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关键词： 跨声速流动   激波振荡   空腔流动   脉动压力   流动控制  

摘要： 跨声速激波振荡与空腔流动均是可侧向机动火箭导弹强脉动压力及结构振动的主要诱因。然而,现有研究多集中于讨论单一流动特征对壁面载荷环境的影响,并未关注两种非定常流动现象的耦合作用,为特定条件下飞行器的安全埋下一定的隐患。文中以典型火箭整流罩及侧壁空腔结构为研究对象,采用延迟分离涡模拟(delayed detached eddy simulation,DDES)方法对跨声速激波振荡与空腔流动同时存在工况下的流场特征和脉动压力时频特性开展数值研究,探讨激波振荡与空腔流动的耦合作用机理。研究结果表明:空腔流动减少了分离流对激波的作用从而减弱跨声速激波振荡的强度,而激波振荡使得空腔流场趋于稳定,显著降低了空腔壁面声压级(sound pressure level,SPL),0.95Ma工况下最多可达30 dB。基于对跨声速耦合流场流动规律的认知,设计了耦合流场的3种流动控制方案。对比结果发现:空腔前缘斜坡有利于促进激波振荡与空腔流动的相互抑制作用,进而降低空腔壁面脉动压力水平。跨声速激波振荡与空腔流动耦合流场分析可为新一代飞行器研制提供一定支撑作用。

关键词： 单元周期数   方波型微通道   雷诺数   数值模拟  

摘要： 为了探讨单元周期数对方波型微通道中流体混合性能的影响。通过数值模拟分析,研究发现雷诺数的大小对流体混合具有重要影响。具体而言,流速的变化导致了混合效率与速度之间呈倒抛物线关系。此外,研究结果表明,单元周期数对流体的混合性能产生积极影响,尤其在较高雷诺数条件下更为明显。然而,当单元周期数超过3时,这种积极影响在不同雷诺数下不再显著。综合分析结果显示,雷诺数为0.2和20.0时,选择单元周期数为4更有利于流体混合;而在雷诺数为2.0和100.0时,选择单元周期数为3则能实现较优的混合效果,并有效地降低材料成本。

关键词： 压力传感器   浮力   阿基米德原理   数字化实验   Arduino单片机  

摘要： 数字化技术在中学物理实验中的应用,不仅能够提升实验的直观性和精确性,还能促进学生对物理概念的深入理解和高阶思维能力的发展.利用单片机和压力传感器,设计并制作了一套用于研究浮力的产生与计算的实验装置.该数字化实验装置可应用于对中学物理有关液体中的浮力的产生与计算的实验探究,通过可视化的数据采集与分析,可以快速地得出浮力的阿基米德原理。

关键词： 甲苯   氨   层流扩散火焰   碳烟   结构演变  

摘要： 芳香烃是汽、柴油的重要组成部分,也是碳烟生成的重要前驱体.选取甲苯表征芳香烃类组分,通过热泳取样、透射电子显微镜(TEM)观察及图像数据提取方法探究了氨/甲苯层流扩散火焰中碳烟形态、纳观结构的演变规律.结果表明,掺氨降低了火焰上游温度,延长了甲苯燃料裂解所需时间,延缓了碳烟的成核、生长过程,初级颗粒平均粒径减小.但同时,掺氨提高了火焰峰值温度,形成团聚颗粒所需的过程被缩短.掺氨比例达40%时,峰值平均颗粒粒径减小9.87%.此外,掺氨缩短了碳烟的微晶长度、增大了微晶曲率以及层间距,纳观结构变得更加无序,碳烟氧化的可能性增加.对比脂肪烃燃料,甲苯火焰中的峰值平均颗粒粒径最大,掺氨后降幅最低.每掺混1%氨气,甲苯火焰中峰值颗粒粒径的降幅仅为0.2%~0.3%,远低于正癸烷和正庚烷的0.6%和0.9%.芳香烃燃料形成多环芳烃(PAH)的路径更短,碳烟生成倾向更大,掺氨对于芳香烃火焰中碳烟生成的抑制作用小于脂肪烃燃料.

