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旋涡空化水动力学特性研究进展与展望
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作者 程怀玉 季斌 +1 位作者 龙新平 彭晓星 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期86-137,共52页
涡空化作为一种在推进器叶顶涡心处产生的空化现象,在推进器原型上往往最早出现,其一旦发生将会严重影响舰艇的声隐身性能(噪声增加10 dB以上),在很大程度上限制了舰艇临界航速的进一步提升,因而长期以来一直是空化水动力学领域研究的... 涡空化作为一种在推进器叶顶涡心处产生的空化现象,在推进器原型上往往最早出现,其一旦发生将会严重影响舰艇的声隐身性能(噪声增加10 dB以上),在很大程度上限制了舰艇临界航速的进一步提升,因而长期以来一直是空化水动力学领域研究的重点与难点课题之一.本文首先简要介绍了旋涡空化流动相较于其他形式空化流动的特点,并以梢涡空化为主要对象,系统阐述了旋涡空化初生、发展的演变行为与流动机理研究,从空化三要素的角度深入讨论了其影响因素与作用机制.在此基础上,本文分别对旋涡空化流动中尺度效应、流动控制等关键问题的相关研究进展进行了回顾,较为系统地梳理了旋涡空化尺度效应的内在原因以及旋涡空化流动控制方法与控制思路.最后,本文针对目前旋涡空化研究领域关注的重点与难点问题,对旋涡空化流动研究中采用的实验测量及数值模拟技术进行了总结与展望. 展开更多
关键词 空化 旋涡空化 涡模型 尺度效应 流动控制
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可降解软磨料对再制造水射流清洗性能影响因素研究
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作者 柴彤山 黄呈棋 +3 位作者 李红钢 程怀玉 武子全 龙新平 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期71-81,共11页
提出一种新型可降解软磨料用于磨料水射流清洗技术,分析对比不同硬度磨料水射流清洗再制造零部件的清洗性能和表面损伤规律.采用石榴石硬磨料水射流、核桃壳软磨料水射流和纯水射流3种射流方式,开展清洗零部件污垢的对比试验;在不同清... 提出一种新型可降解软磨料用于磨料水射流清洗技术,分析对比不同硬度磨料水射流清洗再制造零部件的清洗性能和表面损伤规律.采用石榴石硬磨料水射流、核桃壳软磨料水射流和纯水射流3种射流方式,开展清洗零部件污垢的对比试验;在不同清洗方式下,分析清洗速率、比能耗、清洗后表面粗糙度、最大坑深等4个方面的差异,并从宏观和微观层面分析不同清洗模式下基体损伤情况.结果表明,核桃壳软磨料能够有效去除表面污垢和杂质,降低比能耗,提高清洗速率,同时又不会对基体表面产生较大的损伤,在再制造业清洗或对表面粗糙度要求高的场合下,是一种较为理想的选择. 展开更多
关键词 磨料 可降解 水射流清洗 再制造业
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泥浆射流泵冲蚀磨损特性
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作者 孙坤杰 程怀玉 +2 位作者 张祖提 柴彤山 龙新平 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第2期92-99,共8页
为了研究泥浆射流泵的冲蚀磨损特性,基于欧拉-拉格朗日方法对泥浆射流泵内部的固液两相流动开展了数值模拟,重点对泥浆射流泵内部液固两相流的冲蚀磨损规律进行了研究。结果表明:泥浆射流泵喉管进口和喉管中后段是产生冲蚀磨损的主要部... 为了研究泥浆射流泵的冲蚀磨损特性,基于欧拉-拉格朗日方法对泥浆射流泵内部的固液两相流动开展了数值模拟,重点对泥浆射流泵内部液固两相流的冲蚀磨损规律进行了研究。结果表明:泥浆射流泵喉管进口和喉管中后段是产生冲蚀磨损的主要部位,吸入室和扩散管未产生明显冲蚀磨损。颗粒质量流量从1 kg/s增大到1.8 kg/s时,泥浆射流泵最大冲蚀速率增大了93.7%;泥浆流速从2 m/s增大到5 m/s时,最大冲蚀速率增大了11.48倍;颗粒直径从200μm增大到450μm时,最大冲蚀速率先减小后增大。相较于颗粒质量流量和颗粒直径,泥浆流速对射流泵内表面的冲蚀磨损影响更大,但产生冲蚀磨损的主要部位不会随泥浆流速、颗粒质量流量和颗粒直径发生明显改变。研究成果可为射流泵的设计提供参考。 展开更多
关键词 泥浆射流泵 液固两相流 数值模拟 离散相模型 冲蚀磨损
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考虑气核生长溃灭效应的螺旋桨梢涡空化初生数值模拟研究 被引量:1
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作者 王永帅 王鑫程 +1 位作者 程怀玉 季斌 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1417-1427,共11页
梢涡空化是螺旋桨最早发生的空化类型,其一旦发生会显著增强舰船辐射噪声水平.因此,螺旋桨梢涡空化初生的预报是军舰临界航速确定的关键,长期以来受到船舶领域诸多专家学者的重点关注.微观气核受涡心低压作用而发生暴发式生长是梢涡空... 梢涡空化是螺旋桨最早发生的空化类型,其一旦发生会显著增强舰船辐射噪声水平.因此,螺旋桨梢涡空化初生的预报是军舰临界航速确定的关键,长期以来受到船舶领域诸多专家学者的重点关注.微观气核受涡心低压作用而发生暴发式生长是梢涡空化初生的重要机制,而传统欧拉框架下的宏观空化模型用经验参数模化了微观气核的影响而无法对该过程准确模拟,影响对螺旋桨空化初生的准确预报.为了弥补传统模拟方法的不足,本研究发展并使用一种基于气泡动力学并考虑水相可压缩效应的欧拉-拉格朗日空化初生数值预报方法对螺旋桨梢涡空化初生进行了数值模拟研究.与实验结果对比表明,该模型能够准确地预报螺旋桨梢涡空化初生.此外,本研究不仅从微观气核角度探究不同来流气核尺寸对空化初生的影响,还进一步研究梢涡流动特性对气核演变的影响机制,初步探究初生空化在螺旋桨梢涡流场中的发声机理.在空化初生光学判断准则下尺寸越大的气核越容易被梢涡捕获而暴发式生长.气核在梢涡卷吸作用下逐渐靠近涡心低压区.在涡心低压区的持续作用下气核开始暴发式生长,并在半径达到最大后迅速收缩溃灭,产生强烈的正声压脉冲信号. 展开更多
