冲压式气动激光器掺混燃烧数值分析及优化

通过数值仿真工具分析了固体火箭发动机式气动激光掺混燃烧方案设计及优化。设计方案采用壅塞理论,该设计使得掺混燃烧的实现易于控制。研究结果表明,该方案的温度、压强、产物组分等参数满足气动式激光的需求,温度场、压强场、产物组分在喷管入口处非常均匀。     

固体火箭发动机喷管材料烧蚀仿真及分析

针对固体火箭发动机喷管材料烧蚀问题，分析并比较了碳基材料喷管和钨材料喷管的烧蚀率。通过计算两种喷管材料的热化学反应速率，得到了对应的烧蚀率和热流密度分布特性，并分析了燃烧室压强和温度对喷管烧蚀的影响。结果表明：碳基材料喷管与钨材料喷管的烧蚀分布规律相同，但钨材料喷管的整体烧蚀率更小；燃烧室压强和温度均会提高喷管的烧蚀率。综合考虑材料成本和固体火箭发动机整机重量因素，选用钨材料喉衬可以明显减小喷管关键位置的烧蚀量。     

冷却剂参数对铣槽喷管低周疲劳寿命的影响

采用有限体积流固耦合计算方法、非线性有限元热结构耦合分析方法和局部应变法研究大面积比铣槽喷管三维再生冷却槽道在循环工作条件下的热结构变形与低周疲劳寿命,并对比分析了冷却剂质量流量与入口温度对铣槽喷管疲劳使用寿命的影响。计算结果表明,铣槽喷管热结构响应呈现复杂的三维效应,应变较大位置主要分布在与肋连接的内衬区域,喷管中部的残余应变量最大;冷却槽道低周疲劳寿命分布和热结构响应基本一致,最小寿命位于喷管中部与肋相连的内衬区域燃气侧;随冷却剂质量流量增加,铣槽喷管低周疲劳寿命不断提高;随冷却剂入口温度增加喷管尾部低周疲劳寿命值不断降低,而喷管中前部的低周疲劳寿命值却不断提高,当冷却剂入口温度为280K左右时,本文的铣槽喷管总体使用寿命达到最大。      

基于FLUENT的火箭发动机喷管流场数值模拟

根据火箭发动机喷管设计要求及限制条件,给出喷管型面设计方法。采用计算流体力学(CFD)方法,用单方程(Spalart—Allmaras)湍流模型,借助FLUENT软件对喷管在主要工作状况下的流场特征进行了数值模拟,得到了喷管壁面上的马赫数分布图、压强分布图、流线分布图等计算结果,并对其进行了分析和总结。为固体火箭发动机喷管的设计与研究提供有效参考。     

毛细结构盖板微喷射流冷却装置的数值研究

提出了一种采用毛细结构盖板的阵列微喷射流冷却主动散热方案,用于对相控阵雷达高密度射频组件进行冷却,对采用不同结构形式盖板的射流冷却装置进行了数值仿真,详细研究了射流流体进口流速和封装基材材料对射流冷却装置散热效果的影响.结果表明:相比于光滑表面盖板,采用毛细结构表面后,射流冷却装置的散热效果得到明显强化,并且散热效果随着射流流体进口流速的提高而增强,此外封装基材的导热系数也会对射流冷却装置的散热效果产生显著影响.     

采用射流冷却的撕碎机刀具热特性仿真分析

针对撕碎机刀具长时间工作后因温度过高而导致其使用寿命下降的问题,将射流冷却技术应用了到撕碎机刀具中,通过冷却介质冲击撕碎机刀具表面进行了强制对流换热,从而降低了刀具温度。提出了一种新型撕碎机刀具结构,并基于该结构建立了在空气和水两种不同射流介质下的三维冷却模型;利用Fluent软件,选择合理的计算区域和边界条件,采用标准k-ε湍流模型,分析了不同冷却方式对撕碎机刀具热特性的影响。研究结果表明:该冷却系统采用水射流冷却能有效控制刀具温升,改善刀具温度的不均匀性;不同射流口压力下刀具的热特性仿真研究,可指导实际撕碎机刀具冷却系统参数的选取。     

用恒温淬火工艺有效减小齿轮变形问题

工程机械传动用齿轮一般使用20CrMnTi等材料制造，过去采取传统方法淬火时，由于冷却介质温度难以控制以及介质冷却特性等因素，造成齿轮变形无规律可言，齿轮质量难以控制，而采用恒温淬火设备和专用分级淬火油，可以有效改善上述情况，对提高齿轮淬火质量，减小零件变形起到较好的作用。     

