二维定常不可压缩粘性流动N-S方程的数值流形方法 被引量：13

1

作者 章争荣 张湘伟 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期415-421,共7页

将流形方法应用于定常不可压缩粘性流动N-S方程的直接数值求解,建立基于Galerkin加权余量法的N-S方程数值流形格式,有限覆盖系统采用混合覆盖形式,即速度分量取1阶和压力取0阶多项式覆盖函数,非线性流形方程组采用直接线性化交替迭代方... 将流形方法应用于定常不可压缩粘性流动N-S方程的直接数值求解,建立基于Galerkin加权余量法的N-S方程数值流形格式,有限覆盖系统采用混合覆盖形式,即速度分量取1阶和压力取0阶多项式覆盖函数,非线性流形方程组采用直接线性化交替迭代方法和Nowton-Raphson迭代方法进行求解。将混合覆盖的四节点矩形流形单元用于阶梯流和方腔驱动流动的数值算例,以较少单元获得的数值解与经典数值解十分吻合。数值实验证明,流形方法是求解定常不可压缩粘性流动N-S方程有效的高精度数值方法。 展开更多

关键词 不可压缩粘性流动 n-s方程 数值流形

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综合能源系统建模与仿真:综述、思考与展望 被引量：3

2

作者 张苏涵 顾伟 +3 位作者 俞睿智 陆帅 姚帅 庄文楠 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第17期1-21,共21页

建模和仿真将真实系统及其物理性质抽象化为适当的数学形式,并采用数学方法求解以模拟真实系统行为或性能。为综合能源系统在各时间尺度的物理过程建立恰当的数学模型并进行仿真验证,是分析系统运行规律、优化运行策略以及评估运行性能... 建模和仿真将真实系统及其物理性质抽象化为适当的数学形式,并采用数学方法求解以模拟真实系统行为或性能。为综合能源系统在各时间尺度的物理过程建立恰当的数学模型并进行仿真验证,是分析系统运行规律、优化运行策略以及评估运行性能的基础。文中围绕电气热综合能源系统建模和仿真问题,首先介绍了电、气、热子系统和耦合设备的机理模型,总结了建模的研究进展与技术难点。进一步,从仿真框架、算法以及改进策略3个方面介绍了综合能源系统仿真技术所取得的研究进展。特别地,总结了仿真算法中数值法、半解析法、解析法的原理、应用现状及其难点。最后,围绕现存技术难点,从建模和仿真算法2个方面对未来研究进行了展望。 展开更多

关键词 综合能源系统 建模 能流计算 动态仿真 微分方程 数值方法

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不同截面形状淹没水平柱体上波浪力数值模拟研究 被引量：1

3

作者 毛鸿飞 郑伟江 +1 位作者 马英超 曾锦汶 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期507-515,共9页

基于黏性流理论,采用有限体积法,考虑多种波浪参数和截面形状,计算淹没水平柱体在波浪作用下的受力.通过受力分解和局部流场特征分析,探究了波浪参数和截面形状对柱体受力的影响.结果表明,3种不同截面形状柱体受力主要由惯性力主导,柱... 基于黏性流理论,采用有限体积法,考虑多种波浪参数和截面形状,计算淹没水平柱体在波浪作用下的受力.通过受力分解和局部流场特征分析,探究了波浪参数和截面形状对柱体受力的影响.结果表明,3种不同截面形状柱体受力主要由惯性力主导,柱体的淹没体积更大程度地决定了柱体所受波浪力的大小.在相同宽高比条件下,矩形柱淹没体积最大,其次是曲边矩形柱,最小的是椭圆柱.因此,综合考虑3种截面形状淹没水平柱体,矩形柱所受波浪力最大,椭圆柱所受波浪力最小,且随着宽高比的增大逐渐减小. 展开更多

关键词 淹没水平柱体 黏性流 波浪与结构物相互作用 流体动力学 数值计算

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潜艇实艇阻力预报方法研究 被引量：6

4

作者 吴方良 吴晓光 +2 位作者 马运义 许建 何汉保 《中国舰船研究》 2009年第3期28-32,共5页

分析潜艇阻力预报的方法和特点,采用数值计算方法对SUBOFF潜艇的主艇体模型和全附体模型在不同雷诺数条件下进行三维粘性流场数值模拟,将低雷诺数条件下的计算结果同试验结果进行比较,验证了计算方法的可靠性;通过对计算结果的分析,获... 分析潜艇阻力预报的方法和特点,采用数值计算方法对SUBOFF潜艇的主艇体模型和全附体模型在不同雷诺数条件下进行三维粘性流场数值模拟,将低雷诺数条件下的计算结果同试验结果进行比较,验证了计算方法的可靠性;通过对计算结果的分析,获得潜艇粘压阻力系数随雷诺数变化的规律,对潜艇实艇阻力预报提出一些建议。 展开更多