关键词 数值模拟 气泡动力学 空化初生 梢涡空化 螺旋桨
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换流站压缩空气泡沫灭火系统配置探讨
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作者 程怀宇 孙国中 +1 位作者 宋明 李康伟 《电力安全技术》 2023年第9期65-67,共3页
压缩空气泡沫灭火系统(CAFS)是一种新型的消防灭火系统,具有灭火能力强、省水省泡沫、覆盖隔离效果好、喷射的泡沫更高更远等优点。通过介绍固定式压缩空气泡沫灭火系统在某换流站的方案设计、参数选择、工作流程等应用情况,对存在的问... 压缩空气泡沫灭火系统(CAFS)是一种新型的消防灭火系统,具有灭火能力强、省水省泡沫、覆盖隔离效果好、喷射的泡沫更高更远等优点。通过介绍固定式压缩空气泡沫灭火系统在某换流站的方案设计、参数选择、工作流程等应用情况,对存在的问题、运行形式以及方案拓展进行了探讨。 展开更多
关键词 压缩空气泡沫灭火系统 特高压换流站 换流变压器 消防系统
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空化水动力学非定常特性研究进展及展望 被引量:69
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作者 季斌 程怀玉 +3 位作者 黄彪 罗先武 彭晓星 龙新平 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期428-479,共52页
空化作为一种重要的复杂水动力学现象,具有明显的三维流动特征与剧烈的非定常特性,在水力机械、船舶推进器、水利工程中广泛存在,且通常会带来不利的影响,长期以来一直是水动力学领域研究的重点与难点课题之一.本文首先从实验测量和数... 空化作为一种重要的复杂水动力学现象,具有明显的三维流动特征与剧烈的非定常特性,在水力机械、船舶推进器、水利工程中广泛存在,且通常会带来不利的影响,长期以来一直是水动力学领域研究的重点与难点课题之一.本文首先从实验测量和数值模拟两个角度,综述了空化水动力学非定常特性研究的发展概况,分析了当前存在的问题.在空化实验研究中,主要介绍了空化水洞、空化流场测量以及多物理场同步测量等方面所取得的进展.在数值模拟方法中,对目前的空化模型和湍流模型进行了分类介绍,并重点讨论了大涡模拟、验证和确认等在空化流模拟中的应用.之后以附着型空化为主,同时兼顾云状空泡、空蚀、涡空化等,梳理了其研究中存在的几个关键科学问题,包括空化演变、空化流动的三维结构、失稳机制、空化不稳定性及其与低频压力脉动的联系、空化与旋涡的相互作用、空化与弹性水翼的流固耦合、空化对尾流场影响等.最后展望了空化水动力学的研究方向和未来发展趋势. 展开更多
关键词 空化 水动力学 空泡流 附着型空化 空化模型
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空化对叶顶间隙泄漏涡演变特性及特征参数影响的大涡模拟研究 被引量:6
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作者 程怀玉 季斌 +1 位作者 龙新平 槐文信 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1268-1287,I0001,共21页
利用大涡模拟方法及一个考虑气核效应的欧拉-拉格朗日新空化模型,对绕NACA0009水翼叶顶间隙泄漏涡(top-leakage vortex,TLV)及其空化流动开展了高精度的模拟,结果显示数值模拟与实验吻合较好.在此基础上进一步讨论了不同间隙大小对TLV... 利用大涡模拟方法及一个考虑气核效应的欧拉-拉格朗日新空化模型,对绕NACA0009水翼叶顶间隙泄漏涡(top-leakage vortex,TLV)及其空化流动开展了高精度的模拟,结果显示数值模拟与实验吻合较好.在此基础上进一步讨论了不同间隙大小对TLV空化的演变行为及其发生前后TLV强度、气核分布以及切向速度分布等特征参数的变化规律,分析了TLV空化对TLV演变行为及其特征参数的影响机制.结果表明,空化发生后,TLV的强度主要受片空化演变行为的影响,TLV空化对其自身强度的影响较小.此外,间隙越小,片空化越不稳定,TLV的强度也会呈现相应的准周期性波动.随着间隙的逐渐增大,片空化强度逐渐减小,其不稳定性也逐步减弱,TLV强度逐渐恢复至无空化时的水平,其波动也会逐渐减小.空化对涡心处气核分布会产生较为明显的影响,其影响程度取决于空化发生后TLV在空间上的稳定性以及TLV空化的强度.此外,空化发生后,TLV半径会在一定程度上增大,且在空化区域外围形成"类刚体旋转"的切向速度分布特性,其形成原因主要是空化生长引起的膨胀过程以及流动的黏性作用. 展开更多
关键词 空化 叶顶间隙泄漏涡 空化模型 气核
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750kV变压器隔震结构减震效率分析 被引量:3
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作者 李志 陈寅 +2 位作者 程怀宇 张华 吴必华 《低温建筑技术》 2020年第10期90-92,97,共4页
