李颖晨
,
丰镇平
工程热物理学报
基于控制理论的气动设计方法作为一种基于梯度的优化方法,通过引入伴随系统计算目标函数的敏感性导数,大大降低设计成本.本文将基于控制理论的气动设计方法应用到透平叶栅的气动反问题中,应用Euler方程研究了二维叶栅的压力反设计问题,并讨论了该方法具体实施中的关键问题,包括采用非均匀B样条进行二维叶栅造型;应用Thompson时间相关边界条件理论进行伴随方程特征分析;研究伴随方程的数值求解方法,构造伴随方程的耗散通量.通过算例证明了该气动设计方法适用性好,速度快,可以大大节约计算成本.
关键词:
反问题
,
控制理论
,
敏感性导数
,
Euler方程
,
伴随方程
厉海涛
,
宋立明
,
李颖晨
,
丰镇平
工程热物理学报
基于控制理论的气动优化方法的计算量与设计变量无关,可快速精确地完成控制变量的灵敏度分析.本文以出口熵增最小为目标函数,详细推导了二维 N-S 方程伴随系统的偏微分方程组及其相应的边界条件和敏感性导数的表达式.以拟牛顿算法为优化求解器,利用 CFD 方法求解流动变量,采用时间推进方法求解伴随方程,建立了基于黏性伴随方法和 N-S 方程的二维叶栅气动优化设计算法.
关键词:
气动优化
,
控制理论
,
黏性伴随方程
,
熵增
李颖晨
,
杨佃亮
,
高志明
,
丰镇平
工程热物理学报
随着CFD技术的发展,基于伴随方法的求解Euler和NS方程的气动优化设计已成为流体力学形状反问题研究中的热门领域.本文应用该方法对透平叶栅进行三维气动优化设计,详细推导了Euler方程伴随系统的偏微分方程组及其各类边界条件,首次给出了透平内流伴随方程边界条件的具体形式,并给出伴随变量的物理意义.结合拟牛顿算法发展了三维透平叶栅形状反问题气动优化算法,并给出了算法的流程.
关键词:
反问题
,
形状优化设计
,
敏感性导数
,
Euler方程
,
伴随方程
李颖晨
,
丰镇平
工程热物理学报
将基于控制理论的形状优化设计方法应用于粘性可压流动条件下的透平叶栅三维气动反设计,详细推导了三维N-S方程伴随系统的偏微分方程组及其各类边界条件.讨论了伴随系统的解的适定性条件,并由此给出应用N-S方程进行气动优化的目标函数的选取限制.研究了伴随方程的数值求解技术,给出敏感性导数的最终计算式,结合拟牛顿算法发展了三维透平叶栅粘性反问题的气动设计方法.
关键词:
反问题
,
控制理论
,
敏感性导数
,
N-S方程
,
伴随方程
杨佃亮
,
李颖晨
,
丰镇平
工程热物理学报
基于生成非结构化网格的Delaunay三角形化方法,应用三次三角Bernstein-Bézier曲面来控制网格点的分布情况.对于给定边界,利用三次非均匀B样条进行边界的拟合及重新离散.对初始化形成的Delaunay三角形,应用三次三角Bernstein-Bézier曲面来计算位于其中的点的长度标尺,通过对三角Bernstein-Bézier曲面边界点的定义来控制三角形内长度标尺的分布.对复杂通道网格剖分的实例表明,此方法可以很好地控制内部网格点的分布情况.
关键词:
非结构网格
,
网格生成
,
长度标尺
,
三角Bernstein-Bézier曲面
杨佃亮
,
李颖晨
,
丰镇平
工程热物理学报
分析了超音速喷嘴内部的流动机理并研究了超音速喷嘴的设计方法,对某液体火箭发动机用氢涡轮超音速喷嘴叶栅进行了改型设计.设计采用尖边喉部和光滑过渡喉部两种方法,其中光滑过渡喉部喷嘴型线设计采用具有局部修改能力的三次非均匀B样条曲线.对超音速喷嘴叶栅复杂内流的全三维数值模拟结果表明:改型叶栅流动性能明显改善,效率提高,光滑过渡喉部喷嘴性能优于尖边喉部喷嘴.
关键词:
超音速叶栅
,
造型设计
,
非均匀B样条
张统忠
,
佘雪峰
,
薛庆国
,
王广
,
王静松
钢铁
doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150178
国内某钢厂一座高炉现阶段喷煤量为160 kg左右，对其使用晨旭煤做喷吹煤时和正赫煤做喷吹煤时的2个阶段的高炉除尘灰（重力除尘灰和布袋除尘灰）进行了研究。高炉的重力灰和布袋灰的粒度组成和分布表明：重力灰中粒径主要集中在10～110μm，小于110μm颗粒占96%左右，大于74μm，小于297μm的颗粒约占60%；布袋灰的粒度分布图大致集中在3～30μm，小于20μm颗粒占到80%以上。通过岩相显微分析得到了重力灰和布袋灰中的各显微组分的面积分数，并根据除尘灰中未燃煤粉和焦粉的消耗程度，结合化学分析和岩相显微分析结果计算，得到了该高炉喷吹不同煤种时除尘灰中未燃煤粉所占的百分比。最后，初步得出喷吹不同煤种对高炉除尘灰中未燃煤粉质量分数的影响，即与晨旭煤相比，正赫煤的反应性和燃烧性都较好，喷吹期间，炉尘中产生的未燃煤粉较少，煤粉利用率较高。同时也表明，实验室热重法测得的燃烧性和反应性可以作为评价煤粉最终利用率的2个重要参数，为钢厂实际生产中的喷煤评价和煤种选择提供了可靠的新方法。
关键词:
高炉
,
喷煤
,
除尘灰
,
粒度分布
,
未燃煤粉
苍琼
,
李锦春
,
任强
,
邹国享
,
宋艳
高分子材料科学与工程
采用均匀沉淀法制备了羟基锡酸锌(ZnSn(OH)6)包覆埃洛石纳米管(C-HNTs).利用X射线衍射仪、透射电子显微镜分析了ZnSn(OH)6与HNTs的质量比对包晨物体相结构的影响.结果表明,当ZnSn(OH)6与HNTs的质量比为1∶10时,ZnSn(OH)6能够较均匀地包覆于HNTs的表面.利用氧指数测试仪、锥形量热仪、热重分析仪研究了C-HNTs对聚氯乙烯(PVC)/苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物(ABS)共混物的阻燃性能和热稳定性的影响.结果表明,C-HNTs能明显改善PVC/ABS共混物的阻燃和抑烟性能,其极限氧指数达到36％,发烟速率仅为PVC/ABS共混物的51％.添加4phr C-HNTs后的PVC/ABS共混物在850℃的炭残余量提高了14.06％,而对力学性能影响不大.
关键词:
埃洛石纳米管
,
羟基锡酸锌
,
阻燃性能
,
热稳定性