关键词 阻力 三维粘性流场 数值计算 潜艇

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三维粘性流数值计算在多级透平中的应用 被引量：5

5

作者 袁宁 张振家 +1 位作者 王松涛 冯国泰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第5期57-61,共5页

给出了一种可以在多级透平环境中模拟三维粘性流动的数值方法，这种方法在各叶栅排作了相对定常流动的假设， 各叶栅排间通过“混合平面”传递参数。“混合平面”间传递周向平均的气动参数， 但保持了径向参数的变化和本列参数的周向不... 给出了一种可以在多级透平环境中模拟三维粘性流动的数值方法，这种方法在各叶栅排作了相对定常流动的假设， 各叶栅排间通过“混合平面”传递参数。“混合平面”间传递周向平均的气动参数， 但保持了径向参数的变化和本列参数的周向不均匀性， 同时考虑了变比热容对多级透平计算的影响。通过对一ＮＡＳＡ 透平级的计算， 证实计算结果不仅和实验结果吻合的非常好， 展开更多

关键词 三维流 粘性流 多级燃气涡轮 数值计算

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浅水中船舶水动力特性数值计算(英文) 被引量：13

6

作者 顾民 吴乘胜 《船舶力学》 EI 北大核心 2005年第6期40-47,共8页

本文对浅水中船舶水动力特性进行数值计算研究。采用RANS方程结合RNGK-着两方程湍流模型,对一方形系数0.6的系列60船模在浅水中的阻力、升沉、纵倾和兴波进行数值计算,其中自由面采用VOF方法处理;计算中,水深Froude数范围0.6～1.8,包含... 本文对浅水中船舶水动力特性进行数值计算研究。采用RANS方程结合RNGK-着两方程湍流模型,对一方形系数0.6的系列60船模在浅水中的阻力、升沉、纵倾和兴波进行数值计算,其中自由面采用VOF方法处理;计算中,水深Froude数范围0.6～1.8,包含了临界和超临界水深Froude数。数值计算得到的阻力、升沉和纵倾与模型试验结果及采用三维扩展Boussinesq方程的计算结果进行了比较分析,吻合较好,部分计算结果得到改进。 展开更多

关键词 粘性自由表面流 浅水 阻力 数值计算

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大小叶片轴流压气机转子流动特性分析 被引量：19

7

作者 严明 陈懋章 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期280-282,共3页

采用全三维粘性数值模拟手段 ,通过与按常规设计转子对比的方法 ,分析研究了大小叶片轴流压气机转子流动特性。分析结果表明 :大小叶片转子流场在叶根亚声速区的流通能力增强、在叶尖跨声速区可以产生更加有利的激波体系 ;小叶片可以有... 采用全三维粘性数值模拟手段 ,通过与按常规设计转子对比的方法 ,分析研究了大小叶片轴流压气机转子流动特性。分析结果表明 :大小叶片转子流场在叶根亚声速区的流通能力增强、在叶尖跨声速区可以产生更加有利的激波体系 ;小叶片可以有效地控制叶栅槽道中气流扩散 ;在较高负荷和相同喘振裕度的条件下 ,大小叶片转子可以比按常规设计的转子在更高的压比。 展开更多

关键词 叶片 轴流压气机 转子 流动特性 数值计算 纳维尔-斯托克斯方程

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用改进的 SIMPLE 方法求解喷管流动 被引量：3

8

作者 孙再庸 何洪庆 蔡体敏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期48-51,共4页

应用ＳＩＭＰＬＥ方法求解全速度流动问题，这一方法是以速度分量、压力和温度作为原始变量，密度通过状态方程求得，压力对密度的影响隐式处理。利用此方法求解了粘性喷管流动，并与试验结果进行了比较，吻合较好。

关键词 火箭发动机 可压缩流 粘性流 喷管气流 数值计算

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求解跨声速压气机叶栅粘性流动反问题的数值解 被引量：5

9

作者 杨策 老大中 蒋滋康 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期57-60,共4页

阐述了一种以有限体积的时间推进方法为基础求解跨声速压气机叶栅设计的反问题方法。应用这一技术设计叶型，规定叶片表面无量纲目标速度分布，通过比较目标速度分布和计算获得的速度分布来修改叶片压力面和吸力面的坐标，最终获得要求... 阐述了一种以有限体积的时间推进方法为基础求解跨声速压气机叶栅设计的反问题方法。应用这一技术设计叶型，规定叶片表面无量纲目标速度分布，通过比较目标速度分布和计算获得的速度分布来修改叶片压力面和吸力面的坐标，最终获得要求的叶片形状。计算程序使用分布体力方法模拟粘性，用局部时间步长和多重网格方法加速收敛。还介绍了这种方法求解的基本方程系统，并给出了采用这种方法设计的无激波超临界跨声速压气机叶栅的设计结果。 展开更多

