检索结果-内蒙古大学图书馆

哈尔滨工程大学学报 2024年第1期45卷 17-24,128页

作者：方龙翟恩地李荣富宁巧珍赵斌李晔周雅容章丽骏天津大学建筑工程学院天津300350 北京金风科创风电设备有限公司北京100176 南方海洋科学与工程广东省实验室(湛江) 广东湛江524002 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

针对海上漂浮式风力机在其运行状态下的叶轮气动载荷与平台运动状态难以预测的问题,本文以一种商用6 MW级漂浮式风力机为研究对象,基于非稳态的雷诺平均湍流模型,进行了全耦合数值模拟和水池模型试验研究。结果显示:浮式风力机自由衰减... 详细信息

针对海上漂浮式风力机在其运行状态下的叶轮气动载荷与平台运动状态难以预测的问题,本文以一种商用6 MW级漂浮式风力机为研究对象,基于非稳态的雷诺平均湍流模型,进行了全耦合数值模拟和水池模型试验研究。结果显示:浮式风力机自由衰减周期的模拟值在纵摇、横揺和垂荡上与实验值吻合度较高,而在纵荡、横荡和艏摇上,衰减周期的模拟值与实验值存在一定误差,这主要是由数值模型中对系泊系统进行悬链线简化时造成的。在静水工况下,风力机气动载荷的波动主要受塔影效应影响,机舱加速度的波动与叶轮推力系数变化呈正相关,浮式风力机纵荡和纵摇运动主要受叶轮气动载荷波动的影响;在规则波和非规则波工况下,叶轮推力的波动受浮式基础纵荡和纵摇的影响较大,叶轮推力系数变化和机舱速度呈负相关。浮式风力机的运动主要受波浪载荷的影响,气动载荷对其影响相对较小。

关键词：漂浮式风力机模型试验数值模拟非稳态雷诺平均气动载荷自由衰减静水规则波非规则波

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任意起伏地形下重力异常三维正演及并行计算

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地球物理学报 2024年第2期67卷 768-780页

作者：戴世坤朱德祥张莹李昆陈轻蕊凌嘉宣田红军中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室长沙410083 中南大学有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 西南石油大学地球科学与技术学院成都610500

为了进一步提高空间-波数域三维重力异常正演算法的适用范围和计算效率,本文采用任意傅里叶变换算法实现了空间-波数域三维重力异常正演,且在NVIDIA CUDA平台上进行CPU-GPU并行加速.任意傅里叶变换算法的基本思想是将二维傅里叶变换转... 详细信息

为了进一步提高空间-波数域三维重力异常正演算法的适用范围和计算效率,本文采用任意傅里叶变换算法实现了空间-波数域三维重力异常正演,且在NVIDIA CUDA平台上进行CPU-GPU并行加速.任意傅里叶变换算法的基本思想是将二维傅里叶变换转化为两个一维傅里叶变换,一维傅里叶变换积分离散为多个单元积分累加和,离散单元中原函数采用二次插值形函数拟合,求出单元积分的解析表达式.相比现有的傅里叶变换算法,新方法具有采样灵活、积分精度高、计算速度快和傅里叶变换的截断效应小等优势.利用空间-波数域算法的高度并行性,采用CPU并行求解常微分方程,GPU并行计算任意傅里叶变换,实现了CPU-GPU并行加速方案,进一步提升了本文算法效率.利用常密度模型,对比数值解和解析解,结果表明本文算法正确;利用变密度模型对比了任意傅里叶变换算法与高斯快速傅里叶变换算法的计算效率与精度,在相近的数值精度下,本文算法波数选取少,效率高;测试CPU-GPU并行效果,结果表明相比CPU串行算法,CPU-GPU并行算法的计算效率大大提升,千万数量级节点数模型正演仅耗时数秒.最后利用实际地形数据进行三维重力异常场数值模拟,证明了新方法的高效性与实用性,对实现大规模复杂条件下重力异常精细化反演成像与综合解释有重要意义.