文中以某750kV变电站内750kV变压器为原型,通过有限元软件ANSYS对750kV变压器采用基础隔震前后的地震响应进行弹塑性时程分析。对比750kV变压器隔震前后地震作用下的基底剪力以及顶部套管的加速度可知,隔震前套管顶部放大系数最大为4.1... 文中以某750kV变电站内750kV变压器为原型,通过有限元软件ANSYS对750kV变压器采用基础隔震前后的地震响应进行弹塑性时程分析。对比750kV变压器隔震前后地震作用下的基底剪力以及顶部套管的加速度可知,隔震前套管顶部放大系数最大为4.15。采用基础隔震后,套管顶部放大系数最小减小到0.50,设备本体平均减震效率不低于60%,套管平均减震效率不低于80%,隔震对750kV变压器加速度响应有较好的控制效果,设备安全裕度大大增强。 展开更多
关键词 750KV变压器 套管 基础隔震 放大系数 减震效率
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射流泵混合能力的FTLE评价方法
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作者 赵凯 程怀玉 +2 位作者 龙新平 季斌 赖旭 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期556-562,共7页
为研究射流泵混合能力空间分布特征及其影响因素,运用有限时间李雅普诺夫指数(FTLE)对射流泵混合能力进行了评价和分析.首先通过数值模拟得到了计算域上时间和空间离散的速度矢量场;然后使用粒子追踪技术以及虚拟邻近节点FTLE求解方法,... 为研究射流泵混合能力空间分布特征及其影响因素,运用有限时间李雅普诺夫指数(FTLE)对射流泵混合能力进行了评价和分析.首先通过数值模拟得到了计算域上时间和空间离散的速度矢量场;然后使用粒子追踪技术以及虚拟邻近节点FTLE求解方法,完成了FTLE求解程序开发;最后基于FTLE场深入分析了一典型射流泵的混合能力.分析结果表明:稳定运行中的射流泵混合能力维持相对稳定,基本不随时间变化;射流泵沿轴向的平均混合能力先随着剪切层高混合能力区域的扩散而增强,然后随着总体混合能力的衰减而减弱;在流量比越大的运行工况,射流泵虽然能提前进入具有较强混合能力的状态,但持续高强度混合能力的流域长度变短.综合考虑混合能力的强度以及高强度混合能力流域的长度能够更准确地评价射流泵的混合能力. 展开更多
关键词 射流泵 混合能力 有限时间李雅普诺夫指数 粒子追踪 程序设计 空间分布特征
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滤筒形状对脉冲清灰过程影响的数值模拟研究
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作者 唐巾洁 王璐琰 +3 位作者 杨晓光 鄢恒飞 程怀玉 龙新平 《武汉大学学报(工学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期733-740,共8页
介绍了滤筒形状及散射器等结构对脉冲清灰效果的影响,利用Fluent软件对2种不同形状滤筒内部脉冲喷吹清灰过程进行了精确数值模拟,从速度和压力两方面分析不同形状滤筒内部脉冲流场的特性及变化,结合滤筒侧壁的压差峰值和压差峰值到达时... 介绍了滤筒形状及散射器等结构对脉冲清灰效果的影响,利用Fluent软件对2种不同形状滤筒内部脉冲喷吹清灰过程进行了精确数值模拟,从速度和压力两方面分析不同形状滤筒内部脉冲流场的特性及变化,结合滤筒侧壁的压差峰值和压差峰值到达时间2个指标来对比不同滤筒形状对清灰性能的影响。结果表明,在脉冲清灰过程中,锥形组合式滤筒能够明显改善圆柱形滤筒上部存在的负压分布问题,锥形组合式滤筒内清灰气流受积灰气流影响更小,其压差峰值到达时间有更好的连续性。因此,锥形组合式滤筒具有更好的清灰效果。该研究可为解决滤筒除尘器上部负压问题、提高滤筒清灰效率及延长滤筒寿命提供指导。 展开更多
关键词 滤筒除尘器 滤筒形状 射流 数值模拟
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基于CFD-PBM耦合方法的栅条絮凝池内颗粒聚并行为模拟
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作者 柴彤山 伏雨 +1 位作者 程怀玉 龙新平 《环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期40-48,共9页
为探究絮凝池内部颗粒聚并行为的影响因素,采用群体平衡模型(PBM)模拟颗粒聚并行为,通过CFD-PBM耦合方法,研究了絮凝颗粒初始平均粒径和絮凝颗粒体积分数对栅条絮凝池内部颗粒聚并行为的影响,提出了颗粒平均粒径增长率指标来表征CFD-PB... 为探究絮凝池内部颗粒聚并行为的影响因素,采用群体平衡模型(PBM)模拟颗粒聚并行为,通过CFD-PBM耦合方法,研究了絮凝颗粒初始平均粒径和絮凝颗粒体积分数对栅条絮凝池内部颗粒聚并行为的影响,提出了颗粒平均粒径增长率指标来表征CFD-PBM耦合方法下絮凝池内部絮凝效果。结果表明:1)当进口颗粒体积分数为0.1时,随着絮凝颗粒初始平均粒径由10μm增长到76μm,出口处粒径由117.54μm增长到154.82μm,但颗粒平均粒径增长率由1075.4%迅速降低至103.7%;2)在进口颗粒初始粒径为40μm时,随着颗粒体积分数由0.05增长至0.2,出口位置颗粒粒径由127.16μm增加至155.74μm,而平均粒径增长率也随之由208.7%增加至289.4%;3)从整体上来看,当颗粒体积分数从0.05增加到0.1时,平均粒径增长率的变化最快,絮凝效果的提升最为显著。研究结果对于栅条絮凝池的结构设计指导和絮凝效果评价具有重要意义。 展开更多
关键词 水力絮凝 颗粒聚并 群体平衡模型 数值模拟
