贮存条件下偏二甲肼蒸发特性

模拟了偏二甲肼贮存环境下泄漏后形成液池,设计蒸发实验研究系统;研究了贮存条件下液池面积、风速、温度、湿度等单因素对偏二甲肼蒸发速率的影响.结果表明随着这些影响因素值的增大,偏二甲肼的蒸发速率相应增大,并建立了贮存条件下偏二甲肼蒸发模型.通过试验验证表明,该模型能较好地预测偏二甲肼的蒸发速率,为研究液体推进剂贮存中泄漏事...     

Fe~Ⅱ(EDTA)~(2-)溶液吸收NO气体的传质-反应过程

湿式氧化法在处理火炸药生产过程中产生的氮氧化物(NOx)废气时存在难以快速氧化吸收NO的问题,导致NOx吸收效率较低。为解决此问题,在鼓泡反应器中,采用亚铁络合物FeⅡ(EDTA)2-作为吸收剂吸收NO气体,通过考察吸收液浓度、NO气体浓度等对吸收速率的影响,分析了NO吸收的传质-反应过程,并且推导了NO吸收过程的理论模型。结果表明:在实验考察范围内,NO吸收速率随NO浓度升高呈线性升高,FeⅡ(EDTA)2-吸收NO是一个拟一级快速反应过程。吸收过程模型计算值与实验值的误差小于5%,两者的一致性较好,可以用来描述NO吸收的传质-反应过程。     

筛网通道液体获取装置压降模型及试验研究

为满足空间发动机及在轨推进剂流体传输中液体不夹气的要求，贮箱中需要设置推进剂管理装置，实现气液分离及液体获取。筛网通道液体获取装置是利用表面张力实现气液分离的装置。研究了地面环境下筛网通道液体获取装置压降模型，针对不同的液柱高度和流量开展计算，并通过地面出流试验对模型进行了验证。     

液体随行装药内弹道计算中液滴喷雾模型分析

随行装药是一种能在最大膛压不变的条件下,通过提高膛压曲线充满系数,从而提高弹丸初速的新型技术。针对30 mm液体随行装药结构,建立内弹道零维模型,其中随行液体药采用喷雾燃烧模型。为了寻找较好的液滴直径计算模型,分别采用定直径液滴模型、气动破碎的变直径液滴模型以及破碎液滴直径呈正态分布的模型进行内弹道数值计算。结果表明,在最大膛压保持不变的条件下,3种液滴直径模型的数值计算结果均与实验结果基本吻合,液滴直径呈正态分布的模型计算结果最接近实验值。     

水下火炮气幕式发射过程中燃气射流与液体工质相互作用特性研究

为了研究水下火炮气幕式发射过程中燃气射流与液体工质相互作用的特性,设计了可视化模拟实验装置,采用高速录像系统记录了圆柱形充液室中弹丸运动及气体与液体相互作用的过程特性,得到了弹丸速度与气幕轴向扩展速度随时间的变化关系。对比不同喷射参数条件下实验结果可以发现：弹丸运动速度随着喷射压力的增加而增加;气幕减阻性能随着斜面喷孔尺寸增大得到提升,弹丸运动速度随之增大。在实验基础上,建立了弹丸运动条件下多股燃气射流在液体介质中扩展的三维非稳态数学模型。针对实验工况进行数值模拟,模拟结果中多股燃气射流扩展过程与实验结果一致;对比二者气幕顶部轴向扩展位移值,可以发现计算结果与实测值吻合较好。弹丸运动条件下气幕生成的数值模型的建立,为水下火炮发射过程中身管内气幕生成及减阻机理分析提供了参考。     

液体工质电热化学炮膛内流动特征研究

应用两维多相流模型对液体工质电热化学炮内弹道过程进行了数值模拟，并利用颗粒轨道模型刻画液体颗粒在膛内的分布和运动情况，进一步详细给出了等离子体和液体工质相互作用的若干细节．计算的膛内压力曲线与实验一致．运用壁面函数法分析了较大界面波振幅对液体工质电热化学炮内弹道过程的影响．计算结果显示：气液界面处波动振幅的增大会导致膛内出现较复杂的流场情况，压力和温度状况也会趋于复杂．这预示了膛内液体工质燃烧的不均匀性，并揭示出由Kelvin-Helmholtz不稳定性产生的两相界面的大幅波动是引起液体工质不稳定燃烧的主要因素．     

固体燃料冲压发动机燃烧室燃烧特性数值模拟

采用12组分、17个化学反应的模型和二阶矩湍流燃烧模型,通过计算药柱表面热传导率,得到了燃面退移速率,对固体燃料冲压发动机燃烧室内部的燃烧流动进行了数值模拟,分析了空气流量、空气总温和入口直径对燃烧室温度分布、C4H6分布和燃面退移速率的影响.分析表明,减小空气入口直径、增加空气流量和总温都会使燃面退移速率增加.     

