近期,西安交通大學材料學院劉峰教授團隊與德國馬丁路德·哈勒維騰貝格大學的Carsten Tschierske教授合作,并借助上海同步輻射光源(SSRF)小角X射線散射線站與西安交通大學分析測試中心的小角X射線散射儀,研究了一系列多親性同系物分子在不同溫度下的自組裝行為,首次提出了一種新的DD-DG相變路徑:將DD結構的四面體節點扭曲得到Fmmm結構的扭曲四面體節點和平面四重節點,進一步在六方P63/m結構中變為扭曲的和非扭曲的三重平面節點,最后得到只有非扭曲三重節點的DG結構。相變過程中結構的配位數(CN)的變化為4-4-3-3。相變過程以能量最低為原則,極小曲面與節點的六邊形密排互相競爭,得到具有不同節點形狀的四種結構。該研究所提出的全新的DD與DG結構之間相變機制,對從結構和分子層面更深入理解相變過程和進一步調控相變具有重要指導意義。
該研究成果以《在雙螺旋二十四面體結構與雙金剛石結構的相變中得到具有多樣化節點形狀的網狀相結構》(Network Phases with Multiple-Junction Geometries at the Gyroid-Diamond Transition)為題發表在國際化學領域旗艦期刊《美國化學會志》(Journal of the American Chemical Society)上。
本次優化設計及實驗驗證工作是對人工智能輔助支持的離心葉輪全三維優化方法的初次驗證,試驗件的加工由沈鼓完成,試驗測試在西安交大-沈鼓研究院800kW試驗臺上進行。優化所使用的原型葉輪是經過試驗驗證的大流量系數高性能離心壓氣機模型級,包括進出口管路、葉輪、無葉擴壓器及蝸殼,原型葉輪在設計轉速下壓縮機整機級效率可達83%。在對離心葉輪進行全三維優化后,在保持壓比不低于原型級的情況下,設計轉速下的最高級效率提升至86%。這一結果充分表明了基于人工智能輔助的全三維設計優化體系的優越性以及潛在價值。
本次的研究工作也是國際上首次系統地完成具有全三維造型的離心葉輪的氣動設計優化及試驗驗證工作,表明我國的研究團隊已經有能力將更加靈活、魯棒及上限更高的優化方法應用于工程實際,提高各種設計條件下產品的國際競爭力。