关键词：空间-波数域任意傅里叶变换三维重力异常正演 CPU-GPU并行

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含缺陷C/C-SiC缎纹编织复合材料的压缩损伤及失效机制

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材料工程 2024年第9期52卷 169-179页

作者：许志远谭志勇徐培飞张大海费庆国东南大学机械工程学院南京 211189 高速飞行器结构与热防护教育部重点实验室南京 211189 江苏省空天机械装备工程研究中心南京 211189 北京临近空间飞行器系统工程研究所北京 100076

为了研究含孔隙缺陷缎纹编织复合材料的压缩力学性能和失效机制,开展了含孔隙C/C-SiC缎纹编织复合材料的经向压缩实验;通过基于离散单元法的爆炸碎片算法来引入随机孔隙,建立了含孔隙缺陷缎纹编织复合材料的细观强度预测模型.基于该模... 详细信息

为了研究含孔隙缺陷缎纹编织复合材料的压缩力学性能和失效机制,开展了含孔隙C/C-SiC缎纹编织复合材料的经向压缩实验;通过基于离散单元法的爆炸碎片算法来引入随机孔隙,建立了含孔隙缺陷缎纹编织复合材料的细观强度预测模型.基于该模型模拟了经向压缩载荷下细观模型的渐进失效过程,揭示了孔隙对损伤过程的影响规律,结合实验数据对渐进损伤过程和失效机制预测模型进行了验证.结果表明,在经向压缩载荷下材料主要破坏模式为剪切破坏和分层破坏,具体表现为三种形式:层间局部基体开裂、基体与经纱脱粘后分层,经纱整束断裂、部分断裂,以及纬纱脱粘与基体分离、纬纱开裂.同时数值模拟结果与实验值基本相同,验证了该含孔隙缺陷C/C-SiC缎纹编织复合材料模型的有效性,为二维编织复合材料的力学性能研究提供了一种有效方法.

关键词：编织复合材料渐进损伤爆炸碎片算法数值模拟压缩力学性能

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过去千年东亚与全球百年尺度温度同步性变化的模拟研究

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第四纪研究 2024年第2期44卷 579-592页

作者：刘雅雯严蜜刘健宁亮南京师范大学虚拟地理环境教育部重点试验室/江苏省地理环境演化国家重点试验室培育建设点/江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京师范大学地理科学学院江苏南京210023 崂山实验室山东青岛266061 江苏省大规模复杂系统数值模拟重点试验室南京师范大学数学科学学院江苏南京210023

利用美国国家大气研究中心(NCAR)提供的过去千年(850~2005年)集合模拟试验(CESM-LME)资料,在与重建资料、现代观测/再分析资料进行对比验证的基础上,分析了过去千年不同世纪东亚与全球地表温度变化的同步性,并结合单因子敏感性试验结果... 详细信息

利用美国国家大气研究中心(NCAR)提供的过去千年(850~2005年)集合模拟试验(CESM-LME)资料,在与重建资料、现代观测/再分析资料进行对比验证的基础上,分析了过去千年不同世纪东亚与全球地表温度变化的同步性,并结合单因子敏感性试验结果,分析了造成东亚与全球地表温度各个世纪同步性及变化幅度差异的原因。结果表明:过去千年里,在20世纪以前,东亚地区与全球均经历了中世纪暖期与小冰期,温度变化在百年尺度上整体一致,10世纪、 11世纪、 13世纪、 18世纪和19世纪东亚与全球温度变化同步性较高,差异较小;但在12世纪、 14~17世纪中,其变化振幅存在显著差异,东亚地区温度变化幅度总体上小于全球,太阳辐射和火山活动等自然外强迫及内部变率对差异的形成可能起到了主导作用;而20世纪以来,两者变化显示出较大的不同步性,东亚地区温度增长没有全球温度增长剧烈,甚至出现了降温,人为外强迫在这一时期起主导作用。温室气体浓度变化对温度的影响在两极有明显的放大效应,是东亚与全球温度变化差异形成的主要原因,同时,人为气溶胶排放使得东亚地区温度降低也是东亚与全球温度变化不同步的原因之一。

关键词：温度变化过去千年模拟研究全球东亚地区同步性

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凹槽结构对离心泵空化特性的影响

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 139-144页

作者：赵伟国张栩杨良李家豪兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学甘肃省流体机械及系统重点实验室甘肃兰州730050