关键词 跨声速 压气机 叶栅 粘性流 数值计算 反问题

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钝体俯仰阻尼导数数值计算 被引量：12

10

作者 刘伟 张鲁民 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第4期427-435,共9页

分别采用：（1）Euler方程的谐振摄动法；（2）薄层近似的非定常N－S方程模拟有粘扰动流场两种方法计算了钝体外形的高超声速俯仰阻尼导数。通过计算表明：对于复杂外形，方法（1）适用于零攻角附近的流动计算，而方法（2）考虑了流场... 分别采用：（1）Euler方程的谐振摄动法；（2）薄层近似的非定常N－S方程模拟有粘扰动流场两种方法计算了钝体外形的高超声速俯仰阻尼导数。通过计算表明：对于复杂外形，方法（1）适用于零攻角附近的流动计算，而方法（2）考虑了流场的粘性作用，能够应用于一般流态（3＜M＜20，0＜a＜20°）的计算。此外，本文发展了文献［6］的动导数转换公式，使之适用于二维转轴情况，并在方法（2）中通过引入“亚迭代”过程提高了非定常流场的计算精度。 展开更多

关键词 非定常流 俯仰阻尼导数 数值计算 n-s方程 钝体

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滑动轴承内润滑油流动特性分析与实验研究 被引量：5

11

作者 赵东升 刘振侠 任众 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期81-84,共4页

针对滑动轴承内润滑油流动复杂的特点,提出基于雷诺方程的滑动轴承内润滑油流动特性的数值求解方法。对滑动轴承内润滑油流动情况进行数值模拟计算,得到不同供油压力下的润滑油流量特性和压力分布,并利用润滑油系统试验台进行滑动轴承... 针对滑动轴承内润滑油流动复杂的特点,提出基于雷诺方程的滑动轴承内润滑油流动特性的数值求解方法。对滑动轴承内润滑油流动情况进行数值模拟计算,得到不同供油压力下的润滑油流量特性和压力分布,并利用润滑油系统试验台进行滑动轴承缩比实验验证。数值模拟计算结果与缩比模型实验结果吻合较好,验证了数值模拟计算方法的可靠性,同时也验证了缩比模型实验方案的正确性,为进一步分析研究滑动轴承润滑技术提供了理论和实验支持。 展开更多

关键词 滑动轴承 润滑油流动特性 数值计算 雷诺方程

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钝锥大攻角超声速分离流场的数值模拟 被引量：3

12

作者 沈清 高树椿 张涵信 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1991年第1期21-28,共8页

最近,张涵信等人在传统的Beam-Warming隐式、无迭代、空间推进技术的基础上,根据边界层方程的性质,设计了一种可用小步长推进求解抛物化NS(PNS)方程、而不会引起解的“漂移现象”发生的方法。这种方法对轴对称流动的计算是成功的。本文... 最近,张涵信等人在传统的Beam-Warming隐式、无迭代、空间推进技术的基础上,根据边界层方程的性质,设计了一种可用小步长推进求解抛物化NS(PNS)方程、而不会引起解的“漂移现象”发生的方法。这种方法对轴对称流动的计算是成功的。本文就是将这一思想推广应用于大攻角有周向分离的流场计算。求解的区域为具有薄亚声速层的有粘与无粘干扰的整个激波层内的流场。在对攻角α=0°和α=20°的球钝锥的计算中,关于壁面上的压力、热流率及流场的涡旋结构均得到了满意的结果。文中特别研究了钝锥大攻角绕流的流动分离图象。 为了增强块三对角矩阵的主对角优势,通常在差分方程的左端附加二阶增量项。本文以选取适当小的推进步长的方法来达到增强主对角优势的目的,不需再附加二阶增量项,从而提高了解的精度。 展开更多

关键词 PNS方程 大攻角 钝锥 分离流场

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水轮机转轮的三维粘性流数值计算及其结果分析 被引量：3

13

作者 周先进 高忠信 张世雄 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 1999年第11期18-22,共5页

