检索结果-内蒙古大学图书馆

气象 2024年第1期50卷 48-58页

作者：陈锦鹏黄奕丹朱婧林辉程晶晶杨德南厦门市海峡气象开放重点实验室厦门361012 福建省灾害天气重点实验室福州350001 福建省漳州市气象局漳州363005 集美区气象局厦门361021

为了提高短时强降水预报准确性,在2019—2020年4—9月福建省逐时降水实况观测资料与中国气象局广东快速更新同化数值预报系统(CMA-GD)模式预报产品的基础上,应用LightGBM集成学习算法框架,建立以30 mm·h^(-1)为阈值的逐时降水预报... 详细信息

为了提高短时强降水预报准确性,在2019—2020年4—9月福建省逐时降水实况观测资料与中国气象局广东快速更新同化数值预报系统(CMA-GD)模式预报产品的基础上,应用LightGBM集成学习算法框架,建立以30 mm·h^(-1)为阈值的逐时降水预报模型。通过特征处理、自助聚合及超参数搜索等技术对模型进行优化,结合AUC、AUPR与传统分类指标,设计了包括业务模拟测试在内的多项试验,通过对比各建模方案验证了模型对于较长时效的短时强降水预报的适用性。结果表明:模式预报本身的命中率和空报率均较高,各建模方案具有不同程度的改善作用。自助聚合可以增强模型预测稳定性,轻微不平衡子训练集能降低模型预测空报率而取得更高的综合评分,在验证集中最佳TS评分可达17.5%;对分类信息增益贡献最大的特征变量为K指数,其次为500 hPa露点温度和时间参数特征;试验指标从优到劣依次为:随机交叉验证、小时划分的随机交叉验证、业务模拟测试,可见模型有效性主要来自相同或相邻时刻的样本信息;设计基于逻辑回归的异质模型动态融合方案以改善静态同质模型表现,各项指标均有小幅提升,在命中率接近50%时削减空报样本超过52万个。

关键词： LightGBM 短时强降水预报样本不平衡动态融合

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动稳态畸变比例可变的插板装置DES数值研究

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航空动力学报 2023年第9期38卷 2261-2270页

作者：杨光屠宝锋方锐张新雨任智博潘宝军南京航空航天大学能源与动力学院江苏省航空动力系统重点实验室南京210016 先进航空发动机协同创新中心北京100191 中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015

针对常规可移动式插板产生的总压畸变稳态分量和动态分量比值较为固定,无法可调,不能真实反映不同进气条件下的复杂总压畸变的动稳态比例的现状,提出了一种改进型插板,采用对常规插板开孔和开齿等方法,通过不同的参数化设计,通过更换插... 详细信息

针对常规可移动式插板产生的总压畸变稳态分量和动态分量比值较为固定,无法可调,不能真实反映不同进气条件下的复杂总压畸变的动稳态比例的现状,提出了一种改进型插板,采用对常规插板开孔和开齿等方法,通过不同的参数化设计,通过更换插板在发动机进口截面产生不同稳态畸变和动态畸变比值的总压畸变,采用分离涡模拟的方法对改进型插板进行了数值仿真,结果表明:在边缘开孔或开齿会改变插板后涡结构,但不会改变动稳态畸变比例。在插板上均匀开孔或开齿,既会改变板后涡结构,也会降低动稳态畸变比例,而且随着孔齿数量或尺寸的增加,分离区得到更多的射流能量,动稳态畸变比例降低。变齿数插板畸变比例可在0.14~0.50范围内变化。

关键词：进气畸变总压畸变动稳态畸变比例插板装置分离涡模拟(DES)

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结构参数对间接式太阳能储热水箱蓄热特性影响

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化工学报 2025年第3期76卷 1275-1287页

作者：许翔韩中合李恒凡华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

太阳能采暖系统中的储热水箱解决了太阳辐射间歇性和用热负荷不匹配的问题,但传统水箱内冷热水掺混严重,限制了系统的广泛应用。针对新型空气源热泵微通道太阳能集热器系统,建立了储热水箱间接式非稳态蓄放热过程模型并提出优化方案。... 详细信息