以低比转速离心泵为研究对象,提出一种叶片前缘布置凹槽结构的空化抑制方法.结合修正的SST k-ω湍流模型和Z-G-B空化模型对离心泵进行数值模拟,并将试验与模拟进行对比分析.结果发现:凹槽结构提升了离心泵的断裂扬程,降低了临界空化余量... 详细信息

以低比转速离心泵为研究对象,提出一种叶片前缘布置凹槽结构的空化抑制方法.结合修正的SST k-ω湍流模型和Z-G-B空化模型对离心泵进行数值模拟,并将试验与模拟进行对比分析.结果发现:凹槽结构提升了离心泵的断裂扬程,降低了临界空化余量;在不同的空化阶段降低了漩涡强度,优化了周围流场的流动状态,诱发相对高压并改善涡量场;减少了各空化余量下离心泵的空泡体积,降低了多个监测点压力脉动主频幅值.凹槽结构有效限制离心泵空化发展,使离心泵的运行更加稳定.

关键词：离心泵空化特性凹槽结构数值模拟压力脉动

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大管径管束外含空气的蒸汽冷凝传热特性分析

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哈尔滨工程大学学报 2023年第7期44卷 1234-1241页

作者：彭翔边浩志吴桐雨周书航曹夏昕哈尔滨工程大学核科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室黑龙江哈尔滨150001

管束外含大量空气的蒸汽冷凝传热是非能动安全壳热量导出系统运行过程中的一个重要现象,它直接影响该系统向外界导出热量的效率。本文采用数值模拟的方法对大管径管束(d=38 mm)外含大量空气的蒸汽冷凝传热特性进行了分析。结果表明:此... 详细信息

管束外含大量空气的蒸汽冷凝传热是非能动安全壳热量导出系统运行过程中的一个重要现象,它直接影响该系统向外界导出热量的效率。本文采用数值模拟的方法对大管径管束(d=38 mm)外含大量空气的蒸汽冷凝传热特性进行了分析。结果表明:此工况下,顺排管束的平均传热系数优于叉排管束,且提高幅度随管间距的增大而减小;管束的平均换热系数随管间距的增大而增大,在管间距为3 d时,除管束中心的3根传热管外,其余传热管上的冷凝换热系数均大于单管。

关键词：蒸汽冷凝不凝性气体大管径排列方式管间距管束列数换热系数数值模拟

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双流化床化学链制氢反应器的数值模拟

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化工学报 2024年第8期75卷 2865-2874页

作者：曹佳蕾孙立岩曾德望尹凡高子翔肖睿东南大学能源与环境学院能源热转换及其过程测控教育部重点实验室江苏南京210096

化学链制氢技术具有能耗低、产氢纯度高、清洁高效等优势,在氢能领域越来越受到重视。化学链制氢系统中复杂的流动与传递过程限制了该技术的发展,需要开展深入的研究工作揭示化学链制氢反应器的运行特性。使用双流体模型对化学链制氢双... 详细信息

化学链制氢技术具有能耗低、产氢纯度高、清洁高效等优势,在氢能领域越来越受到重视。化学链制氢系统中复杂的流动与传递过程限制了该技术的发展,需要开展深入的研究工作揭示化学链制氢反应器的运行特性。使用双流体模型对化学链制氢双流化床反应器进行三维数值模拟研究,考察不同操作工况和载氧体属性对系统运行的影响,揭示反应器内部压力和固相浓度分布规律,为双流化床化学链制氢装置的运行和优化提供指导。计算结果表明,随着床料量增加,提升管压力波动幅值减小,运行更加平稳;由于进料口布置形式的影响,在提升管入口段固相分布呈现较强的不对称性;当前工况下提升管入口气速为7 m/s时反应器运行最平稳,随着流化气速增加固体循环量出现剧烈波动。

关键词：化学链制氢载氧体循环流化床多相流计算流体力学

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汾河谷地大气环境容量与大气污染过程的数值模拟与敏感性分析

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大气科学学报 2024年第4期47卷 604-619页

作者：王孜澈茅宇豪郭淑雅刘振鑫南京信息工程大学环境科学与工程学院/江苏省大气环境监测与污染控制重点实验室/江苏省大气环境与设备技术协同创新中心江苏南京210044

