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采用SHAP的高压涡轮级高维设计空间数据挖掘
1
作者 杨昭 郭振东 +2 位作者 苏鹏飞 汪祺能 宋立明 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第6期144-154,共11页
为厘清涡轮级高维设计空间中各变量对级性能的影响,基于数据挖掘方法SHAP对GE-E3高压涡轮第一级的93个设计变量进行了知识挖掘。除常规数据挖掘工作中显著变量对总体性能的影响分析外,发展了显著变量对涡轮级沿叶高方向性能分布影响的... 为厘清涡轮级高维设计空间中各变量对级性能的影响,基于数据挖掘方法SHAP对GE-E3高压涡轮第一级的93个设计变量进行了知识挖掘。除常规数据挖掘工作中显著变量对总体性能的影响分析外,发展了显著变量对涡轮级沿叶高方向性能分布影响的分析方法,可视化表示了改善级总体性能的设计变量所影响的涡轮级的具体位置;同时,充分发挥SHAP局部解释的优势,在设计空间中选取典型样本进行归因分析,研究了各设计变量在样本性能指标变化中所发挥的作用。研究发现,对于高压涡轮级,影响级效率的显著变量包括有效出气角、静叶三维积叠参数、叶片吸力面前缘附近样条控制点等。基于GE-E3高压涡轮数据集进行数据挖掘归纳得到涡轮级设计准则:减小动叶中间截面有效出气角、增大静叶中间截面有效出气角,静叶三维积叠点周向顶部位置、周向中间位置向压力面偏移,静叶中间截面、动叶中间截面吸力面前缘附近控制点均向叶片变薄方向移动。遵循设计准则得到的最终设计使级效率提高了0.65%。 展开更多
关键词 高压涡轮级 高维设计空间 数据挖掘 SHAP方法
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马赫数与肩壁尾切对涡轮转子叶尖气动损失与传热特性的影响研究
2
作者 蒋首民 蒋红梅 +4 位作者 陶志 闫毅飞 卢少鹏 崔星 宋立明 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第3期89-98,共10页
为了掌握马赫数和肩壁尾切构型对涡轮转子叶尖气动和传热特性的影响,利用瞬态传热测试技术在跨声速条件下开展了叶栅总压损失和叶尖传热系数的测量,并结合数值仿真揭示了上述因素的影响机理。结果表明,随着出口马赫数(Ma=0.45,0.60,0.75... 为了掌握马赫数和肩壁尾切构型对涡轮转子叶尖气动和传热特性的影响,利用瞬态传热测试技术在跨声速条件下开展了叶栅总压损失和叶尖传热系数的测量,并结合数值仿真揭示了上述因素的影响机理。结果表明,随着出口马赫数(Ma=0.45,0.60,0.75)的增加,叶尖附近的叶尖泄漏涡和上通道涡的强度和尺度逐渐增大,导致叶栅总压损失系数大幅增加。随着出口马赫数增大,叶尖表面传热系数的分布趋势基本不变,但是由于泄漏流速度增大,导致叶尖表面传热系数显著增大。在Ma=0.75工况下,对比了吸力侧尾切和压力侧尾切两种构型与基准叶尖模型的气动与传热特性。相比基准模型,吸力侧尾切构型和压力侧尾切构型均能降低叶尖区域的气动损失,降低幅度分别为4.1%和4.2%。与基准模型相比,吸力侧尾切构型增大了切口附近的传热系数,但显著降低了叶尖尾缘区域的传热系数;压力侧尾切构型则大幅增加了叶尖尾缘附近的传热系数。 展开更多
关键词 涡轮转子叶尖 肩壁尾切 传热特性 气动损失 马赫数
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神经算子增强的双级低压涡轮子午面流场全景式预测模型
3
作者 蒋首民 成辉 +2 位作者 宋立明 朱若愚 郭振东 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第6期103-111,共9页
针对传统流场预测模型需对涡轮各性能参数分别构建导致其建模效率低、工程适用性差的问题,提出了一种可对涡轮级子午面任意关键性能参数进行高精度评估的高效全景式预测框架,并以双级低压涡轮为例建立了高精度涡轮子午面全景式预测模型... 针对传统流场预测模型需对涡轮各性能参数分别构建导致其建模效率低、工程适用性差的问题,提出了一种可对涡轮级子午面任意关键性能参数进行高精度评估的高效全景式预测框架,并以双级低压涡轮为例建立了高精度涡轮子午面全景式预测模型。所提出的预测框架首先对涡轮级子午面温度、压力、密度及速度等6大基础物理量进行预测,进而对涡轮级总体性能参数、关键截面性能参数沿叶高分布和关键参数子午面进行预测。与此同时,为提升对子午面性能参数的预测精度,在全景式预测框架下将Transformer融入到神经算子网络,建立了Transformer神经算子(TNO)增强的子午面全景式预测模型。对基于TNO所构建的双级子午面预测模型进行测试表明,TNO模型可对双级低压涡轮质量流量、功率、膨胀比等总体性能参数和出口气流角、级反动度等沿叶高的分布,以及子午面熵值分布等进行高精度预测,且相对预测误差小于1%,TNO预测精度显著高于基于经典UNet网络的全景式预测模型。研究结果验证了所提的全景式预测框架与模型的有效性。 展开更多