太阳能采暖系统中的储热水箱解决了太阳辐射间歇性和用热负荷不匹配的问题,但传统水箱内冷热水掺混严重,限制了系统的广泛应用。针对新型空气源热泵微通道太阳能集热器系统,建立了储热水箱间接式非稳态蓄放热过程模型并提出优化方案。三维数值模拟分析了优化前后储热水箱的蓄热特性,研究了不同结构水箱在蓄热过程中的斜温层厚度、蓄热能力、Nusselt数及㶲量变化。研究显示,下置换热单元且无竖管的原结构水箱水体掺混最严重,上置换热单元分层效果最佳但蓄热能力差;下置换热单元配合竖管显著提升分层效果及蓄热能力,3600 s内蓄热能力提高18.87%,㶲量增加1322.14%。优化方案中,当水泵流速0.25 kg/s、竖管高度1300 mm、直径100 mm时,储热水箱综合性能最佳。

关键词：储热水箱间接式换热温度分层结构参数蓄热特性

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Bunsen反应产物在微通道中的液-液两相混合特性

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化工学报 2025年第2期76卷 623-636页

作者：张珂任维杰王梦娜范凯锋常丽萍李佳斌马涛田晋平太原科技大学环境与资源学院山西太原030024 太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024 北京市科学技术研究院资源环境研究所北京100089

为了解决热化学硫碘循环和硫化氢化学反应循环制氢的关键技术问题,提出使用ANSYS-FLUENT对Bunsen反应产物(HI/H_(2)SO_(4)/H_(2)O/甲苯液-液两相混合物)在微通道内的流动混合特性进行数值模拟研究。系统分析了微通道内两相混合与入口方... 详细信息

为了解决热化学硫碘循环和硫化氢化学反应循环制氢的关键技术问题,提出使用ANSYS-FLUENT对Bunsen反应产物(HI/H_(2)SO_(4)/H_(2)O/甲苯液-液两相混合物)在微通道内的流动混合特性进行数值模拟研究。系统分析了微通道内两相混合与入口方式、入口流速、两相流速比的关系,探讨了微通道内加入障碍物后对两相混合的强化作用。结果表明,当两相以上下分层方式进入通道时,混合效果更佳;提高流速可以显著增大两相流的混合程度,但是通道压力损失随之增加;两相流速比为1∶1、流速为0.035 m/s时,混合程度达到最大值88.72%,同时压力损失相对较小;在通道内部设置障碍物可以形成周期性的涡流,有效缩短两相混合时间,强化两相混合。与半圆形障碍物相比,矩形障碍物可以更有效地促进两相混合,但是压力损失更大。

关键词：热化学循环制氢 Bunsen反应产物两相流混合微通道数值模拟

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冷喷涂颗粒临界速度预测的数值模拟

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机械工程材料 2024年第10期48卷 110-118页

作者：董脉鸣辛红敏李光平程清思代辉姚倡锋崔敏超湖北文理学院纯电动汽车动力系统设计与测试湖北省重点实验室襄阳441053 湖北超卓航空科技股份有限公司襄阳441000 西北工业大学航空发动机高性能制造工业和信息化部重点实验室西安710072

采用ABAQUS有限元软件建立了冷喷涂单颗粒撞击基体的耦合欧拉-拉格朗日四分之一模型,基于颗粒和基体形状变化以及等效塑性应变分布模型结果预测粒径25μm钛颗粒和30μm铝颗粒撞击7B04铝合金基体形成机械咬合与冶金结合的颗粒临界速度,... 详细信息

采用ABAQUS有限元软件建立了冷喷涂单颗粒撞击基体的耦合欧拉-拉格朗日四分之一模型,基于颗粒和基体形状变化以及等效塑性应变分布模型结果预测粒径25μm钛颗粒和30μm铝颗粒撞击7B04铝合金基体形成机械咬合与冶金结合的颗粒临界速度,并进行了数据有效性验证,研究了颗粒粒径、颗粒和基体初始温度对临界速度的影响。结果表明:根据模拟得到的颗粒/基体形状变化和等效塑性应变分布,预测得到粒径25μm钛颗粒、30μm铝颗粒的临界速度分别为680,700m·s^(-1),预测值与经验关系式估算值相对误差均小于11%,说明该方法准确;随着颗粒粒径增加、颗粒初始温度降低、基体初始温度降低,临界速度增大,其中颗粒初始温度对临界速度的影响较小,颗粒粒径和基体初始温度的影响显著。

关键词：冷喷涂临界速度颗粒形状等效塑性应变数值模拟

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基于神威超算平台的三维方柱绕流大规模并行数值计算与分析

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船舶力学 2022年第9期26卷 1255-1267页

作者：张亚英吴乘胜王建春顾寒锋中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 国家超级计算无锡中心江苏无锡214072