关键词： 计算流体动力学   CUDA   化学非平衡流动   曲线坐标系   C++  

摘要： 超声速化学非平衡流动的数值模拟计算量大、计算周期长,利用图形处理单元(GPU)的众核处理器数据并行能力可对计算过程进行加速。OSTC是由CUDA/C++语言开发的运行在GPU上、利用MPI并行的数值模拟软件,基于曲线坐标系有限差分方法对超声速化学非平衡流动进行数值模拟。该数值模拟软件自主实现列主元形式、可负下标访问的数组,利用基于模板的静态多态方法提升了程序的运行时效率,利用CUDA-aware MPI提升了多卡并行传输效率。经过SOD激波管、超声速横向喷流、Burrows-Kurkov燃烧室以及混合层等测试算例的测试,验证了其准确性,并通过相同测试算例在中央处理器(CPU)上的运行,测试其运行效率。经测试,相同算例在本软件上由Nvidia A100 GPU运行,加速比可达193。因此,OSTC可作为实际科学研究与工程计算中的高效计算工具,提升数值模拟效率。

关键词： 回转体   壁面脉动压力   转捩   湍流  

摘要： 采用嵌入式齐平安装的柔性壁面脉动压力传感器阵列,在声学风洞中测量了两种大尺度回转体模型的边界层转捩区频率–空间谱及其谱峰特征和湍流区壁面脉动压力并分析其相似性,得到以雷诺数为频率分段点的转捩区和湍流区壁面脉动压力拟合模型,模型具有一定的适用性。结果表明,回转体艏部转捩区局部雷诺数为5.27×10^(5)~1.1×10^(6),转捩状态由起始到完全发展在转捩特征谱频段的脉动压力带级增加36 dB,特征谱峰无量纲中心频率为0.2基本不变;湍流区壁面脉动压力无量纲频谱在0.1~10范围,符合Smol’yakov模型随无量纲频率的变化规律;相同模型和不同尺度回转体模型湍流区壁面脉动压力无量纲频谱,分别在0.4~4和0.1~10范围,存在3~4 dB和4 dB的尺度效应,且模型尺度大,无量纲谱高。

关键词： 材料采购   现场管理   造价控制   工程造价   工程效益  

摘要： 在建筑工程管理中,材料采购、现场管理与造价控制是至关重要的环节。本文以一体化视角深度探讨了这三个环节对建筑工程造价管理的影响。首先分析了建筑材料采购策略对工程造价的影响。然后,通过对现场管理水平与工程造价的相关性进行研究,揭示了现场管理对控制工程造价的重要性。最后,探讨了如何在实施工程的过程中进行有效的造价控制。研究结果表明,合理的材料采购策略、优秀的现场管理及精准的造价控制可以显著降低工程造价,提高工程效益。本研究结果对于工程项目管理者搭建有效的工程造价管理模型,提高工程效益具有重要的指导意义。

关键词： 新工科建设   高超声速流动课程   国际教育合作   课程共建  

摘要： 新工科建设是通过教育教学改革提升工程人才培养质量的关键环节。本文基于新工科建设的要求,以哈尔滨工程大学的高超声速流动相关课程作为教学改革的案例,通过国际教育合作实施课程共建的方式,实现培养高质量的新工科人才的目标。教育改革方案包括培养目标、教学方式、考核方式和师资配备四个维度:以爱国情怀引领的具有国际视野的高水平人才作为培养目标;涵盖国际化、模块化、理实互动教学的教学方式改革;构建以前沿知识为导向的理论与科研相结合的多元考核体系;实施国际学者参与的校内校外多元高水平的师资团队建设。本研究将新工科建设与具体课程的教学改革实践相结合,提出具体的建设思路和实施方法,有利于培养具有国际思维的高质量新工科人才。

关键词： 高超声速滑翔飞行器   欠驱动编队控制   固定时间收敛   射向位置调节   人工势场  

摘要： 由于高超声速滑翔飞行器无动力、轴向过载不可控的特点,高超声速滑翔飞行器编队机动飞行至滑翔段与末段的交班点时射向通常存在较大位置误差,对末段的协同打击精度造成显著影响。针对该问题,提出一种考虑射向位置调节的高超声速滑翔飞行器编队控制方法。面向二阶多智能体系统设计固定时间收敛一致性控制器。在此基础上设计欠驱动飞行器编队控制架构,围绕高超声速滑翔飞行器编队的欠驱动控制特征开展分析,设计射向调节策略,建立射向位置调节与附加侧向速度的关联;赋予飞行器编队射向调节能力的前提下建立三维人工势场,设计飞行器编队的避碰控制策略。理论分析和数值仿真表明,该方法可以支撑多个飞行器在编队散开、编队收缩、编队整体转向和高低编队飞行等场景中实现编队的形成与保持,在保证编队内部安全的前提下实现一致到达,为末段制导提供良好的交班条件。