关键词 双级低压涡轮 子午面流场 全景式预测 神经算子网络
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涡轮叶片前缘双旋流冷却流阻及换热特性的大涡模拟
4
作者 刘学斌 宋立明 +2 位作者 于博阳 陶志 李军 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第3期34-45,共12页
为了厘清双旋流腔室内的换热特性及高流阻的损失机理,在相同冲击雷诺数(Re=10000)下,采用高精度的大涡模拟数值方法对比研究了双旋流冲击冷却和传统垂直冲击冷却方式的流阻及换热特性。以时间平均的努塞尔数分布评估了冲击靶面的换热特... 为了厘清双旋流腔室内的换热特性及高流阻的损失机理,在相同冲击雷诺数(Re=10000)下,采用高精度的大涡模拟数值方法对比研究了双旋流冲击冷却和传统垂直冲击冷却方式的流阻及换热特性。以时间平均的努塞尔数分布评估了冲击靶面的换热特性,以三维流线和Q准则等值轮廓图分析了冲击腔室内的流动和涡系分布特征,采用综合换热系数对比评估了两种冷却方式的综合换热性能。模拟结果表明:双旋流冲击在靶面形成的高速强剪切流动是强化对流换热的主要原因,而旋流交叉流动带来的换热增强并不显著;相较于垂直冲击冷却,双旋流冲击的靶面努塞尔数分布更加均匀且高努塞尔数区沿展向分布范围更宽,前缘周向平均的努塞尔数在各个流向位置都有显著提升;双旋流冷却腔室内的中心旋流区出现了较大的流向涡量,导致中心旋流区的总压降较为显著;整个双旋流腔室的面平均努塞尔数相较于垂直冲击冷却提高了11.90%,即便在总压降提高了38.32%的情况下,其综合换热系数相比垂直冲击冷却仍提高了0.42%。 展开更多
关键词 涡轮叶片前缘 双旋流冲击冷却 垂直冲击冷却 大涡模拟
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融合多源数据挖掘信息的非轴对称端壁/叶身联合成型设计空间知识挖掘 被引量：2
5
作者 郭振东 王杰 +3 位作者 陈云 蒋首民 宋立明 李军 《西安交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期30-41,共12页
为厘清联合成型设计空间各造型方法对涡轮叶栅性能提升的贡献,将基于总变差分析的全局敏感性分析方法与平行坐标系及直方图、散点图等可视化技术相结合,提出了将多源数据挖掘信息进行融合的设计空间知识挖掘框架,并利用该框架对某小展... 为厘清联合成型设计空间各造型方法对涡轮叶栅性能提升的贡献,将基于总变差分析的全局敏感性分析方法与平行坐标系及直方图、散点图等可视化技术相结合,提出了将多源数据挖掘信息进行融合的设计空间知识挖掘框架,并利用该框架对某小展弦比叶栅端壁/叶身联合成型设计空间进行知识挖掘。结果表明:叶栅气动损失增减对基元型线微调十分敏感;非轴对称端壁所带来的损失减少量与型线微调接近,但设计空间内不同非轴对称端壁样本性能波动较小,导致其重要性被全局敏感性分析方法低估;虽然单独采用弯叶片难以整体降低小展弦比叶栅损失,但将弯、型线微调和非轴对称端壁造型相结合可获得“1+1+1>3”的性能增益;在端壁/叶身联合成型设计空间内,将基元型线朝着后加载方向微调,并采用喉部附近下凹较深的非轴对称端壁造型及反弯叶片设计,可获得气动损失较小的叶栅设计。研究结果明晰了端壁/叶身联合成型设计空间优化解特征,可为类似小展弦比叶栅设计优化提供借鉴。 展开更多
关键词 小展弦比涡轮叶栅 非轴对称端壁/叶身联合成型 数据挖掘
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面向余热回收的超临界CO_(2)动力循环高级[火用]分析 被引量：1
6
作者 姜悦茂 王顺森 +2 位作者 吴杰鹏 颜晓江 宋立明 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期43-55,共13页
