检索结果-内蒙古大学图书馆

生物医学工程学杂志 2024年第6期41卷 1221-1226页

作者：穆璐璐段欢欢肖媛崔国民上海理工大学能源与动力工程学院上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093 河南牧业经济学院能源与智能工程学院郑州450000

叶轮作为人工心脏泵的主要部件,高速旋转引起的高剪切应力可能导致溶血。为改善人工心脏泵的溶血性能,获取最优的叶片参数组合,对现有的人工心脏泵叶片进行优化设计。选取叶片数、叶片出口角度及叶片厚度作为设计变量,泵内剪切应力最大... 详细信息

叶轮作为人工心脏泵的主要部件,高速旋转引起的高剪切应力可能导致溶血。为改善人工心脏泵的溶血性能,获取最优的叶片参数组合,对现有的人工心脏泵叶片进行优化设计。选取叶片数、叶片出口角度及叶片厚度作为设计变量,泵内剪切应力最大值为优化目标,通过已有的模拟数据建立反向传播(BP)神经网络预测模型,利用灰狼优化算法对叶片参数进行寻优。结果表明:优化后的叶片参数为叶轮数7个、出口角度25°、叶片厚度1.2 mm,剪切应力最大值377 Pa,相较于原始模型降低了16%。经过模拟分析,优化结果相较于原始模型,叶片外缘、根部和底部等区域的高剪切应力区域明显减少,溶血性能得到显著改善。本文所使用的耦合算法降低了建模仿真的工作量,并且显著提升了优化目标的性能,相较于传统优化算法更具优势,为研究离心式人工心脏泵参数优化问题提供了新思路。

关键词：人工心脏泵叶片参数反向传播神经网络灰狼优化算法溶血性能

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超临界二氧化碳类液-类气区边界线数值分析

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物理学报 2022年第4期71卷 1-7页

作者：孙辉刘婧楠章立新杨其国高明上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

超临界二氧化碳(S-CO_(2))因在萃取、沉淀、热力循环及化学反应等方面有着十分广阔的应用前景,逐渐成为学术界的重要研究课题.由于在近临界区,可以观察到随温度或压力变化出现大量的物性异变现象,使得各国学者对流体临界点附近区域的研... 详细信息

超临界二氧化碳(S-CO_(2))因在萃取、沉淀、热力循环及化学反应等方面有着十分广阔的应用前景,逐渐成为学术界的重要研究课题.由于在近临界区,可以观察到随温度或压力变化出现大量的物性异变现象,使得各国学者对流体临界点附近区域的研究产生了浓厚兴趣.随着分子动力学模拟技术的快速发展,该技术可辅助传统实验方法用于研究近临界流体的相关物性.为确定S-CO_(2)在近临界区Widom线范围及类液-类气区的分子结构特征,本文通过分子动力学模拟技术结合聚类分析,研究了温度和压力范围分别在300—350 K和5.5—18.5 MPa下,CO_(2)密度时间序列变异系数及偏度同Widom线和类液-类气区间的关系.结果表明:S-CO_(2)在近临界区Widom线的确定可通过连接密度时间序列曲线变异系数极大值点来确定,Widom线沿着临界点开始延伸直到350 K时停止;S-CO_(2)类液区和类气区的分子分布结构可以用数密度分布的偏度来区分,偏度在类气态时为正值,在类液态时为负值,而在Widom线上达到最大值.

关键词：分子动力学超临界二氧化碳 Widom线类液-类气区

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基于TDLAS的脉冲爆震发动机燃气温度测量

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燃烧科学与技术 2024年第4期30卷 411-418页

作者：吴昭李江帆卢杰杨斌郑龙席上海理工大学能源与动力工程学院上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093 西北工业大学动力与能源学院西安710072

针对脉冲爆震发动机(pulse detonation engine,PDE)燃气温度参数在线测量,基于可调谐半导体激光器吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS)技术,采用扫描波长直接吸收-时分复用策略,以H_(2)O分子为目标组分,设计... 详细信息