针对比转速ns为290的混流式水轮机转轮进行三维粘性流数值计算，并对计算结果作了初步分析．计算中，紊流模型采用目前国内外广泛使用的k-ε模型，流速与压力的迭代修正采用SIMPLE法．共对包括设计工况在内的8个工况点进行了流场数值计... 针对比转速ns为290的混流式水轮机转轮进行三维粘性流数值计算，并对计算结果作了初步分析．计算中，紊流模型采用目前国内外广泛使用的k-ε模型，流速与压力的迭代修正采用SIMPLE法．共对包括设计工况在内的8个工况点进行了流场数值计算及水力性能分析．计算表明，设计工况下的流速分布最为均匀，叶片进口边基本上为无冲角绕流，效率也最高；随着水头的提高，正冲角增加，最后在叶片背面进水边后靠上冠处产生漩涡区；而当水头相对设计水头降低时，负冲角增加，最后在叶片正面进水边后靠上冠处产生漩涡区．经分析认为这些漩涡区是非设计工况下叶道涡产生的根源，亦是水力性能下降的主要原因．此外，通过对压力系数分布曲线的分析，确定了局部低压区，从而为改型设计提供了依据．计算结果不仅能详细给出水轮机转轮内的流速和压力分布，而且能给出水轮机转轮的水力性能预估值，本计算所依赖的计算软件可成为水轮机转轮开发研究的重要手段． 展开更多

关键词 水轮机 转轮 三维粘性流 数值计算

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微型飞行器小展弦比机翼的低雷诺数气动力特性分析 被引量：8

14

作者 杨爱明 翁培奋 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期57-67,共11页

以固定机翼式微型飞行器的气动设计为研究背景 ,对小展弦比薄机翼的低雷诺数气动力特性进行了数值分析。不可压粘性绕流的求解采用了人工压缩性方法 ,其中对流项的离散应用了三阶迎风格式。湍流模型为Bald win Barth一方程模型。一无弯... 以固定机翼式微型飞行器的气动设计为研究背景 ,对小展弦比薄机翼的低雷诺数气动力特性进行了数值分析。不可压粘性绕流的求解采用了人工压缩性方法 ,其中对流项的离散应用了三阶迎风格式。湍流模型为Bald win Barth一方程模型。一无弯度薄翼的数值计算结果表明本文的数值方法是成功的。通过数值分析 ,揭示了弯度和展弦比对气动力特性的影响 。 展开更多

关键词 机翼 微型飞行器 低雷诺数 气动力特性 展弦比 迎风格式 气动设计 人工压缩性 流动结构 求解

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多管脉冲爆轰发动机外三维流场的数值计算 被引量：5

15

作者 王杰 翁春生 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期835-841,共7页

为研究多管脉冲爆轰发动机黏性外流场变化特点,推导了三维黏性CE/SE方法,并对7管脉冲爆轰发动机的内、外流场进行了数值计算。7个爆轰管的排列方式是1个居中、另外6个绕其形成环状排列。管内流场采用一维模型进行处理;管外流场采用三维... 为研究多管脉冲爆轰发动机黏性外流场变化特点,推导了三维黏性CE/SE方法,并对7管脉冲爆轰发动机的内、外流场进行了数值计算。7个爆轰管的排列方式是1个居中、另外6个绕其形成环状排列。管内流场采用一维模型进行处理;管外流场采用三维模型进行计算,得到多管脉冲爆轰发动机黏性外流场的变化规律。计算结果表明,此多管脉冲爆轰发动机黏性外流场中存在旋涡及多道相互作用的激波与膨胀波,该结果对多管脉冲爆轰发动机外流场特性研究具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 脉冲爆轰发动机 黏性流 激波 CE/SE方法 数值计算

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回转体绕流场数值计算分析 被引量：3

16

作者 侯国祥 张黎 +1 位作者 吴崇健 陈荣 《中国舰船研究》 2007年第2期1-4,共4页

采用有限体积方法求解三维低速N-S方程,研究了三维回转对称体的绕流。用中心差分和迎风差分的混合差分格式构造代数方程组,采用了隐式和显式相结合的方法使主对角元素占优,以提高迭代求解过程的稳定性。利用压力校正算法,采用面松弛迭... 采用有限体积方法求解三维低速N-S方程,研究了三维回转对称体的绕流。用中心差分和迎风差分的混合差分格式构造代数方程组,采用了隐式和显式相结合的方法使主对角元素占优,以提高迭代求解过程的稳定性。利用压力校正算法,采用面松弛迭代来实现方程的求解。湍流的计算采用了标准的双方程模型。给出了回转体的计算结果,与其它方法的计算结果的对比表明它们之间具有合理的一致性。 展开更多