针对常规[火用]分析方法不能揭示部件总[火用]损中那部分是由自身不可逆性造成的以及有多少可以通过优化而避免的问题,对面向余热回收的超临界CO_(2)动力循环进行了高级[火用]分析,找出[火用]损来源,探究部件真实提升潜能。首先,从热力... 针对常规[火用]分析方法不能揭示部件总[火用]损中那部分是由自身不可逆性造成的以及有多少可以通过优化而避免的问题,对面向余热回收的超临界CO_(2)动力循环进行了高级[火用]分析,找出[火用]损来源,探究部件真实提升潜能。首先,从热力学、经济与紧凑性3个角度对回热式循环余热回收系统进行了多目标优化,进行了热经济与常规[火用]分析;继而,将每个部件的[火用]损细分为内源可避免、内源不可避免、外源可避免与外源不可避免4部分,进行了高级[火用]分析;最后,比较了常规[火用]与高级[火用]分析结果,揭示了常规[火用]分析方法的局限性。结果表明,经优化后系统净发电量、平准化度电成本与单位功率面积分别为6.24 MW、4.48美分/(kW·h)与0.19 m^(2)/kW;回热器总[火用]损率最高,约为36.7%。由于关键设备技术限制,系统极限[火用]效率相比理想工况低约7%,系统总[火用]损主要由部件自身不可逆性产生,其中有42.9%可通过部件改进而减少。在不同燃机工况下,透平具有最高的内源可避免[火用]损率。 展开更多
关键词 余热回收 超临界CO_(2)动力循环 多目标优化 热经济分析 高级[火用]分析
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采用样条曲面非轴对称端壁成型的高压涡轮动叶气动优化
7
作者 王杰 王政 +3 位作者 欧阳玉清 陶志 宋立明 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期38-48,共11页
为了提升高负荷涡轮级的气动效率,发展了基于样条曲面的非轴对称端壁造型方法。以该参数化造型方法为基础,结合高效智能优化算法和经过校核的数值仿真方法,建立了涡轮非轴对称端壁设计优化平台,并以某小展弦比高压涡轮级为研究对象,以... 为了提升高负荷涡轮级的气动效率,发展了基于样条曲面的非轴对称端壁造型方法。以该参数化造型方法为基础,结合高效智能优化算法和经过校核的数值仿真方法,建立了涡轮非轴对称端壁设计优化平台,并以某小展弦比高压涡轮级为研究对象,以效率为优化目标,以流量为约束条件,在级环境和发动机工况下开展了非轴对称端壁优化设计。结果表明:优化设计后的涡轮动叶相对于参考设计,涡轮级的总总效率提升0.26%;非轴对称端壁造型改变了动叶下端壁附近的压力分布,动叶吸力面侧压力系数相对于参考设计显著提升,这降低了动叶叶片通道内的横向压力梯度,抑制了通道中的二次流动;非轴对称端壁造型改变了叶片通道中的涡系结构,相对于参考设计,非轴对称端壁造型使得马蹄涡压力面分支在叶片通道内部沿着叶片压力面迁移,在靠近通道出口的位置才汇入通道涡,这削弱了通道涡的强度,进而降低了气动损失,提高了涡轮级效率。 展开更多
关键词 高压涡轮 非轴对称端壁 气动性能 优化设计
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跨音速透平扭叶片的气动优化设计研究 被引量：14
8
作者 宋立明 李军 丰镇平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1277-1281,共5页
以并行自适应差分进化算法为核心,耦合曲面造型方法以及计算流体动力学求解技术,发展了一种适用于叶轮机械三维气动优化设计的全局自动气动优化算法.利用该算法,以等熵效率最高为目标,在满足流量约束的条件下对跨音速扭叶片进行了气动... 以并行自适应差分进化算法为核心,耦合曲面造型方法以及计算流体动力学求解技术,发展了一种适用于叶轮机械三维气动优化设计的全局自动气动优化算法.利用该算法,以等熵效率最高为目标,在满足流量约束的条件下对跨音速扭叶片进行了气动优化设计.对优化结果的详细分析表明,最优叶栅的等熵效率比原始叶栅提高了1.1%,气动性能有显著的改善,算法具有良好的优化性能.在跨音速条件下,载荷分布对叶栅的气动性能有着巨大的影响,采用前加载设计可有效地减弱斜激波的强度,减少激波损失,提高流动效率.因此,通过优化叶栅型线来改变叶栅的载荷分布可有效地提高叶栅的气动性能. 展开更多
关键词 自动气动优化算法 扭叶片 跨音速 激波损失
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基于3S技术的古浪县耕地后备资源调查与评价 被引量：9
9