基于C8051F020 SOC芯片的系统温度测控的实现

基于C8051F020数模混合SOC芯片的固有硬件特点，提出了一种新的系统温度测控软硬件实现方法。经过适当的数字信号处理和数值转换，能够达到较满意的系统温度测控目的。在功能实现中，采用了基于硬件的ADC可编程窗口检测器进行过限值报警，提高系统的实时性。同时，提供了多种冷却风扇的控制方式，进一步提升了芯片温度测控功能的应用价值。     

正火控冷技术在火车轴热处理中的应用

车轴二次正火后采用高压空气经特制喷嘴吹到工件表面。通过控制喷管出口风速来控制车轴正火后冷却速度，解决了由于季节性温度差异造成的车轴正火空冷性能不稳定的问题。     

煤矿主井提升机电动机冷却系统的技术改造

为解决主井提升机电动机冷却系统无法满足生产需求问题,结合企业实际情况将冷却系统改进为全封闭式冷却系统,并在此基础上,对冷却系统进一步提出增大通风量、冷却空气介质、降低循环冷却水三种改造方案,最终确定降低循环冷却水方案更加满足企业实际条件。从现场检验结果来看,冷却系统的冷却能力有了明显的提高,电动机温度得到了有效的控制。     

基于有限元法的低温湿式磨削温度场分析

采用有限元数值计算法对低温湿式磨削液的冷却性能进行了模拟,获得了低温湿式磨削的温度曲线;通过磨削实验验证了有限元数值仿真结果。研究表明:低温切削磨削液能够增强磨削液的冷却性能,充分发挥其降低磨削温度的效能,减少工件热膨胀,提高加工精度。     

拉瓦尔喷管小推力测量系统数值计算研究

针对卫星姿态调节舱体上喷管的测力面位置问题,使用Fluent流体计算软件,采用有限体积法,根据挡板位置和入口总压,对拉瓦尔喷管及其延伸流场进行了仿真,对挡板对喷管及其延伸流场的影响进行了分析。对3种出口直径分别为5.1、3.6、2.3的拉瓦尔喷管进行了数值计算,其推力大小均在10 N以内。研究结果表明,当挡板固定不动时,喷管Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的进出口压强比分别超过10、12、15时,挡板对喷管出口压强产生影响;当入口总压不变时,每类喷管都有相应挡板适合放置的位置区域,且不尽相同。     

射流角度对气动矢量喷管的影响及优化

采用数值模拟方法计算分析了射流角度对气动矢量喷管流动结构和性能的影响。基于试验设计和近似模型方法,结合数值模拟,构建了气动矢量喷管模型。将气动矢量喷管模型集成到发动机总体性能程序中,以某航空发动机为研究对象,分析了发动机不同状态下的气动矢量喷管性能情况。研究结果表明:在一定的几何与气动参数条件下,存在使气动矢量角最大的射流角度。随着发动机进口温度和引气量的增加,气动矢量角最大模式下的射流角度均逐渐减小,垂直喷射或顺流向对提升喷管推力系数有利。     

逆流冷却罗茨鼓风机性能分析

为了研究逆流冷却技术对罗茨鼓风机性能的影响,采用理论分析和数值分析相结合的方法,分析了逆流冷却罗茨鼓风机的特点.数值分析基于FLUENT软件,采用动网格方法对三叶圆弧线型的逆流冷却罗茨鼓风机内部流场进行了可压缩非定常流动的数值模拟.分析结果表明:逆流冷却技术对罗茨鼓风机性能的改善起到了重要作用,它不仅可以降低罗茨鼓风机的排气温度,提升罗茨鼓风机的排气压力,而且能够削弱甚至避免排气口处高压气体的急剧回流,降低排气过程中的气体动力性噪声.本文分析结果可为罗茨鼓风机的降噪和壳体结构的优化设计提供有价值的参考.     