针对脉冲爆震发动机(pulse detonation engine,PDE)燃气温度参数在线测量,基于可调谐半导体激光器吸收光谱(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS)技术,采用扫描波长直接吸收-时分复用策略,以H_(2)O分子为目标组分,设计了燃气温度测量系统,并将该系统应用于PDE燃气温度测量,获得了PDE燃气H_(2)O分子(7 444.352+7 444.371)-(7 185.587+7 185.597)cm^(-1)谱线对吸收光谱,并基于双线测温原理实现了5 Hz、10 Hz、15 Hz、20 Hz、25 Hz、30 Hz工作频率燃气温度的在线测量,详细讨论了PDE在不同工作频率下的燃气温度测量结果.结果表明:基于TDLAS技术可以实现PDE燃气温度在线测量.PDE在5 Hz工作频率时,爆震波燃气峰值温度为1 868 K,爆震波通过后,燃气温度存在618 K和424 K两个台阶;不同工作频率下,PDE的燃气温度变化规律较为相似,但随着工作频率的提高,燃气温度升高,这为PDE燃烧优化以及性能评估提供数据支撑.

关键词：脉冲爆震发动机燃烧诊断可调谐半导体激光器吸收光谱燃气温度时分复用

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蒸气压缩式CO_(2)水合物直接接触蓄冷系统的仿真研究

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制冷学报 2023年第1期44卷 114-121,135页

作者：段汉坤谢应明杨文宇谢梅萍刘道平豆斌林杨亮上海理工大学能源与动力工程学院、上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

本文建立了水冷压缩式CO_(2)水合物直接接触蓄冷系统的仿真模型,模拟研究了不同充注压力(3.5、3.6、3.7、3.8 MPa)下蓄冷系统的降温曲线和总蓄冷量。研究发现,降温曲线的模拟结果与实验结果的相对误差依次为4.02%、4.43%、3.38%、1.89%... 详细信息

本文建立了水冷压缩式CO_(2)水合物直接接触蓄冷系统的仿真模型,模拟研究了不同充注压力(3.5、3.6、3.7、3.8 MPa)下蓄冷系统的降温曲线和总蓄冷量。研究发现,降温曲线的模拟结果与实验结果的相对误差依次为4.02%、4.43%、3.38%、1.89%,总蓄冷量的模拟结果与实验结果的相对误差依次为0.82%、3.41%、1.45%、1.81%,所有相对误差均小于5%,说明模型具有较好的预测能力。为了提高实验系统蓄冷性能,采用模型进行系统优化,结果表明:冷却水流量由65 mL/s增至100 mL/s时,系统预冷时间由22.5 min减至20.8 min,系统COP先增加后减少。冷却水流量为95 mL/s时,系统COP最大;冷却水温度由22℃升至30℃时,系统预冷时间由16.1 min增至21.9 min,系统COP由1.77降至1.53;当充注压力由3.5 MPa升至5.0 MPa时,排气压力由5.4 MPa升至12.1 MPa。当充注压力为5.0 MPa时,排气压力为12.1 MPa,超过压缩机警戒压力,所以低于5.0 MPa的充注压力较为安全。

关键词： CO_(2)水合物压缩式制冷循环蓄冷系统模拟优化

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三套管相变蓄热器导热肋片的拓扑优化

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动力工程学报 2023年第4期43卷 397-405页

作者：姚莉张峰鸣赵明上海理工大学能源与动力工程学院上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

采用基于变密度方法的拓扑优化方法对三套管相变蓄热器的肋片结构进行优化,然后进行几何重构,并与其他3种传统直肋模型进行比较。结果表明:几何重构后的模型的蓄放热过程与拓扑优化结果具有一致性,温度均匀性显著提升,且完全熔化时间相... 详细信息

采用基于变密度方法的拓扑优化方法对三套管相变蓄热器的肋片结构进行优化,然后进行几何重构,并与其他3种传统直肋模型进行比较。结果表明:几何重构后的模型的蓄放热过程与拓扑优化结果具有一致性,温度均匀性显著提升,且完全熔化时间相对减少了68.6%,完全凝固时间相对减少了80.4%;导热材料在相变蓄热器中的分布均匀性对蓄放热性能有重要影响,根据均匀分布设计原则的模型拥有较好的蓄放热性能,但总体上基于拓扑优化方法的重构模型具有最少肋片数量及最高蓄热量等优点。

关键词：相变蓄热器拓扑优化变密度方法强化换热

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化学链气化中准东煤灰对CaSO_(4)载氧体改性及其作用机理