作者 宋立明 方爱玲 董青松 《甘肃农业科技》 2017年第4期32-37,共6页
采用3S技术、野外实地考察与测量等方法,结合土壤、农业、土地利用、土地整治、生态环境保护等资料,综合考虑区位、交通等开发条件,构建自然-生态适宜性评价指标体系,采用限制性评价指标法开展古浪县耕地后备资源的调查与评价。结果发现... 采用3S技术、野外实地考察与测量等方法,结合土壤、农业、土地利用、土地整治、生态环境保护等资料,综合考虑区位、交通等开发条件,构建自然-生态适宜性评价指标体系,采用限制性评价指标法开展古浪县耕地后备资源的调查与评价。结果发现:古浪县共有未利用地182 155.00 hm^2,可开垦的易耕性土地15 878.29hm^2,占全县未利用土地资源的8.73%;后备资源中可开垦的其他草地和沙地规模占绝大多数,为总规模的97.88%。建议统筹考虑古浪县石羊河流域、北部沙漠区的生态效益,结合水利、农业、林业等规划编制耕地后备资源开发利用专项规划,以避免盲目开发利用。在耕地开发利用过程中应配套采取工程、生物、节水等技术,要加强区域综合治理的力度,提高开发耕地的利用效率。 展开更多
关键词 耕地后备资源 宜耕性 调查与评价 古浪县
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含腺嘌呤双亲化合物的合成与膜内的分子识别 被引量：2
10
作者 宋立明 于景生 +2 位作者 齐海霞 王秋生 李国文 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1913-1916,共4页
设计并合成了含腺嘌呤碱基的双亲化合物N6-十四酰基-9-[8-(1-三甲胺基)辛基]溴化腺嘌呤;用目标化合物和卵磷脂制备混合脂质体受体.分别研究了受体与抗癌药物氟脲嘧啶底物在混合脂质体亲脂区通过互补氢键进行的分子识别.研究结果表明,底... 设计并合成了含腺嘌呤碱基的双亲化合物N6-十四酰基-9-[8-(1-三甲胺基)辛基]溴化腺嘌呤;用目标化合物和卵磷脂制备混合脂质体受体.分别研究了受体与抗癌药物氟脲嘧啶底物在混合脂质体亲脂区通过互补氢键进行的分子识别.研究结果表明,底物氟脲嘧啶在263 nm处的吸收峰随时间的延长而逐渐减弱,这种减色作用归因于脂质体内的腺嘌呤与氟脲嘧啶在脂质体内的亲脂区形成的氢键. 展开更多
关键词 核酸碱基 分子识别 双亲化合物 混合脂质体
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涡轮轮缘密封封严效率的数值研究 被引量：19
11
作者 高庆 陶加银 +1 位作者 宋立明 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期12-17,共6页
采用三维RANS方程组和SST湍流模型研究了涡轮轮缘密封的封严效率。以实验用模型透平航空发动机涡轮轮缘密封为对象,计算了轮缘密封封严效率,计算结果与实验结果吻合良好,从而验证了数值方法的可靠性。在8种冷却气流流量下,研究了3种不... 采用三维RANS方程组和SST湍流模型研究了涡轮轮缘密封的封严效率。以实验用模型透平航空发动机涡轮轮缘密封为对象,计算了轮缘密封封严效率,计算结果与实验结果吻合良好,从而验证了数值方法的可靠性。在8种冷却气流流量下,研究了3种不同动静叶轴向距离和轮缘密封轴向位置的封严效率的变化特性,结果表明:在所研究的轮缘密封结构下,随着动静叶轴向距离的增大,主流入侵流量降低,封严效率升高;动静叶轴向距离一定时,轮缘密封轴向位置越靠近静叶,则主流入侵流量越大,封严效率越低。 展开更多
关键词 涡轮 轮缘密封 封严效率 数值模拟
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基于子元模型的全局优化与设计空间知识挖掘方法 被引量：14
12
作者 郭振东 宋立明 +2 位作者 李军 李国君 丰镇平 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期207-216,共10页
