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通过约束航空结构粒子群优化进行飞机螺旋桨设计
摘要：通过螺旋桨设计方法与粒子群优化 (PSO) 相结合，开发了一种降低螺旋桨驱动飞机能耗的航空结构算法。优化过程中考虑了多种螺旋桨参数，包括每个螺旋桨截面的翼型几何形状。螺旋桨性能预测工具采用收敛改进的叶片元素动量理论，该理论由从 XFOIL 和经过验证的 OpenFOAM 获得的翼型气动特性提供。根据实验 NACA 4 位数据估计失速角校正，并在出现收敛问题时使用。对气动数据进行校正以考虑压缩性、三维、粘性和雷诺数效应。根据实验数据拟合提出了旋转校正系数。采用基于欧拉-伯努利梁理论的结构模型，并根据有限元分析对其进行验证，同时讨论了离心力的影响。进行了一个案例研究，将弦长和螺距分布与涡流理论的最小损失分布进行了比较。使用印刷螺旋桨进行风洞试验，以得出整个程序的可行性以及 XFOIL 和 CFD 最佳螺旋桨之间的差异。最后，将最佳 CFD 螺旋桨与具有相同直径、螺距和运行条件的商用螺旋桨进行比较，显示出更高的推力和效率。
近壁单个气泡倒塌引起的冲击波的动态特征
理解单个气泡尺度上的动力学行为对于理解空化流量特性至关重要。在这项研究中，已经对单独的邻近壁液液的折断引起的冲击波进行了实验和数值分析。使用高速摄影和阴影图技术研究了近壁气泡塌陷引起的冲击波特征。使用OpenFoam CavitatingFoAM求解器进行了近壁液液塌陷诱导的冲击波动力学。（1）冲击波显示基本对称分布。沿矢状直径降低的压力最大值。与初始冲击波相比，在壁附近产生的第二个冲击波的强度降低了约21.2％。模拟波速与实验数据表现出很高的一致性，计算出的误差低于7.9％。（2）冲击波在水中传播的压力和速度分别表现出功率功能和指数衰减功能，它们在距离上传播时。和速度的扰动曲线与冲击波传播的方向对齐。此结果表明冲击波充当速度场中产生干扰的催化剂。（3）构建近壁液泡塌陷波能的转化关系。在第一次崩溃期间，近壁空气泡平均损失了其能量的85％。这允许评估空化引起的冲击波对刚性表面的侵蚀影响。
生物质炉的并行多物理场仿真和中小企业的云端工作流程
[1] Xavier Besseron、Alban Rousset、Alice Peyraut 和 Bernhard Peters。2021 年。使用 preCICE 在 XDEM 和 OpenFOAM 之间进行欧拉-拉格朗日动量耦合。在第 14 届 WCCM 和 ECCOMAS 大会 2020 上。[2] Christian Bruch、Bernhard Peters 和 Thomas Nussbaumer。2003 年。固定床条件下的木材燃烧建模。Fuel 82（2003 年）。https://doi.org/10.1016/S0016-2361(02)00296-X [3] José María Cela、Philippe OA Navaux、Alvaro LGA Coutinho 和 Rafael Mayo-García。2016 年。促进能源研究和技术开发方面的合作，应用新的百亿亿次 HPC 技术。在第 16 届 IEEE/ACM 国际集群、云和电网计算研讨会 (CCGrid) 上。https://doi.org/10.1109/CCGrid.2016.51 [4] Tao Chen、Xiaoke Ku、Jianzhong Lin 和 Hanhui Jin。2019 年。热厚生物质颗粒燃烧建模。Powder Technology 353 (2019)。 https://doi.org/10.1016/j.powtec.2019.05.011 [5] Gerasimos Chourdakis、Kyle Davis、Benjamin Rodenberg、Miriam Schulte、Frédéric Simonis、Benjamin Uekermann、Georg Abrams、Hans-Joachim Bungartz、Lucia Cheung Yau、Ishaan Desai、Konrad Eder、Richard Hertrich、Florian Lindner、Alexander Rusch、Dmytro Sashko、David Schneider、Amin Totounferoush、Dominik Volland、Peter Vollmer 和 Oguz Ziya Koseomur。 2021. preCICE v2：可持续且用户友好的耦合库。 ArXiv210914470 Cs (2021)。 [6] 艾汉·德米尔巴斯。 2005. 可再生能源的潜在应用、锅炉动力系统中的生物质燃烧问题以及燃烧相关的环境问题。能源与燃烧科学进展 31 (2005)。https://doi.org/10.1016/j.pecs.2005.02.002 [7] Andrea Dernbecher、Alba Dieguez-Alonso、Andreas Ortwein 和 Fouzi Tabet。2019. 基于计算流体动力学的生物质燃烧系统建模方法综述。生物质转化生物参考。9 (2019)。https://doi.org/10.1007/s13399-019-00370-z