关键词 回转体 三维流场 N—S方程 湍流 数值计算

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基于雷诺应力方程模型的全附体潜艇尾部伴流场三维粘性数值计算 被引量：2

17

作者 吴方良 吴晓光 +2 位作者 马运义 何汉保 许建 《中国舰船研究》 2007年第6期4-8,共5页

采用Reynolds应力方程模型求解Reynolds平均Navier-Stokes方程,对SUBOFF全附体模型的尾部伴流场进行了三维粘性数值模拟,将计算的潜艇尾部伴流场同有关文献的试验结果进行了比较,计算结果同试验结果具有很好的一致性。结果表明,Reynold... 采用Reynolds应力方程模型求解Reynolds平均Navier-Stokes方程,对SUBOFF全附体模型的尾部伴流场进行了三维粘性数值模拟,将计算的潜艇尾部伴流场同有关文献的试验结果进行了比较,计算结果同试验结果具有很好的一致性。结果表明,Reynolds应力方程模型在潜艇的流场计算中特别是在对潜艇的尾部伴流场的计算方面具有很好的应用价值和发展前景。 展开更多

关键词 Reynolds应力方程 潜艇主艇体 三维粘性流场 数值计算

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用三维N－S方程计算钝体绕流 被引量：10

18

作者 朱国林 王开春 郭应钧 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1994年第2期152-158,共7页

本文采用有限体积方法求解三维低速Ｎ－Ｓ方程，研究了三维钝体和类汽车物体的绕流。用中心差分和迎风差分的混合差分格式构造代数方程组，采用了隐式和显式相结合的方法使主对角元素占优以提高迭代求解过程的稳定性。利用压力校正算法... 本文采用有限体积方法求解三维低速Ｎ－Ｓ方程，研究了三维钝体和类汽车物体的绕流。用中心差分和迎风差分的混合差分格式构造代数方程组，采用了隐式和显式相结合的方法使主对角元素占优以提高迭代求解过程的稳定性。利用压力校正算法，采用面松弛迭代来实现方程的求解。湍流的计算采用了标准的双方程模型。本文给出了钝体和类小汽车外形的计算结果。钝体的计算结果和实验结果进行了对比，与其它方法的计算结果也进行了对比，它们之间具有合理的一致性。 展开更多

关键词 钝头体 三维流 不可压缩流

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M_∞＝1附近轴对称Euler方程的跨声速计算 被引量：2

19

作者 夏南 陈培基 +1 位作者 陆夕云 庄礼贤 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1996年第1期73-78,共6页

本文综合应用近似因子分裂法、矢通量分裂法及ＮＮＤ格式的离散思想，对柏对称Ｅｕｌｅｒ方程构造了一种修正的隐式格式，对球柱及多截锥旋成体在Ｍ∞＝１附近跨声速绕流情况进行了计算。与其它方法比较，本方法具有收敛速度快、精度高... 本文综合应用近似因子分裂法、矢通量分裂法及ＮＮＤ格式的离散思想，对柏对称Ｅｕｌｅｒ方程构造了一种修正的隐式格式，对球柱及多截锥旋成体在Ｍ∞＝１附近跨声速绕流情况进行了计算。与其它方法比较，本方法具有收敛速度快、精度高的优点。尤其对Ｍ∞＝１时的跨声速绕流情况。 展开更多

关键词 跨声速流 有限差分法 数值计算 欧拉方程

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转动坐标系中三维跨声速欧拉流的有限体积-TVD格式 被引量：9

20

作者 王保国 卞荫贵 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1992年第4期472-481,共10页

在非惯性转动坐标系中,本文采用贴体网格、有限体积法离散和修正数值通量技术,将Harten的一维TVD格式推广到三维。由于转动使方程出现源项,文中通过对源项的巧妙处理,使修改后的格式能用于非齐次双曲守恒律方程组高分辨率的数值计算。... 在非惯性转动坐标系中,本文采用贴体网格、有限体积法离散和修正数值通量技术,将Harten的一维TVD格式推广到三维。由于转动使方程出现源项,文中通过对源项的巧妙处理,使修改后的格式能用于非齐次双曲守恒律方程组高分辨率的数值计算。为了加速解的收敛,提高显式时间推进的CFL数,本文采用隐式残值光顺技术。三维跨声速带非齐次源项欧拉方程的典型算例表明:捕捉的激波分辨率较高;激波前后没有发现大的数值波动和伪振荡现象;所得的跨声速流场解与实验较接近。 展开更多

关键词 跨音速流动 贴体网格 有限体积法

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