基于流体体积方法的燃油液滴蒸发过程数值模拟研究

建立了基于气液两相流流体体积（VOF）方法的燃油液滴蒸发的数学计算模型,研究了燃油液滴蒸发过程中的传热传质特性及强制对流流场对传热传质特性的影响。研究发现,燃油液滴在蒸发过程中,液滴内部并不是均匀加热,而是热点区域加热较快,其他区域缓慢加热。在初始时刻时,燃油液滴相界面处的蒸气与周围气体之间的浓度梯度较大,因此初期的蒸发速率较快,其谢伍德数Sh也较大。不同气液相温度差能促进液滴的蒸发过程,随着气液相温度差增大,液滴蒸发速率逐渐增大。随着雷诺数的增大,高温热点区域的分界线逐渐模糊,液滴内部加热逐渐趋于均匀。雷诺数越大,液滴的温度越高,但液滴温度差别较小。不同雷诺数能有效促进液滴的蒸发过程。     

高速环形射流破碎雾化特性及动态喷雾模拟

在再生式液体发射药火炮(RLPG)中,液体射流破碎雾化过程影响到射流结构、液滴尺寸和速度分布等特性,是影响RLPG喷雾燃烧过程的关键因素之一.根据表面波破碎理论建立了RLPG环形喷孔高速液体薄膜破碎模型,并考虑了液滴的二次雾化过程.计算了液膜的破碎过程.计算结果表明,环形射流向喷嘴下游运动过程中内部空腔不断收缩,最终聚并成与圆柱形类似的射流向前运动,喷雾场前缘多为大颗粒液滴;在轴向某一固定位置,平均直径随时间逐渐减小并趋于一稳态值;在空间上平均直径随轴向距离的增加先减小后增大呈凹谷型分布.该模型的建立进一步完善了基于环形喷嘴的RLPG内弹道多维多相流数学模型.     

基于BP 神经网络的风洞传感器非线性误差修正方法

针对风洞试验时传感器测值受到非线性误差干扰的问题,提出基于BP神经网络的风洞传感器非线性误差修正方法.利用BP神经网络强大的非线性映射能力,通过神经网络模型融合传感器校准数据对传感器的测量误差进行计算,并根据网络计算误差对传感器测值进行修正.试验结果表明:该方法能有效地减小非线性误差对传感器测值的影响,提高传感器的测量精度.     

旋转式室温磁制冷回热器二维多孔介质模型仿真

在考虑了主动式回热器（AMR）中单元小格内磁热性工质粒径的不同和位置分布随机性的情况下,建立了室温磁制冷机关键零部件——AMR的二维多孔介质模型,并对系统进行数值模拟计算优化。与实验结果对比表明,该模型的计算温度曲线与实验结果温度曲线具有相同的发展趋势,个别区域存在一定的计算误差,但其在可以接受的范围内。通过分析冷却流体流量、AMR转速以及磁场强度对室温磁制冷机性能的影响,结果表明：当换热流体流量增加时,有助于抵消AMR中残留液体对于性能的影响;转速的增加减少了换热流体与磁工质的换热时间,对于制冷机的性能存在不利影响,但是这一影响在冷却流体流量较大时会变小;增加磁场强度有助于减轻残留液体对于制冷量的影响,系统性能也有明显的提升。在考虑了主动式回热器（AMR）中单元小格内磁热性工质粒径的不同和位置分布随机性的情况下,建立了室温磁制冷机关键零部件——AMR的二维多孔介质模型,并对系统进行数值模拟计算优化。与实验结果对比表明,该模型的计算温度曲线与实验结果温度曲线具有相同的发展趋势,个别区域存在一定的计算误差,但其在可以接受的范围内。通过分析冷却流体流量、AMR转速以及磁场强度对室温磁制冷机性能的影响,结果表明：当换热流体流量增加时,有助于抵消AMR中残留液体对于性能的影响;转速的增加减少了换热流体与磁工质的换热时间,对于制冷机的性能存在不利影响,但是这一影响在冷却流体流量较大时会变小;增加磁场强度有助于减轻残留液体对于制冷量的影响,系统性能也有明显的提升。     

Gleeble3500热模拟试验构建本构方程的速率及温度修正研究

利用Gleeble3500热模拟试验机进行材料的高速(应变速率大于1 s-1)试验时,由于采用的stroke模式导致速率偏离目标速率以及塑性功转化热在短时间内散发不出去,使试样温度偏离设置温度、材料变形偏离目标变形条件。为构建材料真实变形条件下的本构方程,通过分析速率及温升与应变之间的关系,在传统本构方程的基础上构建了带有速率修正和温度弹跳的本构方程模型。结果表明,修正后的本构方程具有较高的预测精度。     