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化工进展 2023年第9期42卷 4628-4635页

作者：朱杰金晶丁正浩杨会盼侯封校上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流与传热重点实验室上海200093 中北大学能源与动力工程学院山西太原030051

以CaSO_(4)为载氧体,采用机械混合法制备了将军庙煤灰修饰的CaSO_(4)-Ash复合载氧体。借助TG-MS考察复合载氧体CaSO_(4)-Ash与将军庙煤的化学链气化反应特性,并对将军庙煤灰改性CaSO_(4)载氧体的作用机理进行了研究。结果表明:将军庙煤... 详细信息

以CaSO_(4)为载氧体,采用机械混合法制备了将军庙煤灰修饰的CaSO_(4)-Ash复合载氧体。借助TG-MS考察复合载氧体CaSO_(4)-Ash与将军庙煤的化学链气化反应特性,并对将军庙煤灰改性CaSO_(4)载氧体的作用机理进行了研究。结果表明:将军庙煤灰对CaSO_(4)载氧体有一定的改性作用。900℃时,与纯CaSO_(4)载氧体相比,CaSO_(4)-Ash复合载氧体表现出良好的反应活性和稳定性,CaSO_(4)-Ash复合载氧体化学链气化产生的CO量明显增多,产率也更加稳定。X射线衍射分析表明,CaSO_(4)-Ash复合载氧体中存在少量的Ca_(2)Fe_(2)O_(5)和Fe_(2)O_(3),它们附着在CaSO_(4)表面,作为CaSO_(4)晶格氧传输的中介,起到促进CaSO_(4)晶格氧迁移的效果。通过Jade软件计算纯CaSO_(4)载氧体和改性后的CaSO_(4)载氧体的晶格常数和晶格体积,并结合拉曼光谱和电子顺磁共振光谱表征,证明了煤灰中Na+改性CaSO_(4)载氧体的机理。通过扫描电子显微镜测试,发现改性后的CaSO_(4)载氧体表面孔径结构更加清晰。

关键词：化学链气化 CaSO_(4)载氧体准东煤煤灰改性

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多孔介质中含溶解反应的互溶驱替过程格子Boltzmann研究

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物理学报 2022年第5期71卷 203-214页

作者：刘高洁邵子宇娄钦上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

采用格子Boltzmann方法研究了孔隙尺度下多孔介质内含流固溶解反应的互溶驱替过程,重点研究了被驱替流体与驱替流体黏性差异较大的情况下,溶解反应引起的多孔介质内部结构变化对驱替过程的影响;定量分析了不同达姆科勒数及佩克莱数下多... 详细信息

采用格子Boltzmann方法研究了孔隙尺度下多孔介质内含流固溶解反应的互溶驱替过程,重点研究了被驱替流体与驱替流体黏性差异较大的情况下,溶解反应引起的多孔介质内部结构变化对驱替过程的影响;定量分析了不同达姆科勒数及佩克莱数下多孔介质孔隙率和驱替过程驱替效率随时间的演变.研究结果表明:达姆科勒数较大时,溶解反应的发生会在多孔介质内部生成虫洞,导致一部分被驱替流体不能被波及,驱替流体沿虫洞离开多孔介质,造成驱替效率的减少.在此基础上,随着达姆科勒数的增大,孔隙率变化越大,生成的虫洞越宽,最终驱替效率变大,但仍小于无溶解反应时的驱替效率;随着佩克莱数的增大,指进增长速度越快,孔隙率变化越小,驱替效率越小.

关键词：多孔介质互溶驱替溶解反应格子Boltzmann方法

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斜切式叶顶形状下非均等流量射流对叶顶间隙泄漏流动的影响

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动力工程学报 2023年第8期43卷 992-999页

作者：练智博杜雪霏许斌黄典贵上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

采用非均等流量射流的控制方式,即叶顶射流孔流量沿轴向弦长方向呈二次曲线分布,通过数值模拟方法探究LISA涡轮在斜切式叶顶形状下非均等射流对叶顶间隙泄漏流动的影响。结果表明:与前缘至尾缘间隙由小到大相比,前缘至尾缘间隙由大到小... 详细信息