火箭喷管非设计状态诊断与数值研究

喷管是火箭发动机产生推力的核心部件,其功能是把高压燃气转变为动能,使气流在其中膨胀加速,以高速向外喷射而产生反作用推力。火箭发动机喷管的设计状态是气体完全膨胀的状态,此时喷管出口的燃气速度达到最大。采用二维模型对喷管工作状态进行数值模拟计算,计算模型引入了气动参数、特征压强等以速度为变量的函数。结果表明,喷管的工作状态主要取决于压强比和截面积比,而燃气在喷管中膨胀不到位或者过度膨胀都会使发动机的推力减小．影响发动机性能。     

温度-压强耦合并行激发主动拆卸结构的设计方法研究

目前的主动拆卸结构的拆解一般应用单一物理场激发,在极端环境或意外环境中可能会发生主动拆解,产品可靠性不高,针对此,研究了温度-压强耦合并行激发主动拆卸结构的激发原理和特点,提出了温度-压强耦合并行激发主动拆卸结构的设计方法,并通过案例分析,验证了该设计方法的可行性。研究结果表明:应用温度-压强耦合并行激发的主动拆卸结构作为连接单元的产品,其可靠性大幅度提高。     

基于数值模拟和3D打印的热冲压模具随形水道设计制造研究*

针对传统热冲压模具深孔对钻冷却系统冷却不均的现象,基于热冲压过程的多场耦合传热理论,提出热冲压模具随形冷却系统设计方法。利用Star-ccm+软件对热冲压冷却淬火过程进行热流固耦合模拟。以自主研发的彩虹电动汽车B-柱模具镶块为研究对象,对传统深孔对钻和新提出多种随形设计方案进行了冷却模拟分析。根据模拟结果,比较分析了不同冷却方案的冷却效果,并提出B柱模具镶块纵向随形冷却水道的优化方案,分析了优化前、后模面温度场的变化。提出运用覆膜砂3D打印造型结合传统铸造工艺的方法,制造具有随形冷却水道的热冲压模具。通过对比五种方案发现,采用纵向随形设计的热冲压模具,与冷却最差的平行随形设计相比,模面最大温度降低47.4%,模面平均温度降低40.9%,模面温度均匀性提高1.8%。根据纵向随形水道设计流程,将水道形状和位置参数R、H、r作为优化参数,模面温度场作为优化目标,对纵向随形水道进行优化,结果显示,优化后模面最大温度下降了49.8%,模面平均温度下降了46.8%,模面温度标准偏差下降了67.5%,模面温度均匀性提高了1.9%。因此,采用随形冷却的热冲压模具,有效地提高了生产加工效率和使用寿命,改善了热冲压件的平均强度和组织与力学性能的均匀性。     

气动矢量喷管建模及对发动机性能影响的研究

基于气体动力学理论,按照气流在气动矢量喷管内部的流动状态,构建了气动矢量喷管的数学模型,并编制了相应的计算程序,将程序仿真结果与试验和CFD数值模拟结果进行对比,结果表明所构建的气动矢量喷管程序具有较高精度,可以用来表达气动矢量喷管特性。将气动矢量喷管程序集成到航空发动机总体性能程序中,以某航空发动机为研究对象,采用三种控制模式(发动机压比不变、喷管喉部面积不变、低压转速不变),开展引气量对发动机性能影响的研究。结果表明:随着二次流引气量的增加,发动机矢量角增加的同时发动机性能有较大幅度降低,配装气动矢量喷管的发动机对控制模式提出新的要求。     

射流位置对喷管喉道倾斜矢量控制方案的影响分析

利用RNG k-ε湍流模型,采用局部网格加密技术,求解三维N-S方程对某型二元喷管喉道倾斜矢量控制时的全流场进行了数值模拟.研究表明在小扩张比、短扩散段喷管上,采用喉道倾斜矢量控制方案主流可以实现亚音速偏转.采用三维曲面生成法分析了调整喉部射流位置和扩张段射流位置对喷管流场的影响,计算表明喉部射流位置越接近喉部,扩张段射流位置越靠近喷口,产生的推力矢量越大.     

装甲车辆柴油机冷却系统在高原环境下控制方案优化研究

针对装甲车辆柴油机在高原地区关键部件不能得到有效冷却导致柴油机故障频发,影响着装甲车辆的可靠性和作战效能发挥的问题,研究高原环境下柴油机冷却系统控制方案优化方法,提出了基于柴油机工况开环控制和基于柴油机出水口温度PID闭环反馈相结合的控制方法。最后以海拔5000m时为例编制了开环控制MAP图,对控制方案进行了模型仿真,结果表明优化后的控制系统能够有效提高冷却系统散热能力。