固体火箭发动机尾焰注水流场对导流槽排导性能影响研究

为了研究固体火箭发动机尾焰注水流场对导流槽排导通畅性的影响,设计了火箭发动机和导流槽缩比模型并完成了发动机系留点火及注水试验。结果表明：向尾焰注水能够使流入导流槽内混合气体温度降低到原来的1/2,实现对导流槽的热防护;但大量的水蒸气生成并与燃气混合后进入导流槽,影响了导流槽的排导性能。为了解决该问题,建立了在Mixture多相流模型基础上的数值计算模型,在Mixture多相流模型中以源项形式添加液态水与燃气两相流作用过程中的质量和能量转移方程,通过与试验数据对比,验证计算模型具有较高的精度和可靠性,并进一步得出燃气流场和液体流场的相互作用和对导流槽的排导性能的影响。在此基础上分析了发动机喷管数量、导流型面曲线类型对导流槽排导通畅性的影响,为火箭发动机尾焰注水系统工程应用提供参考。     

100km以下风场对远程弹箭运动的影响研究

在声坐标系中建立了100 km高度范围内自由大气风场的计算模型,根据Nimbus-7卫星探测器( SAMS)温度数据,利用热成风公式对100 km以下的风场进行了计算分析,与某火箭探空实测数据的对比曲线显示：计算风场与火箭实测风的分布规律基本一致,说明根据卫星探测温度数据,在p坐标系中利用热成风公式计算高空风场的方法是可行的。以某远程火箭为对象进行的对比计算结果表明,受高空风的影响,远程弹箭的射程差与侧偏都很大。     

黑索今基含铝炸药烤燃实验和数值模拟

含铝（Al）炸药在烤燃过程中,Al粉会改变炸药内部传热机制从而影响炸药热反应,因此需要研究含Al炸药热反应特征。采用多点测温烤燃法,对压装黑索今（RDX）/石蜡（WAX）（96/4）炸药进行了烤燃实验,获得了炸药内部不同位置处温度变化;结合数值模拟计算,标定了RDX炸药反应动力学模型参数;分别采用多点测温烤燃法和烤燃弹法,对压装RDX/Al/Binder（60/31/9）和熔铸梯恩梯（TNT）/RDX/Al（60/24/16）两种含Al炸药进行了烤燃实验,获得了炸药内部温度变化及点火时间。建立含Al炸药热反应计算模型,计算分析了炸药热反应特征。对RDX/Al/Binder考虑了Al粉的吸热和热传导;对TNT/RDX/Al考虑了相变及多步热分解反应,并采用多组元网格单元计算法同时考虑Al粉的吸热;对炸药烤燃实验进行了数值模拟计算,通过与实验结果比较验证了计算结果的准确性。研究结果表明：Al粉的加入会加快压装RDX/Al/Binder（60/31/9）含Al炸药内部的传热速率,缩短其点火时间,降低炸药热安全性;Al粉的加入对铸装TNT/RDX/Al（60/24/16）含Al炸药的传热过程没有显著影响。     

装甲车辆动力装置部件温度的网络化预测方法

以装甲车辆动力装置部件为研究对象，提出了预测其温度的网络化方法，给出了传热网络模型，说明了总体计算流程。结合润滑油、冷却液、动力舱冷却空气流动及其它必要边界条件，对某型装甲车辆动力装置部件温度进行了预测，给出了预测值与实验值的对比，得到了动力装置部件温度的分布，预测了高温部位温度随发动机转速和环境温度的变化，结果表明该方法方便有效，有较好的实用意义。     

整装式液体发射药燃烧推进过程的内弹道特性

为研究液体药燃烧过程中的压力波以及Taylor-Helmholtz不稳定效应对内弹道性能的影响,针对12.7 mm小口径整装式液体药燃烧发射装置,利用有限元分析软件ANSYS建立气体与液体两相反应流数理模型。通过数值模拟得到液体发射药燃烧过程中Taylor空腔气体与液体界面的演化特性,以及组分质量分数、液体药蒸发速率、化学反应速率和温度云图。结果表明：蒸发和燃烧反应主要发生在Taylor空腔表面,而产物则会均匀地扩散到整个空腔;同时由于Helmholtz不稳定效应,空腔表面会出现褶皱现象。在整个扩展过程中,空腔的轴向扩展速度远大于径向扩展速度,药室四周仍残留有较多液体药,在Helmholtz不稳定效应作用下参与燃烧,从而导致其内弹道稳定性变差,压力振荡加剧。     

The Application of Compulational Fluid Dynamics to Design of Vehicle Cooling Wind Tunnel

A computational fluid dynamics （CFD） calculation model for the airflow and heat transfer in an armored vehicle cooling wind tunnel is established. A practical method to determine computation region outside power train compartment, produce grid and ensure grid quality is put forward. A commercial software FLUENT can be used to obtain solutions numerically in 3-D space. Precision of CFD calculation results is verified. The CFD model is used in designing a vehicle cooling wind tunnel, and air flow resistance of fan blast baffle is calculated. The calculated results show feasibility of the CFD rnodel and the method.