为有效求解大资源黑盒子问题如叶轮机械设计优化等,提出了基于子元模型的全局优化与设计空间知识挖掘方法MBOE。该方法包括全局优化算法MBGO与数据挖掘两部分,其中MBGO算法需要极少的函数估值即可获得全局最优解;数据挖掘技术能有效分... 为有效求解大资源黑盒子问题如叶轮机械设计优化等,提出了基于子元模型的全局优化与设计空间知识挖掘方法MBOE。该方法包括全局优化算法MBGO与数据挖掘两部分,其中MBGO算法需要极少的函数估值即可获得全局最优解;数据挖掘技术能有效分析变量间的相关关系,揭示最优设计性能提高的本质原因。利用MBOE,完成NASA Rotor37转子叶栅三维气动设计优化与知识挖掘,最优设计等熵效率相对参考设计提高1.74%。同时,利用MBGO算法所需要的计算量仅为进化算法的1/5。数据挖掘结果表明叶栅前缘及三维积叠参数对叶栅气动性能影响较大,最优设计由于上述叶型参数的改善有效减弱了叶栅进口激波损失,使得最优设计气动性能明显提高。由此,MBOE方法的正确性和有效性得到了验证。 展开更多
关键词 子元建模 KRIGING模型 全局优化 数据挖掘
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基于非平稳高斯过程的叶栅加工误差不确定性量化 被引量：21
13
作者 颜勇 祝培源 +2 位作者 宋立明 李军 丰镇平 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1767-1775,共9页
基于非平稳高斯过程描述叶片加工误差,结合Karhunen-Loeve展开方法,建立了由于加工误差导致的叶片型线几何不确定性表征模型。耦合非嵌入式多项式混沌展开、稀疏网格技术与Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程求解技术,提出了叶... 基于非平稳高斯过程描述叶片加工误差,结合Karhunen-Loeve展开方法,建立了由于加工误差导致的叶片型线几何不确定性表征模型。耦合非嵌入式多项式混沌展开、稀疏网格技术与Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程求解技术,提出了叶栅加工误差不确定性量化方法,研究量化了加工误差所导致的叶型几何不确定性对典型高负荷Pak-B叶栅气动性能的影响。结果表明,在加工误差影响下,叶片负荷相对于设计值变化±1%以上的概率为0.56,总压恢复系数相对于设计值降低1%以上的概率为0.12。详细气动分析表明,斜切部分和尾缘的加工制造精度对Pak-B叶栅气动性能影响显著,相应位置的加工误差应严格控制。 展开更多
关键词 非平稳高斯过程 多项式混沌 稀疏网格 加工误差 不确定性量化
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凹槽状叶顶涡轮叶片传热特性的数值研究 被引量：23
14
作者 杜昆 宋立明 李军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期618-623,共6页
采用计算流体动力学软件ANSYS-CFX数值求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)和标准k-ω紊流模型研究了涡轮叶片凹槽状叶顶的传热特性。数值预测的平顶部叶顶的换热系数分布与实验数据吻合良好,验证了数值方法的可靠性。计算... 采用计算流体动力学软件ANSYS-CFX数值求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)和标准k-ω紊流模型研究了涡轮叶片凹槽状叶顶的传热特性。数值预测的平顶部叶顶的换热系数分布与实验数据吻合良好,验证了数值方法的可靠性。计算分析了凹槽深度和肩壁厚度对凹槽状叶顶传热特性的影响,还分析了动叶与机匣相对运动下的凹槽状叶顶无气膜冷却和中弧线布置气膜冷却时的流动换热特性。研究结果表明:在肩壁厚度一定时随着凹槽深度的增加叶顶换热系数降低;在1%叶高的叶顶间隙和2%叶高的凹槽深度及4种肩壁条件下1.0mm肩壁厚度时叶顶换热系数最小。相比于动叶与机匣均静止时,动叶和机匣之间的相对运动能够增强动叶顶部的换热效果;动叶与机匣间的相对运动能够增强前缘处气膜冷却效果,总体来说动叶旋转时的离心力和哥氏力对凹槽状叶顶的气膜冷却效果影响有限。 展开更多
关键词 涡轮叶片 凹槽状叶顶 气膜冷却 传热 数值模拟
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涡轮轮缘密封非定常主流入侵特性的数值研究 被引量：17
15
作者 陶加银 高庆 +1 位作者 宋立明 李军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期53-59,共7页