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Anti-inflammatory sesquiterpene polyol esters from the stem and branch of Tripterygium wilfordii
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作者 HU Yalin XU Tianqi +5 位作者 YIN Wenjing cheng huaiyu ZHANG Xia LIU Ying ZHANG Yubo ZHOU Guangxiong 《Chinese Journal of Natural Medicines》 SCIE CAS CSCD 2023年第3期233-240,共8页
The stem and branch extract of Tripterygium wilfordii(Celastraceae)afforded seven new dihydroagarofuran sesquiterpene polyesters[tripterysines A‒G(1‒7)]and eight known ones(8‒15).The chemical structures of these new c... The stem and branch extract of Tripterygium wilfordii(Celastraceae)afforded seven new dihydroagarofuran sesquiterpene polyesters[tripterysines A‒G(1‒7)]and eight known ones(8‒15).The chemical structures of these new compounds were established based on combinational analysis of HR-ESI-MS and NMR techniques.The absolute configurations of tripterysines A‒C(1‒3)and E‒G(5‒7)were determined by X-ray crystallographic analysis and circular dichroism spectra.All the compounds were screened for their inhibitory effect on inflammation through determining their inhibitory effect on nitric oxide production in LPS-induced RAW 264.7 cells and the secretion of inflammatory cytokines TNF-αand IL-6 in LPS-induced BV2 macrophages.Compound 9 exhibited significant inhibitory activity on NO production with an IC50 value of 8.77μmol·L−1.Moreover,compound 7 showed the strongest inhibitory effect with the secretion of IL-6 at 27.36%. 展开更多
关键词 Tripterygium wilfordii Sesquiterpene polyester Tripterysine ANTI-INFLAMMATION
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One-dimensional/three-dimensional analysis of transient cavitating flow in a venturi tube with special emphasis on cavitation excited pressure fluctuation prediction 被引量:3
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作者 WANG LuYan JI Bin +2 位作者 cheng huaiyu WANG Jiong LONG XinPing 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第2期223-233,共11页
The large eddy simulation(LES) method is used to simulate cavitating flow in a venturi tube. The simulated results agree fairly well with the experimental data. To quantitatively describe the relationship between cavi... The large eddy simulation(LES) method is used to simulate cavitating flow in a venturi tube. The simulated results agree fairly well with the experimental data. To quantitatively describe the relationship between cavitation evolution and excited pressure fluctuation in the venturi tube, a modified prediction model is proposed and its accuracy is verified by the LES results. Based