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不同间距下过冷水滴连续撞击超疏水表面的数值研究
1
作者
郑韦
赵家权
吴杰
《空气动力学学报》
北大核心
2025年第7期42-51,I0001,共11页
过冷水滴撞击飞机表面后形成的积冰严重威胁着飞行安全,积冰通常是由多个液滴共同作用形成的,明晰多过冷水滴间的相互作用对撞击-结冰过程的影响具有重要意义。本文基于流体体积法,结合凝固/融化模型,数值模拟了双过冷水滴连续撞击冷超...
过冷水滴撞击飞机表面后形成的积冰严重威胁着飞行安全,积冰通常是由多个液滴共同作用形成的,明晰多过冷水滴间的相互作用对撞击-结冰过程的影响具有重要意义。本文基于流体体积法,结合凝固/融化模型,数值模拟了双过冷水滴连续撞击冷超疏水表面的动力学行为,研究了液滴间距对双液滴动态行为和传热特性的影响。结果表明:随着液滴间距的增加,双液滴依次出现了“内部铺展”“表面铺展”和“包裹式铺展”3种混合模式,最大铺展系数由不变过渡到增大,双液滴的聚集行为逐渐加剧,液滴与冷壁面的传热效果随之增强,其中,液滴与冷表面的接触面积是影响传热的首要因素;此外,双液滴相互作用过程中液滴内部形成的旋涡会阻碍液滴的水平铺展,从而避免铺展面积的增大。
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关键词
双过冷水滴
连续撞击
超疏水表面
液滴间距
传热
混合方式
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职称材料
考虑真实呼吸条件下的上气道内流场性质的数值研究
2
作者
崔新光
荆浩
刘张裕
《医用生物力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S01期107-107,共1页
目的准确评估和预测不稳定的呼吸气流特征在了解有毒颗粒物和吸入气溶胶药物在人体呼吸道中的沉积方面起着至关重要的作用。方法考虑到人体不同呼吸频率下呼吸流速和声门运动的变化,通过大涡模拟研究了真实呼吸条件下的上气道内的流场特...
目的准确评估和预测不稳定的呼吸气流特征在了解有毒颗粒物和吸入气溶胶药物在人体呼吸道中的沉积方面起着至关重要的作用。方法考虑到人体不同呼吸频率下呼吸流速和声门运动的变化,通过大涡模拟研究了真实呼吸条件下的上气道内的流场特性,包括压力场、功率损失、模态空间模式以及涡流结构。此外,还基于模态分解探究了呼吸流动特征。结果呼吸频率显著影响气流的不稳定性、湍流演变和涡流结构耗散,因为它们增加了湍流扰动引入的复杂性和蝴蝶效应。其次,考虑到呼吸生理特征,尤其是在低呼吸频率下,声门处的压降和流速也符合幂律关系。声门运动在吸气和呼气过程中的能量消耗中起着不同的作用,其大小可以使用基于声门面积和呼吸流量的多项式函数来预测,最后,模态分解可以有效地应用于呼吸流特征的研究,但建议分别研究吸气和呼气。主导模式的空间分布表征了大多数呼吸流特征,并受到呼吸频率的影响。谱熵结果表明,声门运动和缓慢呼吸都会延迟吸气和呼气过程中上呼吸道的流动转捩。结论不同呼吸频率下呼吸生理特征的变化对不稳定的呼吸气流特征有显著影响,结合更多的生理数据对于获得真实的呼吸气流特性是至关重要的。
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关键词
呼吸气流
上气道
呼吸频率
模态分解
多项式函数
蝴蝶效应
能量消耗
呼吸生理
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职称材料
时变泊松比HTPB固体推进剂体积和剪切松弛模量反演
3
作者
白凡
杨新华
曾国伟
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期274-280,共7页
为表征HTPB复合固体推进剂泊松比的时间相关性,以经典积分型粘弹性本构模型为基础,开展了从单轴受力响应到体积和剪切松弛模量反演问题研究。运用径向基配置法和带近似奇异核的高斯求积公式求解反演问题的第二类Volterra积分方程。将获...