异构众核已成为超级计算机架构的发展趋势,而如何有效利用异构超算系统的能力,是当前CFD界面临的一项重大挑战。本文基于神威异构超算平台,采用自主开发代码,开展三维非定常不可压流动的大规模并行数值模拟研究。论文的数值计算采用MPI+... 详细信息

异构众核已成为超级计算机架构的发展趋势,而如何有效利用异构超算系统的能力,是当前CFD界面临的一项重大挑战。本文基于神威异构超算平台,采用自主开发代码,开展三维非定常不可压流动的大规模并行数值模拟研究。论文的数值计算采用MPI+Athread多级并行方式,其中在Athread众核并行时,针对神威众核处理器的特点,采用循环融合的方式对SIMPLE算法求解流程进行优化,提升加速效果。首先以Re=10的三维方柱准定常绕流为例,开展并行计算测试,包括MPI并行和MPI+Athread多级并行,结果显示2025万网格125进程MPI并行效率为70%以上,Athread众核并行加速7.9倍。随后,针对Re=250的三维方柱非定常绕流,开展网格数量从384万到2.46亿的大规模并行计算,结果与相关文献符合良好,同时表明网格数量增加能够更好地捕捉流场细节。本文的研究工作展现了神威异构超算平台在非定常不可压缩流动CFD大规模并行计算方面的应用能力。

关键词：异构超算平台三维方柱绕流数值模拟 SIMPLE算法 MPI+Athread并行计算

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高空旋流空气场中离心喷嘴雾化特性

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航空动力学报 2024年

作者：于天誌刘爱虢李恒文王鹏吴开辟沈阳航空航天大学航空发动机学院辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室

采用数值模拟的方法对通过离心喷嘴的燃油在高空低温低压旋流空气流场中的雾化过程开展了研究，分析了高空极端工作环境下燃烧室内的流场、燃油雾化特性及其影响因素，研究了不同燃油温度对高空环境下雾化特性的影响。结果表明：高空低... 详细信息

采用数值模拟的方法对通过离心喷嘴的燃油在高空低温低压旋流空气流场中的雾化过程开展了研究，分析了高空极端工作环境下燃烧室内的流场、燃油雾化特性及其影响因素，研究了不同燃油温度对高空环境下雾化特性的影响。结果表明：高空低温低压条件下，燃烧室旋流器出口流速及湍动能强度降低。在相同压力损失下，随着海拔高度的增加，索特尔平均直径(SMD)增大，液滴喷射距离增加，20μm以下液滴占比从35.15%降低到14.57%，并且相比于低温条件，低压条件对雾化特性的影响更强。在高空低温低压环境下，可以通过提高供油温度来提高雾化特性，当供油温度达到100 ℃还会发生闪急沸腾喷雾现象，索特尔平均直径(SMD)显著降低，20μm以下液滴占比从14.57%提高到57.41%。

关键词：离心喷嘴低温低压闪急沸腾索特尔平均直径喷射距离

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基于正交试验的高压应急提水泵优化设计

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排灌机械工程学报 2023年第6期41卷 630-637页

作者：郭勇胜陈红军司乔瑞白小榜王鹏袁寿其江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013 重庆水泵厂有限责任公司重庆400033

为了提高高压应急提水泵的水力性能,分析叶轮几何参数对泵效率的影响顺序,对BB4型多级离心泵首级叶轮和次级叶轮分别进行正交试验设计.首级叶轮需考虑抗汽蚀性能,故选取叶片前盖板流线进口安放角、中间流线进口安放角、后盖板流线进出... 详细信息

为了提高高压应急提水泵的水力性能,分析叶轮几何参数对泵效率的影响顺序,对BB4型多级离心泵首级叶轮和次级叶轮分别进行正交试验设计.首级叶轮需考虑抗汽蚀性能,故选取叶片前盖板流线进口安放角、中间流线进口安放角、后盖板流线进出口安放角、叶轮进口直径、叶轮外径和叶片包角等7个几何参数作为设计因素.次级叶轮选取叶轮前盖板流线进出口安放角、中间流线进出口安放角、后盖板流线进出口安放角和叶片包角等7个因素,每个因素取3个水平,共设计18组方案.采用STAR-CCM+软件对单级叶轮进行数值模拟,分析了叶轮内流场变化,并通过极差分析得到各几何参数对叶轮效率的影响显著.将优化后首级叶轮和次级叶轮替换成三级泵模型初始叶轮,通过数值模拟得到优化后多级泵外特性参数.结果表明:在一定范围内适当增大包角和叶片进口安放角、减小叶轮外径能提升叶轮效率,改善叶轮抗汽蚀性能;在叶轮基本尺寸不变时,适当减小叶轮进口安放角,增大包角能提高叶轮效率;分析对比优化前后外特性参数,验证了正交试验设计方法结合数值模拟能对高压应急提水泵进行优化设计.