采用附加示踪变量的方法,通过数值求解URANS和SST紊流模型的方法研究了轮缘密封非定常燃气入侵特性和封严效率,计算了不同冷气量下定常和非定常时均径向轮缘密封的封严效率,并与实验值进行了比较,验证了非定常数值方法研究轮缘密封燃气... 采用附加示踪变量的方法,通过数值求解URANS和SST紊流模型的方法研究了轮缘密封非定常燃气入侵特性和封严效率,计算了不同冷气量下定常和非定常时均径向轮缘密封的封严效率,并与实验值进行了比较,验证了非定常数值方法研究轮缘密封燃气入侵特性的有效性,对比分析了径向和径向-轴向轮缘密封中等冷气量下定常和非定常的燃气入侵特性。结果表明:静叶尾迹和动叶前缘附近的压力势场的非定常干涉效应及盘腔中非定常的压力分布会强化主流燃气入侵;相比非定常计算,定常分析会低估轮缘密封的燃气入侵量及燃气入侵对盘腔流场的影响;相比径向轮缘密封,径向-轴向轮缘密封可以显著提高涡轮盘腔的封严效率。 展开更多
关键词 涡轮轮缘密封 非定常燃气入侵 数值模拟
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长叶片透平级多学科多目标优化设计 被引量：9
16
作者 李彬 宋立明 +1 位作者 李军 丰镇平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期1-6,共6页
针对长叶片透平级优化问题,结合自适应多目标差分进化算法、基于3次非均匀B样条曲线的曲面造型技术及透平级气动和强度性能分析评价方法,建立了长叶片透平级多学科多目标优化设计系统,其中气动性能评估采用数值求解三维RANS方程完成,长... 针对长叶片透平级优化问题,结合自适应多目标差分进化算法、基于3次非均匀B样条曲线的曲面造型技术及透平级气动和强度性能分析评价方法,建立了长叶片透平级多学科多目标优化设计系统,其中气动性能评估采用数值求解三维RANS方程完成,长叶片强度分析采用有限元方法完成。长叶片透平级的优化设计目标是比功率最大和最大等效应力最小,设计变量是透平级静叶和动叶型线的三维参数化控制参数。采用所建优化设计系统获得了长叶片透平级的7个多学科优化非受控解(Pareto解)。3个典型的Pareto解与参考叶型进行比较分析显示,优化后Pareto解下的气动和强度性能均优于参考叶型设计方案,从而验证了所建优化设计系统的实用性。 展开更多
关键词 长叶片 透平级 气动性能 强度 多学科设计优化
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东平湖表层沉积物的理化特性及分布特征研究 被引量：7
17
作者 宋立明 李艳琴 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2011年第12期7425-7427,共3页
以东平湖表层沉积物为研究对象,研究了东平湖表层沉积物理化特性分布特征。结果表明,东平湖沉积物pH值为7.80～8.26,属于中性偏碱性水质,而电导率和阳离子交换量的变化与水质情况有密切联系。东平湖沉积物有机质平均含量为29 mg/g,湖泊... 以东平湖表层沉积物为研究对象,研究了东平湖表层沉积物理化特性分布特征。结果表明,东平湖沉积物pH值为7.80～8.26,属于中性偏碱性水质,而电导率和阳离子交换量的变化与水质情况有密切联系。东平湖沉积物有机质平均含量为29 mg/g,湖泊表层沉积物以粉砂质为主,对沉积物中营养元素的吸附以及迁移的影响较大。湖泊TN和TP含量的平均值为938.12、806.5 mg/kg,TP平均含量比TN低约17.8%,且两者不存在显著相关性,表明东平湖沉积物中的氮和磷具有非同源性。 展开更多
关键词 东平湖 表层沉积物 理化性质 营养元素含量分布
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小展弦比叶栅非轴对称端壁造型及气动性能的数值研究 被引量：7
18
作者 孙皓 宋立明 +1 位作者 李军 丰镇平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期6-11,共6页
提出了基于双控制型线的非轴对称端壁造型新方法,并在某小展弦比叶栅的上下端壁上完成了非轴对称端壁造型设计.采用数值求解Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)和考虑转捩模型的SST湍流模型对轴对称端壁原始叶栅和非轴对称端壁叶栅... 提出了基于双控制型线的非轴对称端壁造型新方法,并在某小展弦比叶栅的上下端壁上完成了非轴对称端壁造型设计.采用数值求解Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)和考虑转捩模型的SST湍流模型对轴对称端壁原始叶栅和非轴对称端壁叶栅进行了详细的流场特性分析,结果表明:所提方法可以有效减少进入叶栅通道涡的低能流体,从而抑制了通道涡的发展,减少了二次流损失.由于叶栅展弦比较小,所以非轴对称端壁会影响到整个流场,使得出口气流角在整个叶高范围内有所增大,中叶展处叶片负荷下降,型面损失减少.与轴对称端壁原始叶栅相比,非轴对称端壁叶栅效率提高了0.22%,从而验证了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 叶栅 小展弦比 二次流损失 非轴对称端壁造型 数值研究
