,本文以T-CRAFT登陆模型艇为研究对象,在RANS计算框架下采用VOF方法和SST k-ω湍流模型对喷水推进舰艇的自航运动进行了数值计算研究,通过与静水阻力及单独喷泵试验结果进行对比,验证了该数值计算方法具有较高的计算精度。同时,开展了设计航速下“艇泵一体”的数值模拟,分析了喷水推进舰艇在设计航速下不同时刻波形云图及流场演化过程,对比分析了艇拖曳和自航下的阻力与姿态变化。研究结果表明:艇尾兴波左右两侧对称均匀,相比拖曳艇体自航阻力增加,纵倾角增加,吃水增加,艇体流线和喷口处流线整体均匀,在转子处存在微小漩涡;水流从转子入口流至喷口速度不均匀系数降低86%,在喷口处呈现较均匀状态,从叶片进口边到叶片出口边,叶片载荷先增大后减小。进一步分析表明,中间流线相对位置0.6~0.8处载荷较大,说明相比前半段叶片,后半段做功能力更强。

高三,有些苦很幸福……

一转眼，我们离别了高三的苦日子，一切习惯都变得那么的不习惯。 原以为自己的青春在高三结束的那一刻得到了释放，以为自己迎来了人生的又一春，可我们却常常想起高三的日子，想回到高三的教室，去看着自己留下的汗渍，去看看写满作业的黑板，

收缩扩张管内液氮空化流动演化过程试验研究

本文基于低温空化试验平台研究了收缩扩张流道内液氮非定常空化流动的演化过程.试验采用高时空分辨率的高速摄像机对77 K液氮在不同空化数σ下空穴结构的演变进行了精细化的分析和研究.利用试验得到的空穴长度和面积等数据,定量分析了液氮空化流动的非定常特性与时空演变规律.研究结果表明:(1)在相似来流速度和温度条件下,随着空化数的减小,液氮空化流动呈现四种典型流型,空穴长度在2.5 h以内为初生空化、空穴长度在2.5 h~7.5 h之间为片状空化、空穴长度在7.5 h~15 h之间为大尺度云状空化,空穴长度超过15 h为双云状空化,且在大尺度云状空化和双云状空化阶段均捕捉到了回射流现象;(2)液氮空化流动从初生空化到双云状空化,脱落空穴的尺度逐渐增大,空穴面积脉动的幅值和准周期均有所增加.同时,在大尺度云状空化与双云状空化阶段,喉口处堵塞效应对空化流动的影响显著增强;(3)相比于初生空化,片状空化、大尺度云状空化以及双云状空化中脱落空穴的移动距离依次增加了0.97倍、2.65倍与2.68倍,溃灭时间依次增加了1.18倍、3.59倍与4.47倍,但溃灭速度依次减小了0.10倍、0.20倍与0.30倍.除此之外,对于双云状空化阶段,存在两种显著不同的脱落空穴演化过程.

诱导轮快速启动过程的瞬态水力特性研究

诱导轮的水力性能以及内部非稳态流动对液体火箭发动机燃料输运系统的安全性和运行效率有着至关重要的影响。针对诱导轮在快速启动过程中的瞬态特性,采用标准k-ε湍流模型和Zwart空化模型开展了诱导轮内部非定常流动过程的数值仿真研究。基于试验数据对数值仿真结果进行了验证,数值计算获得的扬程系数以及空穴形态与试验结果吻合较好。在额定转速5000 r/min的条件下,当空化数σ=0.035时捕捉到了同步旋转空化现象,基于诱导轮的空穴形态和压力脉动等数据分析了旋转空化不稳定特性,发现同步旋转空化的发生是诱导轮空化性能迅速下降的主要原因。在快速启动条件下,诱导轮的扬程系数、轴向力等参数存在明显的瞬态冲击特性,且扬程系数与流量系数的响应均滞后于转速。在启动加速初始阶段,存在显著的回流现象,流道内旋涡结构的尺度和数量随着转速的增加而减小;初生空化以泄漏涡空化为主,随后向叶片表面扩展并往叶片尾缘移动。达到额定转速后,诱导轮内部的流动趋于稳定,与额定转速下工况相比,空化主要以叶片附着型空化为主,稳定时的流量系数和扬程系数分别为是稳定工况下流量系数和扬程系数的1.176倍和60%。研究结果可为诱导轮在快速启动和变工况下的稳定性分析提供参考。

自由场中液氮单空泡动力学特性的实验研究

本文专门设计搭建了低温介质空泡演化实验测试平台,对液氮单空泡非定常演化过程和动力学特性开展了实验研究.实验中利用电火花瞬态放电激发液氮汽化形成单空泡,通过高速摄影系统对单空泡的瞬态特征进行了精细化捕捉.为了进一步揭示低温介质独特的物理性质以及强热力学效应对单空泡演化过程的影响机制,对比分析了在相同环境压力下,77.41 K液氮和298.36 K水单空泡的演化过程和动力学特性.基于实验得到空泡半径与界面速度等定量数据,阐明了液氮单空泡球形与非球形演化阶段的非定常特性.研究结果表明:(1)在相同输入电压下,液氮单空泡的整体尺寸比常温水更小,当输入电压为400 V时,液氮空泡的最大半径约为常温水空泡的0.69倍;同时,液氮单空泡经历了膨胀阶段-收缩阶段-振荡阶段以及上升阶段的演化过程.(2)液氮空泡的收缩过程主要由相界面的热传导主导,没有明显的塌陷现象,收缩阶段液氮空泡的最小收缩半径约为常温水的5.5倍.(3)在液氮空泡振荡初期,空泡相界面传热增强,Rayleigh-Taylor不稳定与热力学效应共同引起了空泡界面的表面粗化效应;在整个振荡阶段,空泡界面附近存在破碎的小泡.当输入电压较高时,空泡底部的小泡数量显著增多.(4)由于液氮空泡浮力系数较大,液氮空泡在演化后期空泡整体向上迁移显著,液氮空泡底部收缩更快产生凹陷,促使空泡变为环状.

550k V GIS盆式绝缘子小型化设计(一)——几何形状优化

在保证气体绝缘开关设备(GIS)绝缘强度的基础上,为减少SF_(6)气体使用量、缩小设备体积,基于有限元仿真及数值优化方法开展了针对工程实际中的550kV盆式绝缘子小型化设计研究。在中心导杆与密封罐体之间距离缩小10%的条件下,通过对盆体凸面、凹面轮廓以及两端厚度的形状优化,可使得沿面电场分布更加均匀,盆体中心导体侧及低压法兰处的机械应力集中现象得到大幅缓解。相较于原始结构,经几何形状优化后的盆式绝缘子显著提升了的电气性能和力学性能。优化后的小型化绝缘子凹面沿面最大电场强度及最大形变量可分别降低25.4%和29.9%,并可减少盆式绝缘子6.1%的环氧复合材料使用量以及GIS密封罐体内约15%的SF_(6)气体使用量。该文提出的GIS小型化改造方案兼顾了电气和力学性能,具有较高的制造可行性和应用前景,能够为紧凑型、环境友好型GIS设备的研制提供参考。