on the original one-dimensional model for the external cavitating flow around a hydrofoil, this model is corrected according to the internal cavitating flow characteristics in the venturi tube. The results show that the original one-dimensional model ignores the choking effect of cavitating flow, which is obvious in a venturi tube with a narrow flow channel, thus leading to an inaccurate prediction of pressure fluctuation in the venturi tube. The modified model can significantly overcome its deficiencies and improve the accuracy of the pressure fluctuation prediction, providing a theoretical basis and guidance for engineering application to controlling the pressure fluctuation in a venturi tube or for other internal flows. 展开更多
关键词 VENTURI tube LES modified model CAVITATION pressure FLUCTUATION
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Study on Wind Characteristics of Typhoon Muifa on the Sutong Bridge
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作者 XU Chaoran WANG Hao +2 位作者 cheng huaiyu ZONG Zhouhong ZHANG Yufeng 《Wuhan University Journal of Natural Sciences》 CAS 2013年第2期156-162,共7页
As a cable-stayed bridge with the longest main span, the Sutong Bridge faces the threat of typhoons every year. Based on field measured data measured at the top of the tower and at the mid-span by anemometers, Typhoon... As a cable-stayed bridge with the longest main span, the Sutong Bridge faces the threat of typhoons every year. Based on field measured data measured at the top of the tower and at the mid-span by anemometers, Typhoon Muifa is analyzed in detail to obtain the wind characteristics, including the mean wind speed and direction, turbulence intensity and gust factor, power spectral density and integral scale of turbulence, etc. The correlated mean wind speeds at the two heights show the reliability of recorded wind data as well as the variation of wind speed with height. Turbulence inten- sities and gust factors fluctuate in a similar way. The values of inte- gral scales are sensitive in different case. The measured power spec- tra are particularly compared with Kaimal spectrum, Teunissen spectrum, Harris spectrum, and Davenport spectrum. The results show that the measured spectra cannot fit the code-suggested spectra very well, which exhibits the demand of more accurate spectra. Conclusions obtained in this article can provide references for wind resistance desima of suoer-long-soan cable-staved brides. 展开更多
关键词 field measurement cable-stayed bridge TyphoonMuifa wind characteristics
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