关键词：高压应急提水泵正交试验优化设计叶轮数值模拟

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全尺寸高压开关柜电缆绝缘故障电致燃烧试验研究及机理分析

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高压电器 2024年第3期60卷 42-49页

作者：张佳庆陈庆涛柯艳国赵恒阳尚峰举贾佳过羿马国明国网安徽省电力有限公司电力科学研究院合肥230601 电力火灾与安全防护安徽省重点实验室合肥230022 国家电网公司输变电设施火灾防护实验室合肥230022 国网安徽省电力有限公司合肥230061 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

由于开关柜的封闭特性,长期以来研究人员对于开关柜内火灾发展的时空演变规律缺乏认知,对电缆放电能否引燃、如何燃烧有争议,针对性的防范措施缺乏依据。燃烧试验难度大,全尺寸试验难以开展。文中针对高压开关柜电缆单相接地短路引发火... 详细信息

由于开关柜的封闭特性,长期以来研究人员对于开关柜内火灾发展的时空演变规律缺乏认知,对电缆放电能否引燃、如何燃烧有争议,针对性的防范措施缺乏依据。燃烧试验难度大,全尺寸试验难以开展。文中针对高压开关柜电缆单相接地短路引发火灾的过程开展研究。搭建全尺寸试验平台,研究掌握了电缆短路起火过程中开关柜内外以及电缆外皮的温度分布情况。开展了多物理场仿真研究,构建了开关柜起火模型,掌握了火灾蔓延规律。基于仿真和试验结果对电缆电致燃烧过程中电缆材料分解过程及材料分解对燃烧的影响进行了分析。通过上述研究,掌握了高压开关柜电缆绝缘故障燃烧机理,掌握了电缆外皮温度可以很好的反应开关柜内部故障温度,为开关柜火灾预防奠定了基础。

关键词：燃烧模拟电缆故障数值模拟引燃机理材料热解

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沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝试验与溃坝过程数值模拟

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岩土工程学报 2024年第7期46卷 1534-1540页

作者：杨蒙钟启明林忠李宇卢洪宁南京水利科学研究院岩土工程研究所江苏南京210024 水利部水库大坝安全重点实验室江苏南京210024 南京工程学院计算机工程学院江苏南京211167 河海大学土木与交通学院江苏南京210024

基于中国新疆射月沟水库溃坝案例资料,在水槽冲蚀试验系统进行了沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝试验,直观展现了坝壳料冲蚀与心墙折断过程,发现了抗冲蚀能力强的沥青混凝土心墙对溃坝过程的重要影响。将沥青混凝土心墙坝的漫顶溃坝过程分为3... 详细信息

基于中国新疆射月沟水库溃坝案例资料,在水槽冲蚀试验系统进行了沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝试验,直观展现了坝壳料冲蚀与心墙折断过程,发现了抗冲蚀能力强的沥青混凝土心墙对溃坝过程的重要影响。将沥青混凝土心墙坝的漫顶溃坝过程分为3个阶段:坝壳料溯源冲蚀至沥青混凝土心墙裸露;心墙第一次折断,溃口流量迅速增大并出现峰值;心墙发生多次折断直至溃口稳定。在试验成果的基础上建立了模拟溃口流量和溃口形态演化的沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝过程数学模型,模型的特色在于通过冲蚀公式模拟沥青混凝土心墙的裸露长度,采用力矩平衡法计算裸露心墙的折断时刻、折断长度和折断次数,从而合理反映了沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝时坝壳料与心墙的耦合作用机制。采用建立的数学模型对射月沟溃坝过程进行了反演分析,计算结果表明重要溃坝参数与实测值误差均在±25%以内,较好地反映了溃坝过程,研究成果可为沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝过程模拟提供借鉴。

关键词：射月沟水库沥青混凝土心墙坝溃坝过程模型试验数学模型

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