对汾河谷地及太原市在2015年1月的一次重污染过程运用WRF-Chem模式进行污染过程的数值模拟、观测验证和地形敏感性实验,分析了河谷地形对区域污染过程和大气环境容量的影响机制。结果表明:太原市及周边汾河谷地大气边界层环流和大气污... 详细信息

对汾河谷地及太原市在2015年1月的一次重污染过程运用WRF-Chem模式进行污染过程的数值模拟、观测验证和地形敏感性实验,分析了河谷地形对区域污染过程和大气环境容量的影响机制。结果表明:太原市及周边汾河谷地大气边界层环流和大气污染传输受天气系统、地形和城市化共同影响;地形环流强度明显强于太原城市热岛环流,且对其发展存在明显抑制作用,从而限制了城市大气环境容量,加剧城市近地面大气污染物的堆积和空气质量恶化;研究区域大气环境容量受气象主导风向影响:当天气主导风向偏南北向,也即与狭长的汾河谷地走向一致时,有利于该区域大气污染物的扩散清除,而当天气主导风向偏东西向时,则该区域大气环境容量明显减小,且近地面大气污染物浓度与大气环境容量之间呈强相关性,相关系数达到0.74;当地形敏感组实验中取消太原市周边河谷地形特征时,上述相关系数降低到0.21。

关键词：汾河谷地大气环境数值模拟 WRF-Chem 地形高度与地表利用类型山谷风环流

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页岩油藏注CO_(2) 增能开发数值模拟研究

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计算力学学报 2024年第4期41卷 755-761页

作者：张庆福中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院东营257015 山东省非常规油气勘探开发重点实验室东营257015

页岩油开发对胜利油田产能接替具有重要意义。页岩油藏渗透率低,难以注水补充能量,CO_(2)易注入地层且能够改善原油流动条件,是页岩油增能开发的有效方法。但是页岩油藏包含微纳米级孔隙-微米级微裂缝-米级大裂缝多个尺度孔隙空间,且开... 详细信息

页岩油开发对胜利油田产能接替具有重要意义。页岩油藏渗透率低,难以注水补充能量,CO_(2)易注入地层且能够改善原油流动条件,是页岩油增能开发的有效方法。但是页岩油藏包含微纳米级孔隙-微米级微裂缝-米级大裂缝多个尺度孔隙空间,且开发过程涉及组分相态变化,是一个多尺度多相多组分渗流的复杂过程。本文构建嵌入式离散裂缝模型表征裂缝系统,建立不同尺度孔隙间传导率将基岩系统与裂缝系统联系在一起,实现页岩油藏注CO_(2)开发高效模拟。采用本模型研究了开发参数及裂缝参数等对开发效果的影响,结果表明,CO_(2)吞吐能够有效补充地层能量,提高页岩油开发效果。页岩油注CO_(2)吞吐时机不宜过早或者过晚,应充分利用地层能量,同时考虑及时注气补充能量。而且人工裂缝对开发效果影响明显,需要结合经济因素优化压裂参数。

关键词：页岩油注CO_(2) 多尺度孔隙裂缝

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FitzHugh-Nagumo神经信息传导模型的数值模拟和分析

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应用数学 2024年第3期37卷 868-876页

作者：李定琪杨茹爽李焕荣重庆工商大学数学与统计学院重庆400067 云南师范大学数学学院/云南省现代分析数学及其应用重点实验室云南昆明650500

神经系统是一个小型但复杂的综合系统,本文对FitzHugh-Nagumo神经信息传导模型,提出时间半隐欧拉格式的有限元算法.通过一维和二维的数值实验,验证了本文提出的时间空间离散格式数值求解FitzHugh-Nagumo神经元模型的有效性和可靠性,且... 详细信息

神经系统是一个小型但复杂的综合系统,本文对FitzHugh-Nagumo神经信息传导模型,提出时间半隐欧拉格式的有限元算法.通过一维和二维的数值实验,验证了本文提出的时间空间离散格式数值求解FitzHugh-Nagumo神经元模型的有效性和可靠性,且与理论分析是一致的;同时,数值模拟可以在不知道神经元的空间结构和离子电流的情况下了解神经元是如何工作和处理信息的,有助于解释神经信息传导模型的一些生物学性质及复杂生物神经系统的信息传导等动力学行为.

关键词：神经信息传导模型有限元方法收敛性分析数值模拟动力学分析

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