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基于双向流固耦合的长叶片气动和强度性能的数值研究 被引量：11
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作者 李彬 宋立明 李军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期202-207,共6页
为了研究流固耦合对长叶片气动及强度性能的影响,采用双向流固耦合技术对一典型长叶片进行了详细的数值分析。采用动网格技术和数值求解Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程的方法进行长叶片气动性能分析,耦合长叶片气动性能分... 为了研究流固耦合对长叶片气动及强度性能的影响,采用双向流固耦合技术对一典型长叶片进行了详细的数值分析。采用动网格技术和数值求解Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程的方法进行长叶片气动性能分析,耦合长叶片气动性能分析得到的叶片表面压力分布,采用商用软件ANSYS研究了考虑阻尼围带和拉金结构的长叶片的应力和变形特性,利用叶片表面节点位移和气动压力在流固耦合面上保证能量守恒的条件下采用插值传递方法,经过迭代得到稳定的长叶片气动及强度性能。结果表明:耦合前后长叶片表面的静压分布的差异主要集中在上部区域。基于双向流固耦合作用得到的长叶片绝对出口气流角在40%~95%叶高范围内相比于没有考虑流固耦合作用时减小。耦合前长叶片最大位移位置出现在85%叶高处靠近前缘位置。耦合后长叶片的最大位移位置由前缘移向尾缘,最大位移值由3.471mm减小到3.082mm。长叶片最大等效应力出现在叶片压力面侧第一级榫齿上表面靠近前缘处。耦合前后应力分布趋势基本不变,最大应力的位置不变。耦合后最大应力值提高0.4%。 展开更多
关键词 长叶片 气动性能 强度性能 双向流固耦合 数值模拟
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蜂窝面迷宫密封内流动和总温升特性的研究 被引量：8
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作者 晏鑫 李军 +1 位作者 宋立明 丰镇平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期823-827,869,共6页
研究了典型燃气轮机蜂窝面迷宫密封内的流动和总温升特性,并与光滑面迷宫密封进行了比较.采用标准k-ε紊流模型数值求解了三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程,计算了2种流量、不同转速时蜂窝面和光滑面迷宫密封的内流场以... 研究了典型燃气轮机蜂窝面迷宫密封内的流动和总温升特性,并与光滑面迷宫密封进行了比较.采用标准k-ε紊流模型数值求解了三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程,计算了2种流量、不同转速时蜂窝面和光滑面迷宫密封的内流场以及间隙热系数.计算得到的蜂窝面和光滑面迷宫密封的间隙热系数与实验数据吻合良好,验证了数值方法的可靠性.研究结果表明:在相同转速、径向间隙和流量条件下,蜂窝面迷宫密封的总温升高于光滑面迷宫密封,即蜂窝面迷宫密封的间隙热系数高于光滑面迷宫密封,表明蜂窝面的阻尼作用提高了间隙热系数.对于蜂窝面和光滑面迷宫密封,其总温升和间隙热系数随转速的升高而增大,随流量的增大而减小.对于蜂窝面迷宫密封,在相同转速条件下,泄漏流量的增大使得子午面上速度增大,但密封内的泄漏流动形态基本相似,光滑面迷宫密封内的泄漏流动形态也具有类似特性. 展开更多
关键词 蜂窝面迷宫密封 泄漏流动 间隙热系数
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