采用非均等流量射流的控制方式,即叶顶射流孔流量沿轴向弦长方向呈二次曲线分布,通过数值模拟方法探究LISA涡轮在斜切式叶顶形状下非均等射流对叶顶间隙泄漏流动的影响。结果表明:与前缘至尾缘间隙由小到大相比,前缘至尾缘间隙由大到小的叶顶形状下,非均等射流更有利于控制间隙流动,其相较于无射流下的涡轮等熵总总效率最大增幅可达2.20%,动叶出口质量平均总压损失系数最大降幅可达37.56%,间隙相对泄漏流量最大降幅可达48.57%;当射流比(总射流量占主流流量的比例)小于1.0%时,采用叶顶前缘单孔射流量大的分布方式,当射流比大于1.0%时,增加叶顶中部的单孔射流流量,这种非均等射流分布规律比均等射流控制效果更佳。

关键词：涡轮间隙流动非均等射流斜切式叶顶数值模拟

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多孔介质孔隙率对池沸腾传热性能影响机理的模拟研究

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应用数学和力学 2024年第3期45卷 348-364页

作者：何树娄钦上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

采用介观相变格子Boltzmann(lattice Boltzmann, LB)方法,在孔隙尺度下研究了多孔介质的孔隙率对池沸腾换热过程的影响,重点分析了不同孔隙率时气泡的运动过程,并对气泡在多孔介质中的典型状态进行了力平衡分析,进而探究了多孔介质孔隙... 详细信息

采用介观相变格子Boltzmann(lattice Boltzmann, LB)方法,在孔隙尺度下研究了多孔介质的孔隙率对池沸腾换热过程的影响,重点分析了不同孔隙率时气泡的运动过程,并对气泡在多孔介质中的典型状态进行了力平衡分析,进而探究了多孔介质孔隙率影响沸腾传热的机理.结果表明,与无多孔介质的平板表面相比,多孔材料能够有效地降低初始成核的壁面过热度,增强流体的扰动,并且能够显著提升临界热流密度(critical heat flux, CHF)值.在所研究的工况中,孔隙率ε=73.2%时,CHF值提升最大,约为平板的3.6倍,其余孔隙率的多孔介质最小也可将其CHF值提升至平板的2.3倍.研究发现,当孔隙率从97.7%开始逐渐减小时,CHF值逐渐增大,同时沸腾换热曲线向左上方移动,这是因为减小孔隙率能够增大有效换热面积,减小气泡成核的壁面过热度,从而强化沸腾换热.当孔隙率减小到ε=73.2%时,若继续减小孔隙率,热流密度将突然下降,沸腾传热性能显著降低.通过对沸腾过程中气泡的受力进行分析后发现,当孔隙率较小时,过小的孔隙直径显著增大了气泡的逸出阻力,降低了气泡的上升速度,延长了气泡脱离多孔介质的时间,且此时气泡会在蒸发动量力、接触压力以及摩擦力等的共同作用下聚集在加热器上表面,形成气膜,从而恶化沸腾传热.

关键词：多孔介质池沸腾换热气泡动力学孔隙率

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优化变分模态分解与深度学习融合的滚动轴承故障诊断策略

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动力工程学报 2023年第6期43卷 749-758页

作者：孙康金江涛李春许子非上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

针对滚动轴承早期振动信号具有强非线性特征,导致难以判断其故障类型,提出了以相关峭度和Lyapunov指数为综合目标函数的优化变分模态分解(OVMD)参数优化方法,对综合目标函数最小值进行搜索,以确定模态分解数及惩罚因子的最佳组合,实现... 详细信息

针对滚动轴承早期振动信号具有强非线性特征,导致难以判断其故障类型,提出了以相关峭度和Lyapunov指数为综合目标函数的优化变分模态分解(OVMD)参数优化方法,对综合目标函数最小值进行搜索,以确定模态分解数及惩罚因子的最佳组合,实现降噪与特征提取,重构故障信号,并采用相空间重构法还原系统动力学非线性结构,通过卷积神经网络(CNN)提取纯净信号。结果表明:OVMD可有效降噪并剔除无关分量,重构信号经CNN学习后,吸引子轨迹收缩,信号非线性降低,故障呈可分状;该OVMD-CNN诊断模型具有良好的鲁棒性与泛化性,可实现轴承故障的智能诊断。

关键词：变分模态分解相关峭度 Lyapunov指数相空间重构卷积神经网络故障诊断

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