叶片表面耦合仿生的喷泵空化抑制机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51806053
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    23.0万
  • 负责人：
    燕浩
  • 依托单位：
    合肥工业大学
  • 学科分类：
    E0602.内流流体力学
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

As one kind of axial-flow hydraulic machines, water-jet pumps play an important role in propellers such as planing boats and ships. When water-jet pumps run at high speed, cavitation will occur at the inlet of impellers and induce vibration, which will result in a drastic drop in the hydraulic performance and frequent breakdowns at fragile parts, which will severely constraint on defence and infrastructure. In order to solve key scientific problems such as the establishment of the blade’s physical model based on bionic coupling functional surface caused by sturgeon, the emergence and development of cavitation, and the response relationship between vortex motion and structure, this study takes cavitation inhibition on blade, which is based on bionic coupling functional surface, as the starting point to carry out research for basic theories and experiments to study flow’s nonlinear dynamic behavior and cavitation formation process on non-smooth surface of blade in unsteady turbulence flow field, reveal the pressure load distribution and characteristics of flow pulsation under cavitation condition in bionic coupling water-jet pumps in open water, find the interaction mechanisms between vortex motion and structure under cavitation condition, discuss the interaction mechanism between bionic coupling functional surface and cavitation flow to lay the theoretical foundation for the design and application of high cavitation performance water-jet pumps. The outcomes of this study will help to widen the research direction of the cavitation flow on blades surface in axial-flow hydraulic machineries.
喷泵作为轴流式水力机械，在滑行艇、船舶等推进器中扮演重要角色，高速运转时，叶轮进口易出现空化，诱发振动，造成易损部件故障频发，严重制约了国防和基础建设。为解决叶片耦合仿生物理模型构建及其空化抑制机制与敞口状态下喷泵空化产生发展及涡动与结构响应映射关系等关键科学问题。本项目以叶片表面耦合仿生抑制喷泵空化流动的问题为切入点开展基础理论与实验研究，考察叶片表面耦合仿生功能在非稳态湍流场下非线性动力学行为和空化形成过程，揭示敞口喷泵空化作用下压力载荷、流量脉动特征及分布规律，建立空化状态下涡动与结构响应映射关系，探讨耦合仿生功能表面与空化流动的相互作用机制，为高抗空化性能喷泵的研制和设计应用提供理论支持，相关研究结果有助于扩展轴流式水力机械叶片表面空化流动抑制的研究方向。

结项摘要

喷泵作为轴流式水力机械，在滑行艇、船舶等推进器中扮演重要角色，高速运转时，叶轮进口易出现空化，诱发振动，造成易损部件故障频发，严重制约了国防和基础建设。为解决叶片耦合仿生物理模型构建及其空化抑制机制与敞口状态下喷泵空化产生发展及涡动与结构响应映射关系等关键科学问题。本项目以仿生水翼设计方法及其影响绕水翼空化流动问题为切入点开展基础理论与实验研究，比较研究了耦合仿生叶片在在非稳态湍流场下的空化演化行为，揭示了敞口喷泵空化作用下压力载荷、流量脉动特征及分布规律，建立空化状态下水翼涡动与结构响应映射关系，探讨耦合仿生功能表面与空化流动的相互作用机制，为高抗空化性能喷泵的研制和设计应用提供理论支持，相关研究结果有助于扩展轴流式水力机械叶片设计方法和空化流动抑制的研究方向。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（8）
Mechanism and propagation characteristics of rotating stall in a mixed-flow pump
混流泵旋转失速机理及传播特性
  • DOI：
    10.1016/j.renene.2020.02.003
  • 发表时间：
    2020-06-01
  • 期刊：
    RENEWABLE ENERGY
  • 影响因子：
    8.7
  • 作者：
    Li, Wei;Li, Enda;Zhu, Yong
  • 通讯作者：
    Zhu, Yong
Analysis and Optimization of Unsteady Flow in a Double-Suction Centrifugal Pump for a Cooling-Water Supply System in a Nuclear Reactor
核反应堆冷却水供应系统双吸离心泵非定常流动分析与优化
  • DOI：
    10.1007/s11630-020-1252-z
  • 发表时间：
    2020-05
  • 期刊：
    Journal of Thermal Science
  • 影响因子：
    2.5
  • 作者：
    Yan Hao;Su Xiaozhen;Shi Haixia;Cheng Maosheng;Li Yunqing
  • 通讯作者：
    Li Yunqing
Design of a novel flat-cloth airway in powder tank based on Taguchi optimization
基于田口优化的新型粉罐平布气道设计
  • DOI：
    10.1177/09544062211010864
  • 发表时间：
    2021-05
  • 期刊：
    Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers - Part C: Journal of Mechanical Engineering Science
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Wang Fei;Yan Hao;Zeng Yishan;Xu Wei;Zang Haozhou;Meng Jian
  • 通讯作者：
    Meng Jian
Design optimization of a fluidized bed with a novel air chamber using the CFD-Taguchi method
使用 CFD-Taguchi 方法优化带有新型气室的流化床的设计
  • DOI：
    10.1177/09544062211029325
  • 发表时间：
    2021-08
  • 期刊：
    Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers - Part C: Journal of Mechanical Engineering Science
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Wang Fei;Yan Hao;Zeng Yishan;Xu Wei;Zang Haozhou;Meng Jian
  • 通讯作者：
    Meng Jian
Lift-drag characteristics and unsteady cavitating flow of bionic hydrofoil
仿生水翼升阻特性及非定常空化流
  • DOI：
    10.1016/j.oceaneng.2021.108821
  • 发表时间：
    2021-04
  • 期刊：
    Ocean Engineering
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Yan Hao;Zhang Haozhou;Zeng Yisan;Wang Fei;He Xiangyan
  • 通讯作者：
    He Xiangyan

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其他文献

月经周期和神经质对高兴和恐惧表情识别的影响(英文)
  • DOI：
    10.16128/j.cnki.1005-3611.2015.06.006
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    中国临床心理学杂志
  • 影响因子：
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  • 作者：
    张文娟;周仁来;燕浩
  • 通讯作者：
    燕浩
静息态功能磁共振成像及其在认知障碍中的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    中国康复理论与实践
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    石庆丽;燕浩;陈红燕;王凯;李越秀;韩在柱;张玉梅;张贵云
  • 通讯作者：
    张贵云
双语者语言加工的双机制模式
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    当代语言学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    燕浩
  • 通讯作者：
    燕浩
脑白质疏松患者静息态脑网络磁共振成像的研究
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    中国康复理论与实践
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    魏娜;燕浩;白丽君;姚婧璠;李越秀;陈红燕;张玉梅
  • 通讯作者：
    张玉梅
轴流泵固液两相数值模拟及磨损特性研究
  • DOI：
    10.13245/j.hust.150307
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    华中科技大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    林鹏;刘梅清;燕浩;吴远为
  • 通讯作者：
    吴远为

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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