火箭发射初期双面排导型发射台瞬态承载特性研究

利用发射燃气动力学瞬态数值模拟方法,研究了双面排导型发射台承受的燃气流冲击作用力随时间变化特性.研究表明:双面排导型发射台承受燃气流作用力随着喷管距双面导流器高度的增加而下降;由于燃气射流压力波系呈正负交替变化,使得导流器承载在总体下降中呈脉动变化;同时,由于喷管内压强的不同,导流器承受的燃气流冲击作用力呈现脉动变化或平稳变化趋势.     

箱式垂直发射装置燃气流排导

阐述了燃气流合理排导的必要性．分析和比较了燃气流内导流和外导流．论述了燃气流内导流的优越性和外导流的后限性．表述了箱式垂直发射装置燃气流排导的发展方向．     

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。     

固体火箭发动机燃气导流片导转特性分析研究

在固体火箭发动机喷管内采用燃气导流片技术,可以使火箭绕其纵轴旋转。文中建立了喷管内燃气导流片流场数值分析的数学和物理模型,通过数值仿真分析了导流片产生导转力矩的原因及其结构参数对火箭导转特性的影响,并采用高速旋转试验和外弹道飞行测试试验结果与理论计算结果进行比较,结果表明火箭最大转速的理论计算结果和试验结果一致性较好,从而验证了燃气导流片数值模型的可靠性。     

同心筒自力发射燃气排导优化设计

文中采用数值模拟的方法，对影响同心筒自力发射排气效果的几个主要因素进行分析．并提出优化设计方案。研究结果表明：合适的内外筒间隙是燃气流排导的关键；利用发射筒底部的内筒收缩段可以有效改善燃气排导效果；采用发射筒头部导流结构可以有效改善抽吸作用对导弹发射环境的影响。     

基于二氧化碳喷射的导弹热发射新型排导方案设计

针对导流器排导方式在车载导弹热发射过程中具有的烧蚀和架设撤收问题,提出一种利用二氧化碳喷射冲击燃气射流从而降低发射车与导弹表面温度的新型排导方案。以计算流体力学为主要的研究方法,建立三维定常计算模型,分析燃气射流与二氧化碳射流冲击流场的特性,计算并得出：随着下排管道伸入流场长度增加,发射车壁及弹体的温度先降低再升高;随着上排管道与发射车壁夹角减小,发射车壁及弹体的温度逐渐降低;随着上排管道出口到下排管道高度减小,发射车壁及弹体的温度逐渐降低。该方案在喷管出口到地面距离改变后的其他工况中仍有意义,可以为车载导弹热发射降温排导提供可行的全新设计思路。     

大型导弹自排导热发射燃气流场研究

对大型导弹自排导热发射全过程的燃气流场进行了详细的仿真分析,揭示了发射过程的燃气流场规律,给出了发射过程导弹所受燃气温度和压力冲击的规律、时间及强度,仿真结果与试验结果吻合较好。研究表明,通过合理设计,大型导弹自排导热发射燃气流可通畅、顺利排导,作用在导弹的温、压载荷较小,时间较短,为大型导弹自排导热发射方式的可行性提供了研究依据。     

导弹垂直发射燃气排导系统流场数值分析

为了深入了解垂直发射装置内流场结构,应用数值计算的方法对导弹垂直发射系统燃气射流流场进行了仿真模拟,并对垂直发射燃气排导系统内压强的分布情况进行分析;结果表明：导弹发射的过程中,起始冲击波在燃气排导系统内具有较高的超压峰值,燃气流的最大压力载荷出现在发射位压力室底部,为垂直发射装置的结构设计优化工作提供重要的理论基础。     

同心发射筒结构及参数研究

用数值模拟方法研究了同心简结构设计中几个问题内外筒间隙对燃气流排导的影响,导流锥对冲击力的影响、不同形状的底板对弹射力的影响.为找出合理间隙,数值计算了不同间隙时的简内流场,得出了针对实例的合理间隙值的范围;在降低冲击力方面,得出了加导流锥能降低冲击力的结论;在发射动力增值方面.研究了两种不同形状底板对发射动力增值的影响.为降低燃气温度,文中提出了均化燃气温度和以水为冷却剂对燃气进行冷却两种方法,第二种方法可从根本上降低了燃气的温度.     

导弹意外点火时燃气排导系统流场数值模拟与分析

根据舰载垂直发射系统的结构特点,对其物理模型进行了简化,给出了三维坐标系下燃气流的控制方程。分析、计算了舰载垂直发射系统在导弹意外点火情况下其燃气排导系统承受的压强载荷。通过对气流场的数值模拟,得到了在导弹意外点火情况下,燃气排导系统的压强载荷分布规律。     

偏导射流伺服阀前置级流场特性研究

建立偏导射流伺服阀前置级流场精确且完整的数学模型,对伺服阀先导级设计和研究有着重要作用。将射流过程分为初次射流、偏导板压力恢复、二次射流、接收口压力恢复4个阶段,在前置级二次射流过程中分别采用不同理论模型来构建前置级流场完整的数学模型,对射流形态的演变过程进行了描述。分析发现,油液射流进入前置级流场与偏导板侧壁发生撞击,流动形态发生改变,一部分油液沿侧壁反向流出偏导板,另一部分油液流速降低在下游形成高压区。油液流出偏导板时受到分流器的作用,分别流入不同通道。根据节流模型流量和压力特性公式求得了压力增益,并建立起负载压力与偏导板偏移量之间的数学关系。数值模拟过程中,采用不同湍流模型对前置级流场压力分布进行了分析。通过数值模拟仿真结果、外特性实验结果与射流模型计算结果的比较和分析,验证了该模型描述射流特性的有效性和合理性。     