为表征HTPB复合固体推进剂泊松比的时间相关性,以经典积分型粘弹性本构模型为基础,开展了从单轴受力响应到体积和剪切松弛模量反演问题研究。运用径向基配置法和带近似奇异核的高斯求积公式求解反演问题的第二类Volterra积分方程。将获得的体积和剪切松弛模量导入Abaqus有限元软件并开展材料力学行为仿真。将有限元结果与单轴松弛、蠕变和等速率加载实验数据进行对比,验证反演方法的正确性。分析了粘弹性泊松比Prony级数参数对相对松弛模量的影响规律。结果表明,当泊松比与时间相关时,相对体积和剪切松弛模量曲线出现分离,其分离程度受长期与瞬时泊松比之差的影响,而分离快慢受泊松比迟滞时间影响。采用正确的体积和剪切松弛模量,经典粘弹性本构模型不仅能合理预测HTPB固体推进剂松弛和蠕变等粘弹性行为,还能正确反映泊松比的时间相关性。
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关键词
粘弹性泊松比
松弛模量
Prony级数
VOLTERRA积分方程
HTPB固体推进剂
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职称材料
题名
不同间距下过冷水滴连续撞击超疏水表面的数值研究
1
作者
郑韦
赵家权
吴杰
机构
华中科技大学航天航空学院
出处
《空气动力学学报》
北大核心
2025年第7期42-51,I0001,共11页
文摘
过冷水滴撞击飞机表面后形成的积冰严重威胁着飞行安全,积冰通常是由多个液滴共同作用形成的,明晰多过冷水滴间的相互作用对撞击-结冰过程的影响具有重要意义。本文基于流体体积法,结合凝固/融化模型,数值模拟了双过冷水滴连续撞击冷超疏水表面的动力学行为,研究了液滴间距对双液滴动态行为和传热特性的影响。结果表明:随着液滴间距的增加,双液滴依次出现了“内部铺展”“表面铺展”和“包裹式铺展”3种混合模式,最大铺展系数由不变过渡到增大,双液滴的聚集行为逐渐加剧,液滴与冷壁面的传热效果随之增强,其中,液滴与冷表面的接触面积是影响传热的首要因素;此外,双液滴相互作用过程中液滴内部形成的旋涡会阻碍液滴的水平铺展,从而避免铺展面积的增大。
关键词
双过冷水滴
连续撞击
超疏水表面
液滴间距
传热
混合方式
Keywords
double supercooled water droplets
continuous impingement
superhydrophobic surface
droplet spacing
heat transfer
impact mode
分类号
V211.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
V321.229 [航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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职称材料
题名
考虑真实呼吸条件下的上气道内流场性质的数值研究
2
作者
崔新光
荆浩
刘张裕
机构
华中科技大学航天航空学院
出处
《医用生物力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S01期107-107,共1页
基金
国家自然科学基金项目,12172146
文摘
目的准确评估和预测不稳定的呼吸气流特征在了解有毒颗粒物和吸入气溶胶药物在人体呼吸道中的沉积方面起着至关重要的作用。方法考虑到人体不同呼吸频率下呼吸流速和声门运动的变化,通过大涡模拟研究了真实呼吸条件下的上气道内的流场特性,包括压力场、功率损失、模态空间模式以及涡流结构。此外,还基于模态分解探究了呼吸流动特征。结果呼吸频率显著影响气流的不稳定性、湍流演变和涡流结构耗散,因为它们增加了湍流扰动引入的复杂性和蝴蝶效应。其次,考虑到呼吸生理特征,尤其是在低呼吸频率下,声门处的压降和流速也符合幂律关系。声门运动在吸气和呼气过程中的能量消耗中起着不同的作用,其大小可以使用基于声门面积和呼吸流量的多项式函数来预测,最后,模态分解可以有效地应用于呼吸流特征的研究,但建议分别研究吸气和呼气。主导模式的空间分布表征了大多数呼吸流特征,并受到呼吸频率的影响。谱熵结果表明,声门运动和缓慢呼吸都会延迟吸气和呼气过程中上呼吸道的流动转捩。结论不同呼吸频率下呼吸生理特征的变化对不稳定的呼吸气流特征有显著影响,结合更多的生理数据对于获得真实的呼吸气流特性是至关重要的。
关键词
呼吸气流
上气道
呼吸频率
模态分解
多项式函数
蝴蝶效应
能量消耗
呼吸生理
分类号
R318.01 [医药卫生—生物医学工程]
R332 [医药卫生—人体生理学]
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职称材料
题名
时变泊松比HTPB固体推进剂体积和剪切松弛模量反演
3
作者
白凡
杨新华
曾国伟
机构
武汉
科技
大学
理
学院
冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室
华中科技大学航天航空学院
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期274-280,共7页
基金
国家自然科学基金(11832013)
湖北省自然科学基金(2020CFB128)
湖北省教育厅科研计划(D20211108)。
文摘
为表征HTPB复合固体推进剂泊松比的时间相关性,以经典积分型粘弹性本构模型为基础,开展了从单轴受力响应到体积和剪切松弛模量反演问题研究。运用径向基配置法和带近似奇异核的高斯求积公式求解反演问题的第二类Volterra积分方程。将获得的体积和剪切松弛模量导入Abaqus有限元软件并开展材料力学行为仿真。将有限元结果与单轴松弛、蠕变和等速率加载实验数据进行对比,验证反演方法的正确性。分析了粘弹性泊松比Prony级数参数对相对松弛模量的影响规律。结果表明,当泊松比与时间相关时,相对体积和剪切松弛模量曲线出现分离,其分离程度受长期与瞬时泊松比之差的影响,而分离快慢受泊松比迟滞时间影响。采用正确的体积和剪切松弛模量,经典粘弹性本构模型不仅能合理预测HTPB固体推进剂松弛和蠕变等粘弹性行为,还能正确反映泊松比的时间相关性。
关键词
粘弹性泊松比
松弛模量
Prony级数
VOLTERRA积分方程
HTPB固体推进剂
Keywords
Viscoelastic Poisson’s ratio
Relaxation modulus
Prony series
Volterra integration equation
HTPB propellant
分类号
V512.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
不同间距下过冷水滴连续撞击超疏水表面的数值研究
郑韦
赵家权
吴杰
《空气动力学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
考虑真实呼吸条件下的上气道内流场性质的数值研究
崔新光
荆浩
刘张裕
《医用生物力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
时变泊松比HTPB固体推进剂体积和剪切松弛模量反演
白凡
杨新华
曾国伟
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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