边界形状对4股燃气射流扩展稳定性影响的数值模拟

为研究提高整装式液体发射药火炮燃烧稳定性的方法,从充液室结构出发,分析了冷态条件下边界形状对4股燃气射流扩展稳定性的影响。采用高速数字摄像系统,记录了4股燃气射流在5级圆柱渐扩型观察室中扩展过程。在此基础上,建立了气体与液体相互作用的三维非稳态数理模型,模拟了4股燃气射流在5级圆柱渐扩型、圆锥型和圆柱型观察室中扩展过程,获得了射流场三维两相分布图、压力和温度分布图。研究结果表明：4股燃气射流在5级圆柱渐扩型观察室中轴向位移的模拟值与实验结果较吻合;圆柱渐扩型和圆锥型观察室都可以增强燃气射流的径向扩展,有效抑制Taylor空腔与Helmholtz不稳定效应的正反馈机制;圆柱渐扩型由于台阶逐渐诱导作用,近喷孔处温度场无剧烈脉动,射流扩展更加稳定。     

发射设施热防护研究

热防护是热发射技术主要研究内容之一.提出在发射燃气动力学全三维仿真和相似理论研究的基础上,开展喷流缩比试验工作,通过喷流缩比试验对理论仿真结果和热防护方案进行验证,近似获得结构烧蚀范围和烧蚀程度,以指导热防护设计的工作思路,从而确定了"疏、堵、避、防,快速更换"的设计方法.     

战术弹道导弹头体分离问题研究

固体导弹低空头体分离的最大难题是反喷燃气流对来流流场的干扰。克服这个干扰的较好办法是增大分离速度,让其快速通过扰动区,使干扰引起的弹道偏差不致很大,本文从工程实践的角度出发,分析了头体分离对的各种受力,建立了数学模型。通过计算,给出了分离力、分离速度和碰撞冲量,为导弹设计提供了重要参数,具有工程实用价值。     

超音速子母弹分离激波干扰特性研究

超音速子母弹分离伴随着复杂的激波干扰,采用数值方法对超音速子母弹分离流场中激波与激波干扰特性进行了研究,数值计算结果与实验研究结果符合较好,表明利用AUSM+格式求解采用k-ω SST湍流模型的雷诺平均Navier-Stokes方程,能较好地模拟超音速子母弹分离激波干扰.子母弹分离过程中不仅存在激波与激波碰撞、部分激波...     

冲压增程弹丸进气道复杂湍流流畅数值仿真

应用二阶隐式TVD格式对固体火箭冲压发动机增程弹丸超音速进气道内部湍流流场进行了数值仿真。通过对交叉楔面超音速湍流流场数值仿真结果分析，并与实验结果比较，显示该算法和编制的程序是可靠的，能够准确仿真具有激波一激波、激波一边界层相互作用的复杂湍流流场。通过数值仿真得到了不同出口反压条件下超音速进气道湍流流场复杂的波系结构，并分析了流场的发展过程和出口反压对进气道性能的影响，为今后进一步深入研究提供了理论基础。     

导流板对Banki式风机性能的影响分析

Banki式风机是一种适合在低风速下运行的小型风机,但其在迎风方向存在负力矩,整体效率不高的问题,为此提出了在迎风方向上安装一个弧形导流板的方案。为了探索导流板对风机气动性能的影响机理,并定量分析导流板对风机发电功率的影响,使用滑移网格技术对风机进行了二维非定常数值流体动力学仿真。仿真结果表明：导流板可减少叶轮在逆风半周期内的负转矩,提高风机的输出功率最高可达66.9%.     

导弹垂直发射系统压力室结构完整性分析

为了准确预示压力室在发射状态下的结构完整性,对导弹垂直发射系统中的压力室进行结构完整性分析.介绍导弹垂直发射系统,利用数值计算的方法对导弹燃气射流流场进行仿真模拟,将得到的压强分布导入ANSYS结构分析软件得出计算结果,并从应力、应变、形变3个方面对压力室结构进行力学分析.仿真结果表明:压力室在承受8次发射工况后仍具有良好的结构完整性,压力室的应力和形变主要集中在导流板顶端.该仿真结果可为压力室寿命评估工作提供参考.     

偏转板射流式伺服阀前置级液动力计算方法研究

针对偏转板射流式伺服阀前置级液动力的计算与检测问题,提出了基于矩形喷口和接收器的前置级节流模型,推导得出了液动力简化计算公式。从射流角度出发,建立了伺服阀前置级的二维流场模型,提出了两种基于仿真离散数据的稳态液动力的计算方法,即动量定理法和压力差法,进行了某型伺服阀的液动力计算。设计了前置级液动力的自动化测试系统,实现了对液动力的测量。仿真与试验表明,理论公式、基于离散数据的数值计算以及试验结果基本一致,从而为此类伺服阀的开发与优化提供了可行的方法和技术。